一种水电能转换系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种水电能转换系统，系统包括：水轮机、发电机和电能转换装置；所述水轮机的输出端与所述发电机的输入端相连接；所述发电机的输出端与所述电能转换装置的输入端相连接；所述电能转换装置的输出端与电网相连接。本实用新型专利技术实现了现有水电站中的水轮机无须输入固定的水流量和无须恒定转速运行，使得水轮机可以在额定频率内以任意的转速运转，无论输入的水流量如何变动，发电机产生的交流电压和电流均可转换为符合电网输送要求的交流电压和电流，且输送给电网的交流电压和电流是在最佳输出功率的情况下完成。是在最佳输出功率的情况下完成。是在最佳输出功率的情况下完成。

【技术实现步骤摘要】
一种水电能转换系统


[0001]本技术涉及水电能转换
，尤其涉及一种水电能转换系统。

技术介绍

[0002]随着科学技术的不断发展，如何有效利用水力资源进行发电，实现能源之间的绿色转换成为人们关注的热点。现有的水电站主要是采用水轮机带动励磁同步发电机的结构进行发电，励磁同步发电机直接与电网连接，由于电网电压的频率是固定的，因此励磁同步发电机必须保持在一个固定的且与电网电压频率一致的转速下运行，不然就会发生励磁同步发电机电磁震荡的现象。目前，水电站通过调节水轮机的进水阀门，以实现控制水轮机保持在额定的转速下运行。
[0003]由于水电站在丰水期和枯水期的水流量差距巨大，而水轮机和励磁同步发电机的转速都是固定的，输入水轮机的水流量也必须是固定的，因此，导致了在枯水期，输入的水流量无法使水轮机达到额定的转速，只能关闭水闸门；在丰水期，输入的水流量使水轮机超过了额定的转速，只能将多余的水流量排掉。综上，现有的水电站无法充分的利用水力资源进行发电，浪费了大量的水资源能量。
[0004]然而，在其他工业实际应用中，为解决发电机设备转速不一致的问题，人们根据电压的波形、相位、相序和频率数据，将发电设备的电压数据和电流数据调整为与之一致的目标电压数据和目标电流数据、但是，上述方法并没有应用在电网领域。
[0005]因此，人们迫切需要一种水电能转换系统，以解决目前水电站发电中存在的水轮机的输入水流量必须固定、转速必须恒定的问题。

