一种小型透平发电用整流逆变系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种小型透平发电用整流逆变系统及其控制方法，所述小型透平发电用整流逆变系统包括：透平

【技术实现步骤摘要】
一种小型透平发电用整流逆变系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及透平发电
，具体涉及一种小型透平发电用整流逆变系统及其控制方法
。

技术介绍

[0002]装机容量在
1MW
及以下的小型透平发电并网有很多种方式
。
同步电机同期并网是常用的并网方式之一，如图1所示
。
介质进入透平1膨胀做功，将机械能转化成电能，透平1带动同步发电机2旋转，转速达到
2950rpm
以上时，励磁装置4通过电缆
11
给励磁机3提供励磁电流，励磁机3产生磁场后，旋转的同步发电机2在磁场的作用下，产生电能
。
同步发电机2产生的电能送到发电机母线
5。
同期装置
10
通过发电机
PT 6
和母线
PT 9
，检测发电机母线5和系统母线8的电压
、
频率
、
相位，判断相同后同期装置
10
发出并网指令，同期柜7合闸并网，同步发电机2发出的电流就通过并网柜7送到系统母线8并送出
。
如果同期装置
10
检测到发电机
PT 6
与母线
PT 9
不一致，会给励磁装置4发出增磁指令，励磁装置4增加励磁电流，使发电机母线5电压满足同期并网条件
。
[0003]电机转速与频率的公式：
n=60f/p
其中：
n
表示发电机转速；
f
表示频率；
p
表示发电机极对数
。
[0004]由于我国采用的是
50Hz
频率电网，要求发电机发出的电能频率为
50Hz
才能并网，所以在发电机转速和极对数上，选择范围就相对较小
。
而透平与发电机采用直联的情况下，发电机转速与透平转速相同
。
[0005]目前装机容量较小的透平，转速基本上都很高，有的甚至达到
40000rpm
，对应的频率达到
666.7Hz
，如果采用常规的同期并网方式，需要在透平和发电机之间增加减速箱，以保证发电机输出频率在
50Hz
，这样的方式发电机效率就大大降低，并且减速箱的变比较大，设计及制造难度很大
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种小型透平发电用整流逆变系统及其控制方法，以解决高转速小型透平发电机组输出电压
、
频率与电网侧电压
、
频率不一致无法并网的问题
。
[0007]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：本专利技术提供一种小型透平发电用整流逆变系统，所述小型透平发电用整流逆变系统包括：透平
、
永磁同步发电机
、
发电机母线
、
整流逆变装置和系统母线，所述永磁同步发电机与所述透平连接，以通过所述透平做功带动所述永磁同步发电机工作；所述永磁同步发电机通过所述发电机母线连接所述整流逆变装置的输入侧，所述整流逆变装置的输出侧连接所述系统母线；所述整流逆变装置用于将所述永磁同步发电机输出的交流电进行可控整流
、
逆变
后输出至所述系统母线中，并能够根据所述永磁同步发电机工况智能调节功率输出
。
[0008]可选择地，所述整流逆变装置构造为由电力电子开关器件构成的
PWM
逆变器
。
[0009]可选择地，所述整流逆变装置包括依次设置的制动电路
、
发电接入部分
、
整流单元
、
逆变单元和市电系统接入部分，所述制动电路的输出端连接所述发电接入部分的第一输入端，所述发电接入部分的第二输入端连接所述发电机母线，所述发电接入部分的输出端连接所述整流单元的输入端，所述整流单元的输出端连接所述逆变单元的输入端，所述逆变单元的输出端连接所述市电系统接入部分的输入端，所述市电系统接入部分的输出端连接所述系统母线
。
[0010]可选择地，所述制动电路包括制动电阻
R
和交流接触器
KM
，所述制动电阻
R
的一端连接所述交流接触器
KM
的一端，所述交流接触器
KM
的另一端作为所述制动电路的输出端连接所述发电接入部分的第一输入端
。
[0011]可选择地，所述发电接入部分包括断路器
QF1、
充电电阻
R1、
交流接触器
KM1、
交流接触器
KM2、
快熔
FU1
‑3和电抗器
L1
；所述断路器
QF1
的一端作为所述发电接入部分的第二输入端与所述发电机母线连接，另一端作为所述发电接入部分的第一输入端同时连接充电电阻
