專利名稱：潮流發(fā)電機組變流輸電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及海上發(fā)電技術領域，尤其涉及一種潮流發(fā)電機組變流輸電裝置。
背景技術：
現(xiàn)有技術的海上發(fā)電裝置，如海上風電通常采用每臺發(fā)電機經(jīng)過交-直-交變換技術將電能變成高電壓等級的交流電，然后進行電力輸送，電氣設備數(shù)量多，另外海上載體平臺的荷載大、導致平臺規(guī)模大，增加了整個裝置復雜性和裝置建造成本?，F(xiàn)有潮流發(fā)電裝置多采用發(fā)電機輸出直接通過海底電纜輸送方式，輸出電壓低，輸電線路損耗大。并且，現(xiàn)有潮流發(fā)電裝置一般為單機裝置，對應于雙發(fā)電機組或多發(fā)電機組型式潮流電站，只能用多根海底電纜輸送，電纜成本明顯增加。對于沒有自啟動能力的潮流發(fā)電機組，現(xiàn)有的不控整流方式不具有啟動水輪機功能。

實用新型內容本實用新型的目的就是為了解決現(xiàn)有技術存在的上述變流裝置載體上設備數(shù)量多、裝置復雜、輸電線路損耗嚴重、不適應多發(fā)電機組電力輸送的問題；提供一種潮流發(fā)電機組變流輸電裝置；具有減少載體平臺上設備數(shù)量、簡化裝置、減少損耗的優(yōu)點。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案:一種潮流發(fā)電機組變流輸電裝置，它包括若干臺水輪發(fā)電機組，每臺水輪發(fā)電機組與相應的電抗器、三相全控整流器依次連接；三相全控整流器輸出端分別與蓄電池和三相全控逆變器連接，三相全控整流器與三相全控逆變器組成背靠背結構；三相全控逆變器輸出端則經(jīng)電感濾波器、交流變壓器與用電負荷連接。所述三相全控型變流器采用SVPWM變流技術的變流器能實現(xiàn)能量的雙向傳送，既能工作在整流狀態(tài)又能工作在逆變狀態(tài)，用電負荷側的功率因數(shù)是能調節(jié)的。所述蓄電池設有兩組，蓄電池通過各自的隔離開關與相對應的三相全控整流器輸出端連接；通過閉合各自的隔離開關實現(xiàn)蓄電池具體接入相對應的三相全控整流器。所述三相全控整流器通過海底直流電纜與岸上的電纜轉接箱連接，所述轉接箱通過普通電纜與三相全控逆變器連接；所述電纜轉接箱用于海底直流電纜和岸上普通電纜的過渡，轉接箱防護等級為IP65。所述水輪發(fā)電機組為兩臺或多臺水輪發(fā)電機組。本實用新型的有益效果:1.該實用新型可以根據(jù)流體動力特性獨立調節(jié)若干臺水輪發(fā)電機組的運行特性，使雙水輪潮流發(fā)電裝置的發(fā)電效率更高。2.該實用新型兩臺水輪發(fā)電機共用一臺逆變器裝置，減少裝置設備數(shù)量，降低投資。3.有效的解決了變流裝置輸入電流畸變，減少永磁發(fā)電機的損耗，延長發(fā)電機的壽命。[0014]4.有效的解決了無自啟動能力潮流發(fā)電機組的啟動問題。5.將逆變器、電感濾波器、變壓器安裝在岸上，減小海上平臺的荷載，縮小平臺規(guī)模，減少投資，提高了發(fā)電裝置的經(jīng)濟效益。6.采用較高直流輸電，有效的減少輸電線路上的損耗，能夠滿足中功率潮流發(fā)電裝置的電能輸送要求。7.對于多臺共用載體平臺的潮流發(fā)電機組，采用一根海底電纜輸電，減少了電纜數(shù)量，直流輸電電纜只有兩芯，較交流電纜的芯數(shù)減少，節(jié)省了銅材和絕緣材料等。

圖1是本實用新型的電路連接原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖與實施例對本實用新型做進一步說明。潮流發(fā)電機組變流輸電裝置，結合圖1，包括#1水輪發(fā)電機組，#2水輪發(fā)電機組，分別與#1水輪發(fā)電機組，#2水輪發(fā)電機組相連接的電抗器、以及分別與電抗器連接的#1三相全控SVPWM整流器、#2三相全控SVPWM整流器，三相全控SVPWM逆變器、電感濾波器、交流變壓器，所述三相全控SVPWM整流器輸出端通過海底直流電纜與三相全控SVPWM逆變器連接，三相全控SVPWM整流器輸出端與蓄電池連接；所述#1水輪發(fā)電機組、#2水輪發(fā)電機組、電抗器、#1三相全控SVPWM整流器、#2三相全控SVPWM整流器、蓄電池設于海上載體平臺上，所述的三相全控SVPWM逆變器、電感濾波器、交流變壓器及用電負荷設于岸上；三相全控SVPWM逆變器通過相連接的電感濾波器、交流變壓器與用電負荷連接。所述的三相全控SVPWM整流器，三相全控SVPWM逆變器采用SVPWM變流技術能實現(xiàn)能量的雙向傳送，既能工作在整流狀態(tài)又能工作在逆變狀態(tài)，用電側的功率因數(shù)是可調的。本實用新型每臺水輪發(fā)電機配置一臺電抗器和一臺三相全控SVPWM整流器，進行升壓整流、輸出直流電，并入直流母線，然后通過直流電纜進行輸電。考慮海上平臺上特殊的運行環(huán)境，兩組蓄電池組柜安裝，節(jié)省布置空間，并且防護等級滿足要求。