本實(shí)用新型涉及發(fā)電機(jī)組制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁發(fā)電機(jī)組及發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

發(fā)電機(jī)并網(wǎng)發(fā)電要滿足的前提條件是發(fā)電機(jī)的頻率、電壓以及相位與電網(wǎng)的頻率、電壓和相位分別保持一致。當(dāng)采用永磁發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電時(shí)，為了達(dá)到上述并網(wǎng)條件，可以根據(jù)電網(wǎng)的頻率(50Hz)對(duì)永磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和極對(duì)數(shù)等參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，使得永磁發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下，發(fā)出的額定電壓恒定。

然而，電網(wǎng)電壓受到各種因素的影響，使其電壓在380V左右產(chǎn)生波動(dòng)，而永磁發(fā)電機(jī)的極對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速確定后，其輸出的電壓恒定，因此，永磁發(fā)電機(jī)的輸出電壓無(wú)法適應(yīng)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，導(dǎo)致并網(wǎng)失敗。

為了解決上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中，在永磁發(fā)電機(jī)組中設(shè)置有整流逆變器，通過(guò)將永磁發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電通過(guò)整流轉(zhuǎn)化為直流，然后再通過(guò)逆變器將直流轉(zhuǎn)化為滿足上述并網(wǎng)條件的交流電，并輸送至電網(wǎng)，以達(dá)到適應(yīng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)的目的。

其中，上述整流逆變器包括整流模塊和逆變模塊，因此在對(duì)永磁發(fā)電機(jī)輸出的電流進(jìn)行整流和逆變的過(guò)程中會(huì)消耗一部分能量，從而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)發(fā)電量以及發(fā)電效率下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種永磁發(fā)電機(jī)組及發(fā)電系統(tǒng)，能夠避免在永磁發(fā)電機(jī)組中采用整流逆變器，導(dǎo)致能量消耗的問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型的一方面，提供一種永磁發(fā)電機(jī)組，與電網(wǎng)相連接，所述永磁發(fā)電機(jī)組包括原動(dòng)機(jī)以及與所述原動(dòng)機(jī)相連接的永磁發(fā)電機(jī)，所述原動(dòng)機(jī)用于帶動(dòng)所述永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述永磁發(fā)電機(jī)組還包括與所述永磁發(fā)電機(jī)和所述電網(wǎng)相連接的電壓調(diào)節(jié)裝置，所述電壓調(diào)節(jié)裝置用于根據(jù)所述電網(wǎng)電壓對(duì)所述永磁發(fā)電機(jī)的輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得所述永磁發(fā)電機(jī)的輸出電壓與所述電網(wǎng)電壓一致。

優(yōu)選的，所述電壓調(diào)節(jié)裝置包括電壓采集器、電壓處理器以及變壓器；所述電壓采集器與所述電網(wǎng)相連接，所述電壓采集器用于對(duì)所述電網(wǎng)電壓進(jìn)行采集；所述電壓處理器與所述電壓采集器和所述永磁發(fā)電機(jī)相連接，所述電壓處理器用于將所述電壓采集器的采集結(jié)果與所述永磁發(fā)電機(jī)的輸出電壓進(jìn)行比較，并計(jì)算出電壓補(bǔ)償值；所述變壓器與所述永磁發(fā)電機(jī)、所述電壓處理器以及所述電網(wǎng)相連接，所述變壓器用于根據(jù)所述電壓補(bǔ)償值，對(duì)所述永磁發(fā)電機(jī)的輸出電壓進(jìn)行補(bǔ)償，并輸出至所述電網(wǎng)。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述變壓器為自耦變壓器。

優(yōu)選的，還包括頻率調(diào)節(jié)裝置，該頻率調(diào)節(jié)裝置包括頻率采集器、頻率處理器和調(diào)速器；所述頻率采集器與所述電網(wǎng)相連接，所述頻率采集器用于對(duì)所述電網(wǎng)頻率進(jìn)行采集；所述頻率處理器與所述頻率采集器和所述原動(dòng)機(jī)相連接，所述頻率處理器用于根據(jù)所述頻率采集器的采集結(jié)果，計(jì)算出所述原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速補(bǔ)償值；所述調(diào)速器與所述原動(dòng)機(jī)和所述頻率處理器相連接，所述調(diào)速器用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)速補(bǔ)償值，對(duì)所述原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行補(bǔ)償。

