[发明专利]一种同步发电机组的扩容方法及系统

说明书

本发明公开一种同步发电机组的扩容方法及系统。本发明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工作模式的调整，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。本发明改造成本较低，可提高发电厂的发电量，提高原动机及整个发电机组的运行效率及设备利用率，改善发电机组的运行工况并提高其稳定性。

技术领域

本发明涉及交直流发电系统的扩容，尤其涉及一种同步发电机组的扩容方法及系统。

背景技术

同步发电机组以其容量大、可调节有功功率及无功功率等优点在水力发电、风力发电、热力发电等能源开发中得到了广泛的应用。由于受电网频率、发电工作物质的不稳定性及电网调度等条件的约束，使得驱动这些同步发电机的原动机不能始终处于最优的工作转速，进而导致发电机组的工况恶化，振动加剧，效率降低，影响了发电机组的安全运行。在水力发电、风力发电、潮汐发电及波浪发电等清洁能源的开发中，广泛地使用了双馈异步发电机实现变速恒频发电以提高原动机能源转化效率。

根据电机设计理论，发电机的容量与其体积、转速成正比。直接并网的同步电机为了匹配原动机的优化运行，其运行转速不变且相对较低，进而导致其体积相对较大。

发明内容

本发明的目的在于结合上述技术的特点，提供一种同步发电机组的扩容方法及系统，通过减少同步发电机定子绕组的极数，提高发电机的同步转速来提高发电机的容量，提高原动机及整个发电机组的运行效率和设备利用率，改善原动机的运行工况，提高发电机组运行的稳定性。

本发明通过下述技术方案实现。

一种同步发电机组的扩容方法，其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。