一種機(jī)側(cè)網(wǎng)側(cè)互為備用的變速恒頻發(fā)電機(jī)組變流器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及變速恒頻發(fā)電機(jī)組的變流系統(tǒng)，尤其涉及一種機(jī)側(cè)網(wǎng)側(cè)互為備用的變速恒頻發(fā)電機(jī)組變流器，適用于雙饋異步發(fā)電機(jī)組及全功率變頻的同步發(fā)電機(jī)組。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著當(dāng)前能源的緊張，風(fēng)能、太陽(yáng)能、潮汐能及波浪能等多種新能源的開(kāi)發(fā)得到了越來(lái)越多的重視，在這些新能源的開(kāi)發(fā)中廣泛地使用了變速恒頻發(fā)電機(jī)組。為了提高由風(fēng)能、潮汐能及波浪能等驅(qū)動(dòng)的原動(dòng)機(jī)的能源轉(zhuǎn)化效率，原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)在某個(gè)范圍內(nèi)變化，由其驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速隨之變化，其電功率的頻率亦變化，需經(jīng)變流器才能并入電網(wǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致其輸出的電功率不穩(wěn)定，諧波含量高，由于這些能源具有不穩(wěn)定性、隨機(jī)性的特點(diǎn)，使得其所發(fā)出的電能質(zhì)量低，并入電網(wǎng)后對(duì)電網(wǎng)的影響較大，有時(shí)甚至要放棄這些能源，造成了較大的浪費(fèi)。由于電網(wǎng)接納能力不足和新能源不穩(wěn)定等自身特點(diǎn)導(dǎo)致的部分發(fā)電機(jī)暫停，限電導(dǎo)致電場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性下降，限電的主要原因是并網(wǎng)難題，新能源出力不穩(wěn)定，要其他電源為其提供調(diào)峰服務(wù)，需建設(shè)抽水蓄能、燃?xì)獍l(fā)電等調(diào)峰、調(diào)頻電源，在調(diào)峰容量緊缺時(shí)，限電特別嚴(yán)重，優(yōu)化規(guī)劃電源結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)布局，擴(kuò)大電能消納市場(chǎng)，還需要通過(guò)科技創(chuàng)新，推動(dòng)電能生產(chǎn)和消費(fèi)的協(xié)調(diào)。
[0003]現(xiàn)有的變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)主要包括雙饋異步發(fā)電機(jī)組及全功率變頻的同步發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)變速恒頻發(fā)電機(jī)組均配備一個(gè)機(jī)側(cè)變流器、一個(gè)網(wǎng)側(cè)變流器構(gòu)成背靠背的變流器。發(fā)電機(jī)繞組、變流器、電網(wǎng)之間是串聯(lián)的關(guān)系，當(dāng)發(fā)電機(jī)或變流器出現(xiàn)故障的時(shí)候，整個(gè)發(fā)電機(jī)組必須停機(jī)檢修進(jìn)而棄電，降低了發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)發(fā)電廠中有多臺(tái)雙饋異步發(fā)電機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，由于每臺(tái)雙饋異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)根據(jù)其運(yùn)行工況調(diào)整，有的高于同步轉(zhuǎn)速，有的低于同步轉(zhuǎn)速，使得發(fā)電廠內(nèi)的交流母線與網(wǎng)側(cè)變流器之間有大量的功率交換，電功率經(jīng)過(guò)多次的交流、直流變流，增加了損耗，降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；同時(shí)，變速恒頻發(fā)電機(jī)組大部分時(shí)間處于低容量發(fā)電狀態(tài)，每臺(tái)發(fā)電機(jī)組配備一臺(tái)電網(wǎng)側(cè)變流器，導(dǎo)致變流器的利用率降低；另外，變流器與電網(wǎng)之間頻繁地交換功率，給電網(wǎng)注入大量的諧波，降低發(fā)電廠輸出的電能質(zhì)量。