優(yōu)選的，還包括與所述原動(dòng)機(jī)和所述永磁發(fā)電機(jī)相連接的機(jī)組控制器，所述機(jī)組控制器用于向所述原動(dòng)機(jī)和所述永磁發(fā)電機(jī)輸出控制信號(hào)。

進(jìn)一步優(yōu)選的，當(dāng)所述電壓調(diào)節(jié)裝置包括所述電壓采集器、所述電壓處理器時(shí)，所述電壓采集器和所述電壓處理器集成于所述機(jī)組控制器上。

進(jìn)一步優(yōu)選的，當(dāng)所述頻率調(diào)節(jié)裝置包括頻率采集器和所述頻率處理器時(shí)，所述頻率采集器和所述頻率處理器集成于所述機(jī)組控制器上。

優(yōu)選的，所述原動(dòng)機(jī)至少包括內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、水輪機(jī)或風(fēng)輪機(jī)中的任意一種。

本實(shí)用新型的另一方面，提供一種發(fā)電系統(tǒng)，包括如上所述的任意一種的永磁發(fā)電機(jī)組。

本實(shí)用新型提供一種永磁發(fā)電機(jī)組及發(fā)電系統(tǒng)，該永磁發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)相連接。該永磁發(fā)電機(jī)組包括原動(dòng)機(jī)以及與原動(dòng)機(jī)相連接的永磁發(fā)電機(jī)，原動(dòng)機(jī)用于帶動(dòng)永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；永磁發(fā)電機(jī)組還包括與永磁發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)相連接的電壓調(diào)節(jié)裝置，電壓調(diào)節(jié)裝置用于根據(jù)電網(wǎng)電壓對(duì)永磁發(fā)電機(jī)的輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得永磁發(fā)電機(jī)的輸出電壓與電網(wǎng)電壓一致。

由上述可知永磁發(fā)電機(jī)組可以通過(guò)電壓調(diào)節(jié)裝置對(duì)永磁發(fā)電機(jī)的輸出電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，使得并網(wǎng)后永磁發(fā)電機(jī)的輸出電壓與電網(wǎng)的電壓能夠?qū)崟r(shí)保持一致。此外，由于電壓調(diào)節(jié)裝置是對(duì)永磁發(fā)電機(jī)的輸出電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，因此并網(wǎng)后無(wú)需對(duì)永磁發(fā)電機(jī)輸出的電流進(jìn)行整流逆變，從而可以確保永磁發(fā)電機(jī)的輸出電壓與電網(wǎng)的電壓保持一致的同時(shí)，避免了采用整流逆變器，導(dǎo)致能量消耗的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型提供的一種永磁發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中電壓調(diào)節(jié)裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中另一種永磁發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型提供的又一種永磁發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

01-永磁發(fā)電機(jī)組；02-電網(wǎng)；101-原動(dòng)機(jī)；102-永磁發(fā)電機(jī)；20- 電壓調(diào)節(jié)裝置；21-頻率調(diào)節(jié)裝置；201-電壓采集器；202-電壓處理器； 203-變壓器；204-頻率采集器；205-頻率處理器；206-調(diào)速器；30-機(jī)組控制器。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型提供一種如圖1所示的永磁發(fā)電機(jī)組01，與電網(wǎng)02 相連接。該永磁發(fā)電機(jī)組01包括原動(dòng)機(jī)101，以及與該原動(dòng)機(jī)101 相連接的永磁發(fā)電機(jī)102。該原動(dòng)機(jī)101能夠把其他能量能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而帶動(dòng)永磁發(fā)電機(jī)102轉(zhuǎn)動(dòng)，使得永磁發(fā)電機(jī)102能夠?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，以實(shí)現(xiàn)發(fā)電的目的。

需要說(shuō)明的是，上述原動(dòng)機(jī)101至少包括內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、水輪機(jī)或風(fēng)輪機(jī)中的任意一種。本實(shí)用新型對(duì)此不做限定。

