本发明专利技术公开了基于开绕组电机的新能源发电及传动用电系统及控制方法。本系统包括分布式新能源发电端、三相双向变换器、三相二极管整流桥、三相逆变器、开绕组电机、三相断路器、控制器和三相电网。相较于传统的新能源发电及传动用电系统，本发明专利技术专利对开绕组电机进行复用，既可以在电机正常运转过程中直接利用新能源进行供电，又能在电机静止时将其用作新能源发电并网时的电抗器。此外，本系统根据新能源间歇性发电和发电功率波动的特点，构建了分布式新能源发电端停止供电及电机停转等情况下的多种运行方式。本发明专利技术可有效降低新能源发电及用电系统成本，提升系统效率，改善电网电能质量。质量。质量。
【技术实现步骤摘要】
基于开绕组电机的新能源发电及传动用电系统及控制方法
[0001]本专利技术涉及电力电子与电力传动
，具体是基于开绕组电机的新能源发电及传动用电系统及控制方法。
技术介绍
[0002]当前全球都在关注环境与能源问题，节能减排提升到了前所未有的战略高度。如何减少环境污染，优化能源结构，促进社会与经济的可持续性发展，是我国面临的重要战略课题。
[0003]目前，我国的电机用电量占全国总电量的60%以上。如何有效利用分布式新能源对电机进行高效、高质量的供电，是提升新能源发电和传动用电效率的关键。
[0004]在大政策背景下，大力发展分布式新能源是必然的趋势。随着分布式新能源的不断增多，如何高效利用分布式新能源是关键。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供基于开绕组电机的新能源发电及传动用电系统，包括分布式新能源发电端、控制器、开绕组电机、三相双向变换器、三相逆变器、三相断路器、三相二极管整流桥、储能电容、三相电网；所述的三相双向变换器、开绕组电机、三相逆变器依次连接；三相逆变器直流侧与三相二极管整流桥直流侧相连；断路器与三相逆变器和三相二极管整流桥并联；所述的三相二极管整流桥与所述的三相电网连接；所述的三相双向变换器、三相逆变器还分别与所述的控制器连接；储能电容与分布式新能源发电端并联，储能电容和三相双向变换器相连。
[0006]应用于所述的基于开绕组电机的新能源发电及传动用电系统的控制方法，包括如下过程：若分布式新能源发电端有电能输出且开绕组电机转动，三相断路器断开，分布式新能源发电端和三相电网分别通过三相双向变换器和三相逆变器对开绕组电机进行供电；若分布式新能源发电端有电能输出且开绕组电机静止，三相断路器闭合，三相逆变器关闭；分布式新能源发电端输出电能先后经过三相双向变换器和开绕组电机送入三相电网；若分布式新能源发电端无电能输出且开绕组电机转动，三相断路器断开；储能电容和三相电网分别通过三相双向变换器和三相逆变器对开绕组电机进行供电；若分布式新能源发电端无电能输出且开绕组电机静止的组态，三相断路器闭合，三相逆变器关闭；储能电容、三相双向变换器和静止状态下的开绕组电机共同构成有源电力滤波器，通过向三相电网注入谐波电流，与电网原有谐波电流抵消。
[0007]本专利技术的有益效果是：（1）相较于以前新能源发电传输给电网再通过电网供能给电机的模式，新能源供电电能传输过程中经历的电力电子变换器级数变少，新能源发电电能的利用效率得到有效提高。
[0008]（2）相比传统新能源发电及传动用电拓扑成本降低。本专利技术的新型拓扑将电机绕组复用为并网电抗器，无需使用价格昂贵的传统并网电抗器，成本显著降低。
[0009]（3）对电机的控制从两电平变为多电平，电机的控制精度得到提高。
[0010]（4）可用作有源电力滤波器改善电网的电能质量。
[0011]（5）电机电压利用率高，电机功率和调速范围得到提升。通过两侧供电的开绕组拓扑系统，在同等电压水平下，提高了电机电压的利用率。
附图说明
[0012]图1为基于开绕组电机的新能源发电及传动用电系统的原理示意图；图2为分布式新能源发电端有电能输出且开绕组电机转动状态下的等效系统示意图；图3为分布式新能源发电端有电能输出且开绕组电机静止状态下的等效系统示意图；图4为分布式新能源发电端无电能输出且开绕组电机转动状态下的等效系统示意图；图5为分布式新能源发电端无电能输出且开绕组电机静止状态下的等效系统示意图。
