一种发电方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种发电方法和系统，其中，所述系统包括第一同步发电机、第一轴发整流模块和逆变模块。通过第一轴发整流模块在第一同步发电机的发电电压或发电频率降低时将第一同步发电机的发电转矩调大，在第一同步发电机的发电电压或发电频率升高时将第一同步发电机的发电转矩调小，以保持直流母线电压的稳定。从而使发电系统输出的交流电电压稳定，无需工频变压器，降低了系统成本。

A method and system for generating electricity

The invention discloses a power generation method and a system, wherein the system comprises a first synchronous generator, a first shaft rectifier module and an inverter module. The first synchronous generator will reduce the generating torque of the first synchronous generator when the generation voltage or the generation frequency of the first synchronous generator is reduced, and the power generation torque of the first synchronous generator is reduced to keep the DC bus voltage stable when the generation voltage of the first synchronous generator or the generation frequency of the generator is raised. Thus, the AC voltage of the power generation system is stable, no power frequency transformer is needed, and the system cost is reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种发电方法和系统
本专利技术涉及发电领域，具体涉及一种发电方法和系统。
技术介绍
如图1所示，传统的双轴带发电系统是两个车轮通过皮带连接两个电励磁同步发电机，两个电励磁同步发电机分别为两个三相整流单元提供三相交流电，两个三相整流单元将波动的交流电整流为直流电(直流母线电压)，由于车轮的速度随时会波动，所以同步发电机的速度也会随之波动，就必须要通过调节电励磁电机的励磁电流来减小发电电压的波动，两个三相整流后的直流母线电压并联，逆变单元将直流母线电压转换为恒定的三相交流电压，为车上的交流负载(如压缩机)供电。其中本方案中的整流可为多种方案，具体如下：1)整流采用三相工频二极管整流或可控硅整流，然后通过直流缓冲及直流储能滤波电容得到直流母线，这种整流方式会导致直流母线电压随着交流输入电压的波动而波动，工频整流无法升压，必须在逆变侧增加升压变压器得到稳定的三相交流电为负载供电，当发电电压偏高时，调小逆变占空比使输出电压稳定，当发电电压偏低时，调大逆变占空比可使输出电压稳定，这种方式的整流和逆变必须使用工频变压器，发电机必须使用电励磁同步电机，使用工频变压器和电励磁同步电机有一定的局限性，电励磁同步电机和工频变压器体积大重量重，导致整个系统能耗大，成本高；2)整流和逆变都采用高频电源方案，整流可采用三相PFC(功率因数校正)升压整流或三相六开关+电抗器PWM(脉冲宽度调制)整流方案，三相PFC升压整流有多种形式可以实现，在此不做详述，在原动机速度变化而且发电机电压变化时，可保证直流母线电压恒定(母线电压大小可根据逆变输出电压大小、发电机电压大小、母线电容等参数来设定)，通过三相逆变单元将直流母线逆变为稳定的交流正弦波电压，为负载供电，此方案发电机也局限于电励磁同步电机，将导致系统体积偏大，成本偏高，针对三相PFC升压整流方案，此方案整流和逆变均是高频电源方案，硬件复杂，体积大，成本偏高，针对三相六开关+电抗器PWM整流方案，输入需要额外增加电抗器，导致系统体积大重量重，成本高，能耗大。因此，现有技术有待改进和提高。
技术实现思路
本申请提供一种发电方法和系统，输出的交流电电压稳定，无需工频变压器，降低了系统成本。根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种发电系统，包括：第一同步发电机，用于发电；第一轴发整流模块，用于将所述第一同步发电机输出的交流电整流成直流电，并通过直流母线输出给逆变模块；在所述第一同步发电机的发电电压或发电频率降低时将所述第一同步发电机的发电转矩调大，在所述第一同步发电机的发电电压或发电频率升高时将所述第一同步发电机的发电转矩调小，以保持直流母线电压的稳定；逆变模块，用于将所述直流电逆变为交流电。所述的发电系统，其中，还包括串联在第一同步发电机与第一轴发整流模块之间的第一交流缓冲模块，所述第一交流缓冲模块对第一同步发电机输出的交流电进行缓冲。所述的发电系统，其中，所述第一轴发整流模块还用于在负载增大时，将第一同步发电机的发电转矩调大；在负载减小时，将第一同步发电机的发电转矩调小，以保持直流母线电压的稳定。所述的发电系统，其中，所述第一轴发整流模块还用于在第一同步发电机的发电电压或发电频率降低、或者负载增大时，增大第一同步发电机的励磁电流；在第一同步发电机的发电电压或发电频率升高、或者负载减小时，减小第一同步发电机的励磁电流。所述的发电系统，其中，所述发电系统还包括直流缓冲模块，所述直流缓冲模块串联连接在第一轴发整流模块与逆变模块之间。所述的发电系统，其中，还包括与直流母线连接的制动模块；所述制动模块在所述直流母线电压达到预设的制动阈值时，通过内置的电阻消耗直流母线上的电能，以降低直流母线电压，保护整流和逆变模块。所述的发电系统，其中，还包括：第二同步发电机，用于发电；第二轴发整流模块，用于将所述第二同步发电机输出的交流电整流成直流电，并通过直流母线输出给所述逆变模块；在所述第二同步发电机的发电电压或发电频率降低时将所述第二同步发电机的发电转矩调大，在所述第二同步发电机的发电电压或发电频率升高时将所述第二同步发电机的发电转矩调小，以保持直流母线电压的稳定。所述的发电系统，其中，所述第一轴发整流模块和第二轴发整流模块采用如下方式保持功率平衡：通过模拟量、高速脉冲、通讯信号连接中的至少一种进行功率信息交换，以保持第一轴发整流模块和第二轴发整流模块之间的功率平衡；或者，通过下垂控制方法使第一轴发整流模块和第二轴发整流模块之间功率平衡。所述的发电系统，其中，所述第一同步发电机为永磁同步发电机或电励磁同步发电机。一种发电方法，包括如下步骤：第一同步发电机发电；第一轴发整流模块将第一同步发电机输出的交流电整流成直流电，并通过直流母线输出给逆变模块；在第一同步发电机的发电电压或发电频率降低时将第一同步发电机的发电转矩调大，在第一同步发电机的发电电压或发电频率升高时将第一同步发电机的发电转矩调小，以保持直流母线电压的稳定；逆变模块将所述直流电逆变为交流电。本专利技术的有益效果：通过设置一个第一轴发整流模块，在第一同步发电机的发电电压或发电频率降低时将第一同步发电机的发电转矩调大，在第一同步发电机的发电电压或发电频率升高时将第一同步发电机的发电转矩调小，以保持直流母线电压的稳定。从而使发电系统输出的交流电电压稳定，无需工频变压器，降低了系统成本。附图说明图1为现有的轴带发电系统的结构框图；图2为本专利技术提供的发电系统的结构框图；图3为本专利技术提供的发电系统中，定子电感与轴发整流模块连接的示意图；图4为本专利技术提供的发电系统一实施例的结构框图；图5为本专利技术提供的发电系统一实施例的电路图；图6为本专利技术提供的发电系统另一实施例的结构框图；图7为本专利技术提供的发电系统另一实施例的电路图；图8为本专利技术提供的发电系统其他实施例的结构框图；图9为本专利技术提供的发电方法的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种发电系统，如图2所示，所述系统包括第一同步发电机110、第一轴发整流模块130、逆变模块40和滤波模块50。所述第一同步发电机110通过第一轴发整流模块130连接逆变模块40的输入端，逆变模块40的输出端通过滤波模块50连接外部负载60。所述第一同步发电机110，用于在车轮的带动下发电。请一并参阅图3，所述第一轴发整流模块130，用于将第一同步发电机110中的定子电感L当做升压电感对第一同步发电机110输出的交流电进行升压并整流成直流电，通过直流母线输出给逆变模块40；在直流母线电压上升到第一预设值后，在第一同步发电机110速度波动引起发电电压变化、发电频率变化或负载60波动时，通过调节第一同步发电机110的发电转矩的大小实现直流母线电压的稳定，具体的，通过开环或闭环调节使直流母线电压基本稳定在第一预设值。其中，发电频率还可以用发电机转速来表征，两者成比例关系。具体的，所述第一轴发整流模块130在第一同步发电机110的发电电压降低、或发电频率(发电机转速)降低、或负载增大时，将第一同步发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电系统，其特征在于，包括：第一同步发电机，用于发电；第一轴发整流模块，用于将所述第一同步发电机输出的交流电整流成直流电，并通过直流母线输出给逆变模块；在所述第一同步发电机的发电电压或发电频率降低时将所述第一同步发电机的发电转矩调大，在所述第一同步发电机的发电电压或发电频率升高时将所述第一同步发电机的发电转矩调小，以保持直流母线电压的稳定；逆变模块，用于将所述直流电逆变为交流电。

