CN219268752U - 一种串级式无刷双馈直流发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种串级式无刷双馈直流发电系统，在发电机低转速的条件下，发出的电压过低无法利用，通过将无刷双馈发电机输出端串级的方式提高系统的输出电压，将无法利用的低压电能有效利用起来；采用直流制式并网，并网成本低，可靠性高，也可直接向储能设备充电；由于无刷双馈直流发电机输出端可以实现串联，无需借助升压站就可实现升压，升压成本低。

Description

一种串级式无刷双馈直流发电系统

技术领域

本实用新型属于无刷双馈发电机技术领域，特别是一种串级式无刷双馈直流发电系统。

背景技术

传统发电系统在发电机低转速的条件下，输出的发电电压过低，导致这部分电能无法被有效利用而白白浪费掉。

传统电网采用交流制式并网，无法同新兴直流制式电网直接并网，并网成本高，可靠性低。

传统直流制式发电系统要将电压提升至高电压，必须借助升压站，成本高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种串级式无刷双馈直流发电系统，解决发电机低转速的条件下，输出发电电压过低，电能无法被有效利用的问题；解决传统交流制式并网无法适应新兴直流电网，并网成本高，可靠性低的问题；解决传统直流制式发电系统需要借助升压站升压，成本高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种串级式无刷双馈直流发电系统，包括：串联式无刷双馈直流发电机组和直流负载或电网；

串联式无刷双馈直流发电机组将多台低压无刷双馈直流发电机输出的直流电压串联成高压直流电压，串联式无刷双馈直流发电机组由无刷双馈直流发电机1#、无刷双馈直流发电机2#、……、无刷双馈直流发电机N#组成，N≥2，无刷双馈直流发电机1#的直流出端正极与直流负载或电网的直流输入端正极电气连接，无刷双馈直流发电机1#的直流出端负极与无刷双馈直流发电机2#的直流输出端正极电气连接，无刷双馈直流发电机2#的直流出端负极与无刷双馈直流发电机3#的直流输出端正极电气连接，以此类推，无刷双馈直流发电机N-1#的直流出端负极与无刷双馈直流发电机N#的直流输出端正极电气连接，无刷双馈直流发电机N#的直流输出端负极与直流负载或电网的直流输入端负极电气连接；

无刷双馈直流发电机由无刷双馈电机、三相不控整流桥、直流母线电容A、机侧变流器、直流母线电容B、启动电源、功率二极管组成；

无刷双馈电机由控制绕组、转子及功率绕组组成；

控制绕组与机侧变流器电气连接；

转子与发电机本体机械连接，用于将机械能转化为电能；

功率绕组与三相不控整流桥电气连接；

三相不控整流桥与直流母线电容A电气连接，用于将功率绕组输出的三相交流电整流成直流电；

直流母线电容A用于将三相不控整流桥整流后的直流电压中的谐波分量滤除并储能；

机侧变流器通过控制控制绕组，使无刷双馈电机工作于异步运行模式、同步运行模式或双馈运行模式；

直流母线电容B与机侧变流器电气连接，用于滤除直流电压中的谐波分量并储能；

启动电源的正极与功率二极管的正极电气连接，负极与直流母线电容B的负极电气连接，用于向系统提供启动电源；

功率二极管与直流母线电容B正极电气连接，用于保护启动电源。

所述机侧变流器可采用二电平、三电平及多电平的拓扑结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、在发电机低转速的条件下，通过将无刷双馈发电机输出端串级的方式提高系统的输出电压，将这部分电能有效利用起来；采用直流制式并网，并网成本低，可靠性高，也可直接向储能设备充电；由于无刷双馈直流发电机输出端可以实现串联，无需借助升压站就可实现升压，升压成本低。

附图说明

图1为本实用新型串级式无刷双馈直流发电系统组成框图。

图1中，符号表示为：

1-串联式无刷双馈直流发电机组、2-直流负载或电网、3-无刷双馈直流发电机1#、4-无刷双馈直流发电机2#、5-无刷双馈直流发电机N#、6-无刷双馈电机、7-控制绕组、8-转子、9-功率绕组、10-三相不控整流桥、11-直流母线电容A、12-机侧变流器、13-直流母线电容B、14-启动电源、15-功率二极管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型中一种串级式无刷双馈直流发电系统包括：串联式无刷双馈直流发电机组1和直流负载或电网2；