R1
的一端
、
交流接触器
KM1
的一端和所述制动电路的输出端，所述充电电阻
R1
的另一端连接所述交流接触器
KM2
的一端，所述交流接触器
KM1
的另一端和所述交流接触器
KM2
的另一端同时连接快熔
FU1
‑3的一端，所述快熔
FU1
‑3的另一端连接所述电抗器
L1
的一端，所述电抗器
L1
的另一端作为所述发电接入部分的输出端连接所述整流单元的输入端
。
[0012]可选择地，所述市电系统接入部分包括断路器
QF2、
充电电阻
R2、
交流接触器
KM3、
交流接触器
KM4、
快熔
FU4
‑6和电抗器
L2
；所述断路器
QF2
的一端作为所述市电系统接入部分的输出端与所述系统母线连接，另一端同时连接充电电阻
R2
的一端和交流接触器
KM3
的一端，所述充电电阻
R2
的另一端连接所述交流接触器
KM4
的一端，所述交流接触器
KM3
的另一端和所述交流接触器
KM4
的另一端同时连接快熔
FU4
‑6的一端，所述快熔
FU4
‑6的另一端连接所述电抗器
L2
的一端，所述电抗器
L2
的另一端作为所述市电系统接入部分的输入端连接所述逆变单元的输出端
。
[0013]本专利技术还提供一种基于上述的小型透平发电用整流逆变系统的控制方法，所述控制方法包括：
S1
：控制所述透平带动所述永磁同步发电机旋转；
S2
：判断所述永磁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种小型透平发电用整流逆变系统，其特征在于，所述小型透平发电用整流逆变系统包括：透平（1）
、
永磁同步发电机（
2A
）
、
发电机母线（5）
、
整流逆变装置（
12
）和系统母线（8）；所述永磁同步发电机（
2A
）与所述透平（1）连接，以通过所述透平（1）做功带动所述永磁同步发电机（
2A
）工作；所述永磁同步发电机（
2A
）通过所述发电机母线（5）连接所述整流逆变装置（
12
）的输入侧，所述整流逆变装置（
12
）的输出侧连接所述系统母线（8）；所述整流逆变装置（
12
）用于将所述永磁同步发电机（
2A
）输出的交流电进行可控整流
、
逆变后输出至所述系统母线（8）中，并能够根据所述永磁同步发电机（
2A
）工况智能调节功率输出
。2.
根据权利要求1所述的小型透平发电用整流逆变系统，其特征在于，所述整流逆变装置（
12
）构造为由电力电子开关器件构成的
PWM
逆变器
。3.
根据权利要求1或2所述的小型透平发电用整流逆变系统，其特征在于，所述整流逆变装置（
12
）包括依次设置的制动电路（
13
）
、
发电接入部分
、
整流单元
、
逆变单元和市电系统接入部分，所述制动电路（
13
）的输出端连接所述发电接入部分的第一输入端，所述发电接入部分的第二输入端连接所述发电机母线（5），所述发电接入部分的输出端连接所述整流单元的输入端，所述整流单元的输出端连接所述逆变单元的输入端，所述逆变单元的输出端连接所述市电系统接入部分的输入端，所述市电系统接入部分的输出端连接所述系统母线（8）
。4.
根据权利要求3所述的小型透平发电用整流逆变系统，其特征在于，所述制动电路（
13
）包括制动电阻
R
和交流接触器
KM
，所述制动电阻
R
的一端连接所述交流接触器
KM
的一端，所述交流接触器
KM
的另一端作为所述制动电路（
13
）的输出端连接所述发电接入部分的第一输入端
。5.
根据权利要求3所述的小型透平发电用整流逆变系统，其特征在于，所述发电接入部分包括断路器
QF1、
充电电阻
R1、
交流接触器
KM1、
交流接触器
KM2、
快熔
FU1
‑3和电抗器
L1
；所述断路器
QF1
的一端作为所述发电接入部分的第二输入端与所述发电机母线（5）连接，另一端作为所述发电接入部分的第一输入端同时连接充电电阻
R1
的一端
、
交流接触器
KM1
的一端和所述制动电路（
13
）的输出端，所述充电电阻
R1
的另一端连接所述交流接触器
KM2
的一端，所述交流接触器
KM1
的另一端和所述交流接触器
KM2
的另一端同时连接快熔
FU1
‑3的一端，所述快熔
FU1
‑3的另一端连接所述电抗器
L1
的一端，所述电抗器
L1<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈博，熊竹筠，谭正，雷晨曦，魏顺风，唐春，
申请(专利权)人：成都成发科能动力工程有限公司，
类型：发明
国别省市：