一种交直交变流设备的直流源/荷扩充系统

摘要

本发明公开了一种交直交变流设备的直流源/荷扩充系统。所述系统包括交流电机、交直交变流设备、直流源/荷和测控模块；交直交变流设备包括网侧模块、直流母线及机侧模块；网侧模块与交流电网相连并交换功率；交流电机与交直交变流设备的机侧模块相连，并经机侧模块与交直交变流设备的直流母线交换功率；直流母线与直流源/荷相连并交换功率，直流母线电压在网侧模块、机侧模块正常工作的条件下，通过测控模块监测直流源/荷的工作状态，根据直流源/荷的最优工作特性动态调整，使直流母线电压始终处于直流源/荷的最优工况。本发明对原系统改动较小，成本低，提高整个系统的运行效率及设备利用率，也可根据本发明设计整个系统。

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子领域中的交直流变流系统，尤其涉及一种交直交变流设备的直流源/荷扩充系统，适用于各种交流、直流转换的变流系统。

背景技术

随着当前风能、太阳能、潮汐能及波浪能等新能源的开发，机电设备控制、交直流输变电的发展，电力电子技术得到了广泛的应用，这些系统中通常需要进行交流、直流的相互转换。

由于受电网频率、发电工作物质的不稳定性及电网调度等条件的约束，使得驱动这些同步发电机的原动机不能始终处于最优的工作转速，进而导致发电机组的工况恶化，振动加剧，效率降低，影响了发电机组的安全运行。在风力发电、潮汐发电及波浪发电等清洁能源的开发中，广泛地使用了变速恒频发电以提高原动机能源转化效率。变速恒频发电系统包括全功率变流的同步发电系统与部分功率变流的双馈异步发电系统两种，这两种发电系统都使用了变流器，由于动力源的不确定性，这两种系统不能总是运行在最大功率状态下，使得变流器与发电机不能被充分利用，导致剩余容量资源的浪费。

大功率变频调速设备、电解、电镀设备、焊接设备等变频设备、换流设备等应用的场合越来越多。这些设备大部分的时间工作于高峰用电期，使得生产成本较高，且在用电低谷时段停止工作，造成变频换流设备闲置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种交直交变流设备的直流源/荷扩充系统。通过调整交直交变流设备的直流母线电压，在保证交流电机正常工作的条件下使直流发电装置及直流负载工作在最优工作状态，进而提高整个装置的设备利用率。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

一种交直交变流设备的直流源/荷扩充系统，包括交流电机、交直交变流设备、直流源/荷和测控模块；

交直交变流设备包括网侧模块、直流母线及机侧模块；网侧模块与交流电网相连并交换功率；交流电机与交直交变流设备的机侧模块相连，并经机侧模块与交直交变流设备的直流母线交换功率；直流母线与直流源/荷相连并交换功率，直流母线电压在网侧模块、机侧模块正常工作的条件下，通过测控模块监测直流源/荷的工作状态，根据直流源/荷的最优工作特性动态调整，使直流母线电压始终处于直流源/荷的最优工况。

进一步地，交流电机包括全功率变流的同步发电机、部分功率变流的双馈异步发电发电机或变频驱动的交流电动机。

进一步地，直流源/荷包括直流发电设备、直流储能设备、光伏发电设备或直流负载。

进一步地，所述直流发电设备包括直流发电机或光伏发电装置。

进一步地，所述直流储能设备为电池的充放电储能装置。

进一步地，所述直流负载包括采用直流供电的电解、电镀装置或直流电动机。

进一步地，所述测控模块用于监测直流源/荷的工作状态，进而控制交直交变流设备的直流母线电压，在网侧模块、机侧模块正常工作的条件下，根据直流源/荷的最优工作特性动态调整直流母线电压，使直流母线电压始终处于直流源/荷的最优工况。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

本发明的控制过程简单，易于实现。

本发明根据交流电机/电动机所用的交直交变流设备的运行状态，增加直流发电电源及直流负荷装置，在保证交流发电机/电动机正常工作的条件下使直流发电装置及直流负载工作在最优工作状态。

如上所述，本发明的技术手段简便易行，可充分利用系统变流装置的容量，提高整个装置的设备利用率。

附图说明

图1为本发明一种交直交变流设备的直流源/荷扩充系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。

实施例：

一种交直交变流设备的直流源/荷扩充系统，如图1所示，包括交流电机、交直交变流设备、直流源/荷和测控模块；

交直交变流设备包括网侧模块、直流母线及机侧模块；网侧模块与交流电网相连并交换功率；交流电机与交直交变流设备的机侧模块相连，并经机侧模块与交直交变流设备的直流母线交换功率；直流母线与直流源/荷相连并交换功率，直流母线电压在网侧模块、机侧模块正常工作的条件下，通过测控模块监测直流源/荷的工作状态，根据直流源/荷的最优工作特性动态调整，使直流母线电压始终处于直流源/荷的最优工况。

交流电机包括全功率变流的同步发电机、部分功率变流的双馈异步发电发电机或变频驱动的交流电动机。

直流源/荷包括直流发电设备、直流储能设备、光伏发电设备或直流负载。

所述直流发电设备包括直流发电机或光伏发电装置。

所述直流储能设备为电池的充放电储能装置。

所述直流负载包括采用直流供电的电解、电镀装置或直流电动机。

所述测控模块用于监测直流源/荷的工作状态，进而控制交直交变流设备的直流母线电压，在网侧模块、机侧模块正常工作的条件下，根据直流源/荷的最优工作特性动态调整直流母线电压，使直流母线电压始终处于直流源/荷的最优工况。

如上所述，便可较好地实现本发明。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。