[发明专利]一种同步发电机组的扩容方法及系统

权利要求书

1.一种同步发电机组的扩容方法，其特征在于保留原同步发电机的定子铁芯，通过减少定子绕组的极数以提高其同步转速，进而提高发电机的容量，原同步发电机转子替换为与减少极数后的定子绕组极数相同的绕线式双馈异步发电机转子，或者将原同步发电机定转子替换为极数少于原同步发电机极数的双馈异步发电机定转子，构成双馈异步发电机的定转子；

通过可重构变流装置内的开关投切及可重构变流装置运行模式的调整，新构成的双馈异步发电机定转子与新增双馈异步发电机定转子以联合或独立的方式运行；

当新构成的双馈异步发电机定转子运行于亚同步状态时，输入到双馈发电机转子的功率由新增双馈异步发电机定转子、光伏发电装置、直流发电装置、直流储能装置、交流发电设备提供，新增双馈异步发电机定转子、光伏发电装置、直流发电装置、交流发电设备发出的电功率通过可重构变流装置内的开关投切，经可重构变流装置及新构成的双馈异步发电机送入电网；当新构成的双馈发电机处于超同步状态时，转子输出的电功率可经新增双馈异步发电机定转子、可重构变流装置送入电网或直流储能装置，光伏发电装置、直流发电装置、直流储能装置、交流发电设备发出的电功率通过可重构变流装置送入电网；当新构成的双馈异步发电机定转子运行于同步状态时，输入到双馈发电机转子的直流励磁功率可由光伏发电板、直流发电装置、直流储能装置、交流发电设备提供或者将交流电网的电能经整流装置整流后供到双馈异步发电机组转子绕组，新增双馈异步发电机定转子、光伏发电板、直流发电装置、直流储能装置、交流发电设备发出的电功率通过可重构变流装置内的开关投切，经可重构变流装置及新构成的双馈异步发电机送入电网。

2.实现权利要求1所述扩容方法的一种同步发电机组的扩容系统，其特征在于包括若干同步发电机、用于替换同步发电机转子的绕线式双馈异步发电机转子、双馈异步发电机定转子、可重构变流装置、转速调节控制系统、光伏发电装置、直流发电装置、直流储能装置、交流发电装置、原动机及其传动机构；所述同步发电机的定子绕组、用于替换同步发电机转子的绕线式双馈异步发电机转子、双馈异步发电机定转子、光伏发电装置、直流发电装置、直流储能装置、交流发电装置均与可重构变流装置相连，用于将电功率送到电网或直流储能装置。

3.根据权利要求2所述的一种同步发电机组的扩容系统，其特征在于所述光伏发电装置由太阳能光伏板、DC/DC换流模块组成，用于将太阳能光伏板发出的直流电经DC/DC换流模块连接可重构变流装置内的直流母线，并送到可重构变流装置。

4.根据权利要求2所述的一种同步发电机组的扩容系统，其特征在于所述直流发电装置用于将直流发电设备发出的直流电经DC/DC换流模块连接可重构变流装置内的直流母线，并送到可重构变流装置；所述直流储能装置由电池、充放电电路组成，充放电电路经直流母线连接可重构变流装置，用于实现直流母线与电池之间的能量交换。

5.根据权利要求2所述的一种同步发电机组的扩容系统，其特征在于所述交流发电装置由交流发电设备及其整流、DC/DC换流电路组成，整流、DC/DC换流电路经直流母线连接可重构变流装置，用于将交流发电装置发出的电功率送到可重构变流装置。

6.根据权利要求2所述的一种同步发电机组的扩容系统，其特征在于所述可重构变流装置包括功率型电力电子器件、多路切换模块及交流母线、直流母线；

所述可重构变流装置内的功率型电力电子器件由二极管、晶闸管、MOSFET、IGCT及IGBT这些全控、半控及不可控的电压型、电流型电力电子器件及其驱动控制系统组成，用于实现交流、直流母线间的AC/DC整流、DC/AC逆变，直流母线之间的DC/DC变换、以及续流、开关、隔离等功能，所述驱动控制系统可根据所连接应用对象的亚同步、超同步及同步运行状态动态调整电力电子器件的控制，用于实现与所连接对象之间的整流、逆变等变流、变压及变频功能，并根据所连对象的运行状态动态调整可重构变流装置的系统结构，实现能量的高效转换与传递；

所述可重构变流装置内的多路切换开关模块用于将电力电子器件的功率端口切换到各交流母线的各相及各直流母线。