一种配电网以及一种发电系统技术方案

本申请公开了一种发电系统，包括：转子绕线式发电机；由网侧变流器，中间直流电路以及机侧变流器构成的变流器模块；预充电模块；分别与网侧变流器以及网侧断路器的第二端连接的滤波电抗器；第一端与网侧断路器的第二端连接，第二端分别与滤波电容模块以及转子绕线式发电机连接的定子接触器；滤波电容模块；网侧断路器；控制模块，用于实现发电系统的发电控制，并且，在进行并网时，控制模块在控制预充电模块为中间直流电路进行预充电之后，先闭合网侧断路器再闭合定子接触器，在进行脱网时，断开网侧断路器之前先断开定子接触器。应用本申请的方案，降低了发电系统的实施成本。本申请还提供了一种配电网，具有相应效果。具有相应效果。具有相应效果。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网以及一种发电系统


[0001]本专利技术涉及电力
，特别是涉及一种配电网以及一种发电系统。

技术介绍

[0002]风力发电作为一种无污染、利用可再生资源的环保型发电方式，是最具发展潜力的可再生能源技术之一，前景广阔。并且，近年来，转子绕线式发电机，特别是DFIG(Doubly Fed Induction Generator，双馈感应发电机)在风力发电系统中得到了广泛应用，由于整个发电机的电气功率只有1/6左右经过变流器所在支路，因此，在高风速时具有高效率和输出电网谐波小等特点。而随着新能源平价上网的要求，降低风力发电的发电成本是重要的研究热点之一。
[0003]双馈感应发电机的转子需要通过背靠背四象限变流器与电网连接，因此在通常情况下，电网侧变流器需要网侧接触器与电网实现断开和连接，电网侧变流器发出的脉冲电压和高频电流谐波则需要正弦波滤波器滤除，如果取消该网侧接触器，由于正弦波滤波器中的电容器组与电网保持连接，会导致变流器不工作时，机组输出的容性无功功率就不可控，需要增加滤波电容接触器，以便隔离电容组与电网。
[0004]例如图1为常用的含网侧接触器的双馈风电变流器的主电路拓扑原理示意图，设置有网侧接触器。在正常启动时，先闭合网侧断路器，预充电单元给背靠背四象限变流器中的直流电容充电，然后闭合网侧接触器，实现网侧变流器的并网，最后闭合定子接触器，实现发电机的并网。而正常脱网时，先断开定子接触器，由于网侧电容需要与电网隔离，接着需要断开网侧接触器。
[0005]图2则为一种不含网侧接触器的双馈风电变流器的主电路拓扑原理示意图。在正常启动时，预充电单元首先给背靠背四象限变流器中的直流电容充电，接着闭合滤波电容接触器，然后再闭合网侧断路器，实现网侧变流器并网，最后再运行机侧变流器，闭合定子接触器，实现发电机并网。正常脱网时，先断开定子接触器，再断开滤波电容接触器，实现滤波电容组与电网隔离。虽然图2相较于图1取消了网侧接触器，但同时增加了滤波电容组的支路的接触器开关，即需要设置滤波电容接触器，虽然滤波电容接触器所在支路通过的电流较小，即滤波电容接触器成本会低于网侧接触器，但还没有做到完全取消网侧接触器。
[0006]综上所述，如何有效地降低基于转子绕线式发电机的发电系统的成本，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种配电网以及一种发电系统，以有效地降低基于转子绕线式发电机的发电系统的成本。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]一种发电系统，包括：
[0010]转子绕线式发电机；
[0011]由网侧变流器，中间直流电路以及机侧变流器依次连接而构成的变流器模块；
[0012]输入端分别与电网以及网侧断路器的第一端连接，输出端与所述中间直流电路连接的预充电模块；
[0013]分别与所述网侧变流器以及所述网侧断路器的第二端连接的滤波电抗器；
[0014]第一端与所述网侧断路器的第二端连接，第二端分别与滤波电容模块以及所述转子绕线式发电机连接的定子接触器；
[0015]所述滤波电容模块；
[0016]所述网侧断路器；
[0017]控制模块，用于控制所述变流器模块，所述预充电模块，所述定子接触器以及所述网侧断路器以实现发电系统的发电控制，并且，在进行并网时，所述控制模块在控制所述预充电模块为所述中间直流电路进行预充电之后，先闭合所述网侧断路器再闭合所述定子接触器，在进行脱网时，断开所述网侧断路器之前先断开所述定子接触器。
[0018]优选的，所述转子绕线式发电机为双馈感应发电机。
[0019]优选的，所述双馈感应发电机为用于进行风力发电的双馈感应发电机。
[0020]优选的，还包括：
[0021]分别与所述转子绕线式发电机以及所述机侧变流器连接的滤波模块；
[0022]分别与所述滤波电抗器以及所述网侧断路器的第二端连接的熔断器。
[0023]优选的，在进行脱网时，所述控制模块具体用于：
[0024]接收脱网指令之后，降低所述转子绕线式发电机的转矩直至小于等于预设的转矩阈值；