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種機(jī)側(cè)網(wǎng)側(cè)互為備用的變速恒頻發(fā)電機(jī)組變流器，適用于雙饋異步發(fā)電機(jī)組及全功率變頻的同步發(fā)電機(jī)組。當(dāng)發(fā)電機(jī)、網(wǎng)側(cè)或機(jī)側(cè)變流器出現(xiàn)故障時(shí)通過(guò)開(kāi)關(guān)的切換將故障部分切除，利用系統(tǒng)中的其他變流器進(jìn)行功率交換，或?yàn)槠渌l(fā)電機(jī)提供變流容量，提高變速恒頻發(fā)電機(jī)組的利用率，并可減少對(duì)電網(wǎng)的諧波注入，降低發(fā)電設(shè)備輸出電能對(duì)電網(wǎng)的影響，提高發(fā)電廠電能質(zhì)量，提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性。
[0005]本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種機(jī)側(cè)網(wǎng)側(cè)互為備用的變速恒頻發(fā)電機(jī)組變流器，包括機(jī)側(cè)濾波單元、開(kāi)關(guān)切換單元、機(jī)側(cè)變流單元、網(wǎng)側(cè)變流單元、輔助電路單元、網(wǎng)側(cè)濾波單元，
[0007]機(jī)側(cè)濾波單元連接開(kāi)關(guān)切換單元與發(fā)電機(jī)繞組，用于減少機(jī)側(cè)變流器的諧波成分及降低電流波動(dòng)；
[0008]開(kāi)關(guān)切換單元連接機(jī)側(cè)濾波單元、機(jī)側(cè)變流器、輔助電路單元、網(wǎng)側(cè)濾波單元、網(wǎng)側(cè)變流器，用于調(diào)整變流器各單元之間的連接結(jié)構(gòu)，并可與其他變流器的直流母線連接以進(jìn)行功率交換；
[0009]機(jī)側(cè)變流單元連接開(kāi)關(guān)切換單元，其內(nèi)部包含機(jī)側(cè)變流控制模式與網(wǎng)側(cè)變流控制模式，根據(jù)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)直流母線與發(fā)電機(jī)繞組的功率交換；
[0010]網(wǎng)側(cè)變流單元連接開(kāi)關(guān)切換單元，其內(nèi)部包含機(jī)側(cè)變流控制模式與網(wǎng)側(cè)變流控制模式，實(shí)現(xiàn)交流母線及直流母線間的功率雙向交換；
[0011]輔助電路單元用于穩(wěn)定網(wǎng)側(cè)濾波單元與機(jī)側(cè)濾波單元之間的直流母線電壓，抑制變流單元所引起的電壓波動(dòng)，完成低電壓穿越功能；
[0012]網(wǎng)側(cè)濾波單元連接開(kāi)關(guān)切換單元與三相電網(wǎng)，用于降低變流器對(duì)電網(wǎng)的諧波影響。
[0013]本方案適用于雙饋異步發(fā)電機(jī)組及全功率變頻的同步發(fā)電機(jī)組，其利用開(kāi)關(guān)切換及變流器內(nèi)部控制模式的轉(zhuǎn)換，網(wǎng)側(cè)變流器與機(jī)側(cè)變流器均可作為相互備用的機(jī)側(cè)變流器或網(wǎng)側(cè)變流器，或?yàn)槠渌l(fā)電機(jī)組提供變流容量，當(dāng)網(wǎng)側(cè)變流器故障時(shí)，直接將其切除，當(dāng)機(jī)側(cè)變流器故障時(shí)，將網(wǎng)側(cè)變流器的控制模式轉(zhuǎn)換為機(jī)側(cè)變流器控制模式，使網(wǎng)側(cè)流器轉(zhuǎn)換為機(jī)側(cè)變流器，并將機(jī)側(cè)變流器切除，當(dāng)發(fā)電機(jī)組故障時(shí)，網(wǎng)側(cè)、機(jī)側(cè)變流器均工作在網(wǎng)側(cè)模式，為其他發(fā)電機(jī)組提供變流容量。
[0014]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0015]本實(shí)用新型控制(或者運(yùn)行)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。
[0016]本實(shí)用新型根據(jù)變速恒頻發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，利用開(kāi)關(guān)切換及變流器內(nèi)部控制模式的轉(zhuǎn)換，網(wǎng)側(cè)變流器與機(jī)側(cè)變流器均可作為相互備份的機(jī)側(cè)變流器或網(wǎng)側(cè)變流器，當(dāng)網(wǎng)側(cè)變流器故障時(shí)，直接將其切除，當(dāng)機(jī)側(cè)變流器故障時(shí)，將網(wǎng)側(cè)變流器的控制模式轉(zhuǎn)換為機(jī)側(cè)變流器控制模式，使網(wǎng)側(cè)流器轉(zhuǎn)換為機(jī)側(cè)變流器，并將機(jī)側(cè)變流器切除，當(dāng)發(fā)電機(jī)組故障時(shí)，為其他發(fā)電機(jī)組提供變流容量。