[0013]附图标记说明如下:11为分布式新能源发电端，12为储能电容，13为三相双向变换器，14为开绕组电机，15为三相逆变器，16为三相二极管整流桥，17为三相断路器，18为三相电网，19为控制器。
具体实施方式
[0014]下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。
[0015]为了使本专利技术的目的，技术方案及优点更加清楚明白，结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，即所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述展示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0016]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
[0017]而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0018]以下结合实施例对本专利技术的特征和性能作进一步的详细描述。
[0019]如图1所示，基于开绕组电机的新能源发电及传动用电系统，包括分布式新能源发电端11、控制器19、开绕组电机14、三相双向变换器13、三相逆变器15、三相断路器17、三相二极管整流桥16、储能电容12、三相电网18；所述的三相双向变换器13、开绕组电机14、三相逆变器15依次连接；三相逆变器15直流侧与三相二极管整流桥16直流侧相连；断路器17与三相逆变器15和三相二极管整流桥16并联；所述的三相二极管整流桥16与所述的三相电网18连接；所述的三相双向变换器13、三相逆变器15还分别与所述的控制器19连接；储能电容12与分布式新能源发电端11并联，储能电容12还三相双向变换器13相连。
[0020]应用于所述的基于开绕组电机的新能源发电及传动用电系统的控制方法，包括如下过程：若分布式新能源发电端11有电能输出且开绕组电机14转动，三相断路器17断开，分布式新能源发电端11和三相电网18分别通过三相双向变换器13和三相逆变器15对开绕组电机14进行供电；若分布式新能源发电端11有电能输出且开绕组电机14静止，三相断路器17闭合，三相逆变器15关闭；分布式新能源发电端11输出电能先后经过三相双向变换器13和开绕组电机14送入三相电网18；若分布式新能源发电端11无电能输出且开绕组电机14转动，三相断路器17断开；储能电容12和三相电网18分别通过三相双向变换器13和三相逆变器15对开绕组电机14进行供电；若分布式新能源发电端11无电能输出且开绕组电机14静止的组态，三相断路器17闭合，三相逆变器15关闭；储能电容12、三相双向变换器13和静止状态下的开绕组电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于开绕组电机的新能源发电及传动用电系统，其特征在于，包括分布式新能源发电端（11）、控制器（19）、开绕组电机（14）、三相双向变换器（13）、三相逆变器（15）、三相断路器（17）、三相二极管整流桥（16）、储能电容（12）、三相电网（18）；所述的三相双向变换器（13）、开绕组电机（14）、三相逆变器（15）依次连接；三相逆变器（15）直流侧与三相二极管整流桥（16）直流侧相连；断路器（17）与三相逆变器（15）和三相二极管整流桥（16）并联；所述的三相二极管整流桥（16）与所述的三相电网（18）连接；所述的三相双向变换器（13）、三相逆变器（15）还分别与所述的控制器（19）连接；储能电容（12）与分布式新能源发电端（11）并联，储能电容（12）和三相双向变换器（13）相连。2.应用于权利要求1所述的基于开绕组电机的新能源发电及传动用电系统的控制方法，其特征在于，包括如下过程：若分布式新能源发电端（11）有电能输出且开绕组电机（14...
【专利技术属性】
技术研发人员：王学庆，罗贤，晏鑫宇，罗程，周羽，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。