技术实现思路

[0006]本技术提供了一种水电能转换系统，可以使现有水电站中的水轮机无须输入固定的水流量和无须恒定转速运行。
[0007]本技术实施例提供了一种水电能转换系统，所述系统包括：水轮机、发电机和电能转换装置；
[0008]所述水轮机的输出端与所述发电机的输入端相连接；
[0009]所述发电机的输出端与所述电能转换装置的输入端相连接；
[0010]所述电能转换装置的输出端与电网相连接。
[0011]作为优选方案，所述电能转换装置包括：整流单元、最佳功率控制单元和电能控制单元；
[0012]所述整流单元的输入端与所述发电机的输出端相连接，所述整流单元的输出端分别与所述最佳功率控制单元的输入端、所述电能控制单元的输入端相连接；
[0013]所述最佳功率控制的输出端与所述电能控制单元的输入端相连接；
[0014]所述电能控制单元的输出端与电网相连接。
[0015]作为优选方案，所述整流单元还包括：主整流模块和直流滤波模块；
[0016]所述主整流模块的输入端与所述发电机的输出端相连接，所述主整流模块的输出端与所述直流滤波模块的输入端相连接；
[0017]所述直流滤波模块的输出端分别与所述最佳功率控制单元的输入端、所述电能控制单元的输入端相连接。
[0018]作为优选方案，所述最佳功率控制单元还包括：检测模块、最佳功率调节模块和控制模块；
[0019]所述检测模块的输入端分别与所述整流单元的输出端、所述电网相连接，所述检测模块的输出端分别与所述最佳功率调节模块的输入端、所述控制模块的输入端相连接；
[0020]所述最佳功率调节单元的输出端与所述控制单元的输出端相连接；
[0021]所述控制单元的输出端与所述电能控制单元的输入端相连接。
[0022]作为优选方案，所述最佳功率控制单元还包括保护模块；
[0023]所述发电机的输出端设置有各相相互配接装置，所述各相相互配接装置与开关装置相连接，所述开关装置与所述保护模块相连接；
[0024]所述控制单元的输出端还与所述保护模块的输入端相连接；
[0025]所述保护模块的输出端与所述开关装置相连接。
[0026]作为优选方案，所述电能控制单元还包括：稳压模块和同步模块；
[0027]所述稳压模块的输入端与所述整流单元的输出端相连接，所述稳压模块的输出端与所述同步模块的输入端相连接；
[0028]所述同步模块的输入端与所述最佳功率控制单元的输出端相连接，所述同步模块的输出端与所述电网相连接。
[0029]作为优选方案，所述电能控制单元还包括高频滤波模块；
[0030]所述高频滤波模块的输入端与所述同步模块的输出端相连接，所述高频滤波模块的输出端与所述电网相连接。
[0031]作为优选方案，所述发电机为永磁发电机。
[0032]相比于现有技术，本技术实施例提供了一种水电能转换系统，其具有如下有益效果：水轮机的输出端与发电机的输入端相连接，水轮机带动发电机转动，使得发电机产生三相交流电压和电流；发电机的输出端与电能转换装置的输入端相连接，使得电能转换装置可以对发电机产生的三相交流电压和电流进行处理；电能转换装置的输出端与电网相连接，电能转换装置对三相交流电压进行稳压处理，使得发电机产生的三相交流电压和电流转变为直流电压和电流，然后对直流电压和电流进行最佳输出功率处理，使得输送提供给电网的交流电压和交流电流符合电网输送要求，且始终保持为最佳输出功率情况下的输出，最后对直流电压和电流进行通过稳压处理和数据同步处理，使得输送至电网的交流电压和电流得以符合电网输送要求，且是在最佳输出功率的情况下进行，让发电机可以在变动频率的转速运行下产生的电压和电流能够输送至电网。通过本技术实施例，可以使现有水电站中的水轮机无须输入固定的水流量和无须恒定转速运行。
[0033]本申请技术方案中不提及部分均可通过现有技术手段直接获得。
附图说明
[0034]为了更清楚的说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术
描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1：为本技术实施例一种水电能转换系统的结构示意图；
[0036]图2：为本技术提供的一种水电能转换系统的一实施例的电能转换装置的结构示意图；
[0037]图3：为本技术提供的一种水电能转化系统的一实施例的整流单元、最佳功率控制单元和电能控制单元的结构示意图。
[0038]其中，说明书附图的附图标记如下：水轮机11、发电机12、电能转换装置13、整流单元131、主整流模块1311、直流滤波模块1312、最佳功率控制单元132、检测模块1321、最佳功率调节模块1322、控制模块1323、保护模块1324、开关装置1325、电能控制单元133、稳压模块1331、同步模块1332、高频滤波模块1333。
具体实施方式
[0039]下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水电能转换系统，其特征在于，包括：水轮机、发电机和电能转换装置；所述水轮机的输出端与所述发电机的输入端相连接；所述发电机的输出端与所述电能转换装置的输入端相连接；所述电能转换装置的输出端与电网相连接。2.如权利要求1所述的一种水电能转换系统，其特征在于，所述电能转换装置包括：整流单元、最佳功率控制单元和电能控制单元；所述整流单元的输入端与所述发电机的输出端相连接，所述整流单元的输出端分别与所述最佳功率控制单元的输入端、所述电能控制单元的输入端相连接；所述最佳功率控制的输出端与所述电能控制单元的输入端相连接；所述电能控制单元的输出端与电网相连接。3.如权利要求2所述的一种水电能转换系统，其特征在于，所述整流单元还包括：主整流模块和直流滤波模块；所述主整流模块的输入端与所述发电机的输出端相连接，所述主整流模块的输出端与所述直流滤波模块的输入端相连接；所述直流滤波模块的输出端分别与所述最佳功率控制单元的输入端、所述电能控制单元的输入端相连接。4.如权利要求2所述的一种水电能转换系统，其特征在于，所述最佳功率控制单元还包括：检测模块、最佳功率调节模块和控制模块；所述检测模块的输入端分别与所述整流单元的输出端、所述电网相连接，所述检测模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄闵杰，韩志翔，翁卿亮，
申请(专利权)人：天容宝节能科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：