[0017]對(duì)于雙饋異步發(fā)電機(jī)組，由于大部分的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差功率直接經(jīng)導(dǎo)體交換，而不經(jīng)過(guò)網(wǎng)側(cè)變流器及交流母線，可減少交直流的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，減少對(duì)電網(wǎng)的諧波注入，提高電能質(zhì)量。
[0018]如上所述，本系統(tǒng)技術(shù)手段簡(jiǎn)便易行，可充分利用系統(tǒng)中變速恒頻發(fā)電機(jī)的時(shí)空互補(bǔ)性，降低對(duì)電網(wǎng)的影響，提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)方框圖示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)用新型目的作進(jìn)一步詳細(xì)地描述，實(shí)施例不能在此一一贅述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不因此限定于以下實(shí)施例。
[0021]如圖1所示。機(jī)側(cè)網(wǎng)側(cè)互為備用的變速恒頻發(fā)電機(jī)組變流器，適用于雙饋異步發(fā)電機(jī)組及全功率變頻的同步發(fā)電機(jī)組，包括機(jī)側(cè)濾波單元、開(kāi)關(guān)切換單元、機(jī)側(cè)變流單元、網(wǎng)側(cè)變流單元、輔助電路單元、網(wǎng)側(cè)濾波單元。利用開(kāi)關(guān)切換及變流器內(nèi)部控制模式的轉(zhuǎn)換，網(wǎng)側(cè)變流器與機(jī)側(cè)變流器均可作為相互備份的機(jī)側(cè)變流器或網(wǎng)側(cè)變流器，或?yàn)槠渌l(fā)電機(jī)組提供變流容量，當(dāng)網(wǎng)側(cè)變流器故障時(shí)，直接將其切除，當(dāng)機(jī)側(cè)變流器故障時(shí)，將網(wǎng)側(cè)變流器的控制模式轉(zhuǎn)換為機(jī)側(cè)變流器控制模式，使網(wǎng)側(cè)流器轉(zhuǎn)換為機(jī)側(cè)變流器，并將機(jī)側(cè)變流器切除，當(dāng)發(fā)電機(jī)組故障時(shí)，網(wǎng)側(cè)、機(jī)側(cè)變流器均工作在網(wǎng)側(cè)模式，為其他發(fā)電機(jī)組提供變流容量。
[0022]機(jī)側(cè)濾波單元連接開(kāi)關(guān)切換單元與發(fā)電機(jī)繞組，用于減少機(jī)側(cè)變流器的諧波成分及降低電流波動(dòng)；
[0023]開(kāi)關(guān)切換單元連接機(jī)側(cè)濾波單元、機(jī)側(cè)變流器、輔助電路單元、網(wǎng)側(cè)濾波單元、網(wǎng)側(cè)變流器，用于調(diào)整變流器各單元之間的連接結(jié)構(gòu)，并可與其他變流器的直流母線連接以進(jìn)行功率交換；
[0024]機(jī)側(cè)變流單元連接開(kāi)關(guān)切換單元，其內(nèi)部包含機(jī)側(cè)變流控制模式與網(wǎng)側(cè)變流控制模式，根據(jù)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)直流母線與發(fā)電機(jī)繞組的功率交換；
[0025]網(wǎng)側(cè)變流單元連接開(kāi)關(guān)切換單元，其內(nèi)部包含機(jī)側(cè)變流控制模式與網(wǎng)側(cè)變流控制模式，實(shí)現(xiàn)交流母線及直流母線間的功率雙向交換；
[0026]輔助電路單元用于穩(wěn)定網(wǎng)側(cè)濾波單元與機(jī)側(cè)濾波單元之間的直流母線電壓，抑制變流單元所引起的電壓波動(dòng)，完成低電壓穿越功能；
[0027]網(wǎng)側(cè)濾波單元連接開(kāi)關(guān)切換單元與三相電網(wǎng)，用于降低變流器對(duì)電網(wǎng)的諧波影響。