[0025]降低所述转子绕线式发电机的无功功率直至小于等于预设的无功功率阈值；
[0026]断开所述定子接触器；
[0027]接收停网侧变流器命令，并进入预设的standby模式；其中，在所述standby模式时，所述控制模块停止所述机侧变流器以及所述网侧变流器的运行；
[0028]当进入standby模式之后的第一时长内接收到启动网侧命令时，运行所述网侧变流器；
[0029]当进入standby模式之后的第一时长内未接收到启动网侧命令时，断开所述网侧断路器。
[0030]优选的，所述控制模块还用于：
[0031]在断开所述定子接触器之后，当接收到停机侧变流器命令时，停止所述机侧变流器的运行，并且保持所述网侧变流器的运行。
[0032]优选的，所述控制模块还用于：
[0033]在上电并且检测出所述变流器模块无异常之后，判断所述网侧断路器是否处于闭合状态；
[0034]如果是，则进入所述standby模式；
[0035]如果否，则进入准备状态，并在准备状态下接收到启动网侧命令时，触发所述发电系统的并网进程。
[0036]优选的，所述控制模块还用于：
[0037]在进入所述standby模式之后的第一时长内，检测出所述发电系统故障时，进入故
障模式；
[0038]其中，在所述故障模式时，如果所述发电系统处于第一故障等级，则停止所述机侧变流器的运行，停止所述网侧变流器的运行，关断所述定子接触器以及所述网侧断路器；如果所述发电系统处于第二故障等级，则停止所述机侧变流器的运行，停止所述网侧变流器的运行，关断所述定子接触器。
[0039]优选的，所述控制模块还用于：
[0040]在控制所述发电系统进行并网时，在闭合所述定子接触器之前，基于定子电压进行所述转子绕线式发电机的转子位置的校正；在闭合所述定子接触器之后，基于定子无功功率进行所述转子绕线式发电机的转子位置的校正。
[0041]一种配电网，包括上述任一项所述的发电系统。
[0042]应用本专利技术实施例所提供的技术方案，将滤波电容模块设置在定子接触器与转子绕线式发电机的连接端，从而使得本申请的发电系统可以无需配置网侧接触器。具体的，本申请的发电系统由转子绕线式发电机，变流器模块，预充电模块，滤波电抗器，定子接触器，滤波电容模块，网侧断路器以及控制模块构成，在进行并网时，控制模块在控制预充电模块为中间直流电路进行预充电之后，先闭合网侧断路器再闭合定子接触器，可以实现转子绕线式发电机的并网。而在进行脱网时，断开网侧断路器之前先断开定子接触器，由发电系统的结构可以看出，断开了定子接触器，便可以实现滤波电容模块与电网的隔离。因此，本申请的方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发电系统，其特征在于，包括：转子绕线式发电机；由网侧变流器，中间直流电路以及机侧变流器依次连接而构成的变流器模块；输入端分别与电网以及网侧断路器的第一端连接，输出端与所述中间直流电路连接的预充电模块；分别与所述网侧变流器以及所述网侧断路器的第二端连接的滤波电抗器；第一端与所述网侧断路器的第二端连接，第二端分别与滤波电容模块以及所述转子绕线式发电机连接的定子接触器；所述滤波电容模块；所述网侧断路器；控制模块，用于控制所述变流器模块，所述预充电模块，所述定子接触器以及所述网侧断路器以实现发电系统的发电控制，并且，在进行并网时，所述控制模块在控制所述预充电模块为所述中间直流电路进行预充电之后，先闭合所述网侧断路器再闭合所述定子接触器，在进行脱网时，断开所述网侧断路器之前先断开所述定子接触器。2.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述转子绕线式发电机为双馈感应发电机。3.根据权利要求2所述的发电系统，其特征在于，所述双馈感应发电机为用于进行风力发电的双馈感应发电机。4.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，还包括：分别与所述转子绕线式发电机以及所述机侧变流器连接的滤波模块；分别与所述滤波电抗器以及所述网侧断路器的第二端连接的熔断器。5.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，在进行脱网时，所述控制模块具体用于：接收脱网指令之后，降低所述转子绕线式发电机的转矩直至小于等于预设的转矩阈值；降低所述转子绕线式发电机的无功功率直至小于等于预设的无功功率阈值；断开所述定子接触器；接收停网侧变流器命令，并进入预设的standby模式；其中，在所述standby模式时，所述控制模块停止所述机侧变流...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡家喜，佘岳，黄敏，陈元初，王强，陈明，邓霆，
申请(专利权)人：株洲变流技术国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：