【技术特征摘要】
1.一种发电系统，其特征在于，包括：第一同步发电机，用于发电；第一轴发整流模块，用于将所述第一同步发电机输出的交流电整流成直流电，并通过直流母线输出给逆变模块；在所述第一同步发电机的发电电压或发电频率降低时将所述第一同步发电机的发电转矩调大，在所述第一同步发电机的发电电压或发电频率升高时将所述第一同步发电机的发电转矩调小，以保持直流母线电压的稳定；逆变模块，用于将所述直流电逆变为交流电。2.如权利要求1所述的发电系统，其特征在于，还包括串联在第一同步发电机与第一轴发整流模块之间的第一交流缓冲模块，所述第一交流缓冲模块对第一同步发电机输出的交流电进行缓冲。3.如权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述第一轴发整流模块还用于在负载增大时，将第一同步发电机的发电转矩调大；在负载减小时，将第一同步发电机的发电转矩调小，以保持直流母线电压的稳定。4.如权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述第一同步发电机为电励磁同步发电机；第一轴发整流模块还用于在第一同步发电机的发电电压或发电频率降低、或者负载增大时，增大第一同步发电机的励磁电流；在第一同步发电机的发电电压或发电频率升高、或者负载减小时，减小第一同步发电机的励磁电流。5.如权利要求4所述的发电系统，其特征在于，所述发电系统还包括直流缓冲模块，所述直流缓冲模块串联连接在第一轴发整流模块与逆变模块之间。6.如权利要求3所述的发电系统，其特征在于，还包括与直流母线连接的制动模块；...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗云，张东花，张科孟，
申请(专利权)人：深圳市英威腾电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44