兩臺水輪發(fā)電機組發(fā)出的電能經(jīng)過整流變成直流以后通過適當截面的海底直流電纜輸送到岸上。海底電纜的截面按照兩臺機組最大出力考慮，并且考慮海底敷設環(huán)境對電纜載流量進行修正。在岸上設置電纜轉接箱，用于海底電纜和岸上普通電纜的過渡。轉接箱防護等級為IP65，滿足海邊潮濕鹽霧的環(huán)境要求。電能輸送到岸上輸入三相逆變器，將直流電逆變成交流電，逆變器與電感濾波器配合使用，消除裝置中產生的高次諧波，減少對用電網(wǎng)的污染。按照兩臺發(fā)電機組的功率進行選擇逆變器的功率。經(jīng)過濾波以后的交流電通過隔離變壓器為岸上用電負荷進行供電。本實用新型的兩臺直驅型潮流發(fā)電機與用電負荷之間通過三臺全控型SVPWM變流器來連接。每臺水輪發(fā)電機組與相應的電抗器、三相全控整流器依次連接；三相全控整流器輸出端分別與蓄電池和三相全控逆變器連接，三相全控整流器與三相全控逆變器組成背靠背結構；三相全控逆變器輸出端則經(jīng)電感濾波器、交流變壓器與用電負荷連接。發(fā)電機發(fā)出的電壓頻率不穩(wěn)定的電能經(jīng)過該結構變換之后經(jīng)過濾波器濾波輸出電壓頻率穩(wěn)定的電能，對用電負荷進行供電。每臺發(fā)電機定子輸出與發(fā)電機側變流器相連，通過變流器的解耦控制，實現(xiàn)發(fā)電機無功功率和電磁轉矩獨立調節(jié)。相對于傳統(tǒng)的二極管不可控整流方式，這種解耦控制有效解決輸入電流畸變問題，大大減少了永磁發(fā)電機的損耗，延長了發(fā)電機的使用壽命。同時這種拓撲結構還具備Boost電路的升壓特性，能夠完成整流和升壓兩部分工作。在用電側同樣是通過全控型變流器來連接發(fā)電機組和用電負荷，也減少了潮流能發(fā)電機組對電網(wǎng)的諧波污染，同時通過解耦控制，方便快捷的調整潮流能發(fā)電機組向用電負荷輸送的無功功率，用于并網(wǎng)發(fā)電時有利于實現(xiàn)潮流能發(fā)電機組在電網(wǎng)電壓跌落時的無功補償。這種背靠背的拓撲結構能夠有效的完成兩臺潮流能發(fā)電機組AC — DC — AC的變流和控制,不但能同時實現(xiàn)兩臺永磁同步發(fā)電機最大效率、最小損耗控制，而且這種控制方式能夠實現(xiàn)功率因數(shù)的快速調整，有利于潮流能發(fā)電機組實現(xiàn)低電壓穿越。上述雖然結合附圖對實用新型的具體實施方式
進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內。
權利要求1.一種潮流發(fā)電機組變流輸電裝置，其特征是，它包括若干臺水輪發(fā)電機組，每臺水輪發(fā)電機組與相應的電抗器、三相全控整流器依次連接；三相全控整流器輸出端分別與蓄電池和三相全控逆變器連接，三相全控整流器與三相全控逆變器組成背靠背結構；三相全控逆變器輸出端則經(jīng)電感濾波器、交流變壓器與用電負荷連接。
2.如權利要求1所述的一種潮流發(fā)電機組變流輸電裝置，其特征是，所述三相全控型變流器采用SVPWM變流技術的變流器能實現(xiàn)能量的雙向傳送，既能工作在整流狀態(tài)又能工作在逆變狀態(tài)，用電負荷側的功率因數(shù)是能調節(jié)的。
3.如權利要求1所述的一種潮流發(fā)電機組變流輸電裝置，其特征是，所述蓄電池設有兩組，蓄電池通過各自的隔離開關與相對應的三相全控整流器輸出端連接；通過閉合各自的隔離開關實現(xiàn)蓄電池具體接入相對應的三相全控整流器。
4.如權利要求1所述的一種潮流發(fā)電機組變流輸電裝置，其特征是，所述三相全控整流器通過海底直流電纜與岸上的電纜轉接箱連接，所述轉接箱通過普通電纜與三相全控逆變器連接；所述電纜轉接箱用于海底直流電纜和岸上普通電纜的過渡，轉接箱防護等級為IP65。
5.如權利要求1所述的一種潮流發(fā)電機組變流輸電裝置，其特征是，所述水輪發(fā)電機組為兩臺或多臺水輪發(fā)電機組。
專利摘要本實用新型公開了一種潮流發(fā)電機組變流輸電裝置，該裝置包括若干臺水輪發(fā)電機組，每臺水輪發(fā)電機組與相應的電抗器、三相全控整流器依次連接；三相全控整流器輸出端分別與蓄電池和三相全控逆變器連接，三相全控整流器與三相全控逆變器組成背靠背結構；三相全控逆變器輸出端則經(jīng)電感濾波器、交流變壓器與用電負荷連接。所述三相可控整流器采用三相全控SVPWM整流器；具有減少載體平臺上設備數(shù)量、簡化裝置、減少損耗的優(yōu)點。
文檔編號H02J3/36GK202957598SQ201220655759
公開日2013年5月29日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權日2012年12月3日
發(fā)明者翟慎會, 侯晶, 朱月涌, 曹興福, 鐘志鋼, 許衛(wèi)東 申請人:山東電力工程咨詢院有限公司, 哈爾濱瑞哈科技發(fā)展有限公司