[0028]開(kāi)關(guān)切換單元的切換方式為:正常工作時(shí)，SM投到SMa，SG投到SGb，Da、Db閉合，當(dāng)單臺(tái)變速恒頻發(fā)電機(jī)組獨(dú)立運(yùn)行時(shí)Dc打開(kāi)，當(dāng)多臺(tái)變速恒頻發(fā)電機(jī)組聯(lián)合運(yùn)行時(shí)Dc閉合；當(dāng)網(wǎng)側(cè)變流器故障時(shí)，開(kāi)關(guān)SM投到SMa，Db打開(kāi)，將網(wǎng)側(cè)變流器切除；當(dāng)機(jī)側(cè)變流器故障時(shí)，SG投到Ga，Da打開(kāi)，Db閉合，Dc閉合，網(wǎng)側(cè)變流器切換到機(jī)側(cè)變流器控制模式；SM投到SMa，SG投到Ga，Da、Db及Dc閉合，網(wǎng)側(cè)變流器切換到機(jī)側(cè)變流器控制模式，則網(wǎng)側(cè)變流器、機(jī)側(cè)變流器作為機(jī)互備份的機(jī)側(cè)變流器；當(dāng)機(jī)組停機(jī)，SM投到SMb，SG投到SGb，Da、Db及Dc閉合，機(jī)側(cè)變流器切換到網(wǎng)側(cè)變流器控制模式，則網(wǎng)側(cè)變流器、機(jī)側(cè)變流器作為機(jī)互冗余備份的網(wǎng)側(cè)變流器，為其他機(jī)組提供變流容量。
[0029]如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
[0030]本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)側(cè)網(wǎng)側(cè)互為備用的變速恒頻發(fā)電機(jī)組變流器，包括機(jī)側(cè)濾波單元、開(kāi)關(guān)切換單元、機(jī)側(cè)變流單元、網(wǎng)側(cè)變流單元、輔助電路單元、網(wǎng)側(cè)濾波單元， 所述機(jī)側(cè)濾波單元連接開(kāi)關(guān)切換單元與發(fā)電機(jī)繞組，用于減少機(jī)側(cè)變流器的諧波成分及降低電流波動(dòng)； 所述開(kāi)關(guān)切換單元連接機(jī)側(cè)濾波單元、機(jī)側(cè)變流器、輔助電路單元、網(wǎng)側(cè)濾波單元、網(wǎng)側(cè)變流器，用于調(diào)整變流器各單元之間的連接結(jié)構(gòu)，并可與其他變流器的直流母線連接以進(jìn)行功率交換； 所述機(jī)側(cè)變流單元連接開(kāi)關(guān)切換單元，其內(nèi)部包含機(jī)側(cè)變流控制模式與網(wǎng)側(cè)變流控制模式，根據(jù)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)直流母線與發(fā)電機(jī)繞組的功率交換； 所述網(wǎng)側(cè)變流單元連接開(kāi)關(guān)切換單元，其內(nèi)部包含機(jī)側(cè)變流控制模式與網(wǎng)側(cè)變流控制模式，實(shí)現(xiàn)交流母線及直流母線間的功率雙向交換； 所述輔助電路單元用于穩(wěn)定網(wǎng)側(cè)濾波單元與機(jī)側(cè)濾波單元之間的直流母線電壓，抑制變流單元所引起的電壓波動(dòng)，完成低電壓穿越功能； 所述網(wǎng)側(cè)濾波單元連接開(kāi)關(guān)切換單元與三相電網(wǎng)，用于降低變流器對(duì)電網(wǎng)的諧波影響。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種機(jī)側(cè)網(wǎng)側(cè)互為備用的變速恒頻發(fā)電機(jī)組變流器，包括機(jī)側(cè)濾波單元、開(kāi)關(guān)切換單元、機(jī)側(cè)變流單元、網(wǎng)側(cè)變流單元、輔助電路單元、網(wǎng)側(cè)濾波單元,所述機(jī)側(cè)濾波單元連接開(kāi)關(guān)切換單元與發(fā)電機(jī)繞組，用于減少機(jī)側(cè)變流器的諧波成分及降低電流波動(dòng)；所述開(kāi)關(guān)切換單元連接機(jī)側(cè)濾波單元、機(jī)側(cè)變流器、輔助電路單元、網(wǎng)側(cè)濾波單元、網(wǎng)側(cè)變流器，用于調(diào)整變流器各單元之間的連接結(jié)構(gòu)，并可與其他變流器的直流母線連接以進(jìn)行功率交換。本實(shí)用新型技術(shù)手段簡(jiǎn)便易行，可充分利用系統(tǒng)中變速恒頻發(fā)電機(jī)的時(shí)空互補(bǔ)性，降低對(duì)電網(wǎng)的影響，提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
【IPC分類】H02J3/01, H02J3/38
【公開(kāi)號(hào)】CN204992616
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520754886
【發(fā)明人】謝寶忠, 陳鐵群
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年9月24日