串联式无刷双馈直流发电机组1将多台低压无刷双馈直流发电机输出的直流电压串联成高压直流电压，串联式无刷双馈直流发电机组1由无刷双馈直流发电机1# 3、无刷双馈直流发电机2# 4、……、无刷双馈直流发电机N# 5组成，N≥2，无刷双馈直流发电机1# 3的直流出端正极与直流负载或电网2的直流输入端正极电气连接，无刷双馈直流发电机1#3的直流出端负极与无刷双馈直流发电机2# 4的直流输出端正极电气连接，无刷双馈直流发电机2# 3的直流出端负极与无刷双馈直流发电机3#的直流输出端正极电气连接，以此类推，无刷双馈直流发电机N-1#的直流出端负极与无刷双馈直流发电机N# 5的直流输出端正极电气连接，无刷双馈直流发电机N# 5的直流输出端负极与直流负载或电网2的直流输入端负极电气连接；

无刷双馈直流发电机由无刷双馈电机6、三相不控整流桥10、直流母线电容A 11、机侧变流器12、直流母线电容B 13、启动电源14、功率二极管15组成；

无刷双馈电机6由控制绕组7、转子8及功率绕组9组成；

控制绕组7与机侧变流器12电气连接；

转子8与发电机本体机械连接，用于将机械能转化为电能；

功率绕组9与三相不控整流桥10电气连接；

三相不控整流桥10与直流母线电容A 11电气连接，用于将功率绕组9输出的三相交流电整流成直流电；

直流母线电容A 11用于将三相不控整流桥10整流后的直流电压中的谐波分量滤除并储能；

机侧变流器12通过控制控制绕组7，使无刷双馈电机6工作于异步运行模式、同步运行模式或双馈运行模式；

直流母线电容B 13与机侧变流器电气连接，用于滤除直流电压中的谐波分量并储能；

启动电源14的正极与功率二极管15的正极电气连接，负极与直流母线电容B 13的负极电气连接，用于向系统提供启动电源；

功率二极管15与直流母线电容B 13正极电气连接，用于保护启动电源。

所述机侧变流器12可采用二电平、三电平及多电平的拓扑结构。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种串级式无刷双馈直流发电系统，其特征在于，包括：串联式无刷双馈直流发电机组（1）和直流负载或电网（2）；

串联式无刷双馈直流发电机组（1）将多台低压无刷双馈直流发电机输出的直流电压串联成高压直流电压，串联式无刷双馈直流发电机组（1）由无刷双馈直流发电机1#（3）、无刷双馈直流发电机2#（4）、……、无刷双馈直流发电机N#（5）组成，N≥2，无刷双馈直流发电机1#（3）的直流出端正极与直流负载或电网（2）的直流输入端正极电气连接，无刷双馈直流发电机1#（3）的直流出端负极与无刷双馈直流发电机2#（4）的直流输出端正极电气连接，无刷双馈直流发电机2#（3）的直流出端负极与无刷双馈直流发电机3#的直流输出端正极电气连接，以此类推，无刷双馈直流发电机N-1#的直流出端负极与无刷双馈直流发电机N#（5）的直流输出端正极电气连接，无刷双馈直流发电机N#（5）的直流输出端负极与直流负载或电网（2）的直流输入端负极电气连接；

无刷双馈直流发电机由无刷双馈电机（6）、三相不控整流桥（10）、直流母线电容A（11）、机侧变流器（12）、直流母线电容B（13）、启动电源（14）、功率二极管（15）组成；

无刷双馈电机（6）由控制绕组（7）、转子（8）及功率绕组（9）组成；

控制绕组（7）与机侧变流器（12）电气连接；

转子（8）与发电机本体机械连接，用于将机械能转化为电能；

功率绕组（9）与三相不控整流桥（10）电气连接；

三相不控整流桥（10）与直流母线电容A（11）电气连接，用于将功率绕组（9）输出的三相交流电整流成直流电；

直流母线电容A（11）用于将三相不控整流桥（10）整流后的直流电压中的谐波分量滤除并储能；

机侧变流器（12）通过控制控制绕组（7），使无刷双馈电机（6）工作于异步运行模式、同步运行模式或双馈运行模式；

直流母线电容B（13）与机侧变流器电气连接，用于滤除直流电压中的谐波分量并储能；

启动电源（14）的正极与功率二极管（15）的正极电气连接，负极与直流母线电容B（13）的负极电气连接，用于向系统提供启动电源；

功率二极管（15）与直流母线电容B（13）正极电气连接，用于保护启动电源。

2.根据权利要求1所述的一种串级式无刷双馈直流发电系统，其特征在于，所述机侧变流器（12）可采用二电平、三电平及多电平的拓扑结构。

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