此外，上述永磁發(fā)電機(jī)組01還包括與永磁發(fā)電機(jī)102相連接的電壓調(diào)節(jié)裝置20。該電壓調(diào)節(jié)裝置20與電網(wǎng)02和永磁發(fā)電機(jī)102 相連接，用于根據(jù)電網(wǎng)02的電壓V_網(wǎng)對(duì)永磁發(fā)電機(jī)102的輸出電壓V _發(fā)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得永磁發(fā)電機(jī)102的輸出電壓V_發(fā)與電網(wǎng)02的電壓V _網(wǎng)保持一致。

需要說(shuō)明的是，上述永磁發(fā)電機(jī)組01并網(wǎng)后，永磁發(fā)電機(jī)102 的發(fā)電頻率會(huì)跟隨電網(wǎng)頻率，從而會(huì)導(dǎo)致永磁發(fā)電機(jī)102轉(zhuǎn)速發(fā)生變動(dòng)。然而永磁發(fā)電機(jī)102的轉(zhuǎn)速會(huì)影響其輸出電壓，因此永磁發(fā)電機(jī) 102的輸出電壓也會(huì)變動(dòng)，從而可能造成由于永磁發(fā)電機(jī)102的輸出電壓與電網(wǎng)02的電壓存在不平衡，而導(dǎo)致永磁發(fā)電機(jī)102離網(wǎng)的現(xiàn)象發(fā)生。而本實(shí)用新型提供的永磁發(fā)電機(jī)組01可以通過(guò)電壓調(diào)節(jié)裝置20對(duì)永磁發(fā)電機(jī)102的輸出電壓V_發(fā)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，使得并網(wǎng)后永磁發(fā)電機(jī)102的輸出電壓V_發(fā)與電網(wǎng)02的電壓V_網(wǎng)能夠?qū)崟r(shí)保持一致。此外，由于電壓調(diào)節(jié)裝置20是對(duì)永磁發(fā)電機(jī)102的輸出電壓V _發(fā)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，因此并網(wǎng)后無(wú)需對(duì)永磁發(fā)電機(jī)102輸出的電流進(jìn)行整流逆變，從而可以確保永磁發(fā)電機(jī)102的輸出電壓V_發(fā)與電網(wǎng)02 的電壓V_網(wǎng)保持一致的同時(shí)，避免了采用整流逆變器，導(dǎo)致能量消耗的問(wèn)題。

以下，對(duì)電壓調(diào)節(jié)裝置20的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的舉例說(shuō)明。

具體的，該電壓調(diào)節(jié)裝置20的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括電壓采集器201、電壓處理器202以及變壓器203。

具體的，電壓采集器201與電網(wǎng)02相連接，電壓采集器201用于對(duì)電網(wǎng)02的電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。

電壓處理器202與電壓采集器201和永磁發(fā)電機(jī)102相連接。電壓處理器202用于將電壓采集器201的采集結(jié)果，即上述V_網(wǎng)與永磁發(fā)電機(jī)102輸出的電壓V_發(fā)進(jìn)行比較，并計(jì)算出電壓補(bǔ)償值V_補(bǔ)＝V_網(wǎng) -V_發(fā)。

此外，變壓器203與永磁發(fā)電機(jī)102、電壓處理器202以及電網(wǎng) 02相連接。該變壓器203用于根據(jù)上述電壓補(bǔ)償值V_補(bǔ)，對(duì)永磁發(fā)電機(jī)的輸出電壓V_發(fā)進(jìn)行補(bǔ)償，并將補(bǔ)償后的電壓輸出至電網(wǎng)02。

具體的，當(dāng)上述V_補(bǔ)為正時(shí)，說(shuō)明電網(wǎng)02的電壓V_網(wǎng)大于永磁發(fā)電機(jī)的輸出電壓V_發(fā)。此時(shí)，變壓器203需要根據(jù)上述電壓補(bǔ)償值V _補(bǔ)，對(duì)永磁發(fā)電機(jī)的輸出電壓V_發(fā)進(jìn)行正向補(bǔ)償，以增加永磁發(fā)電機(jī)的輸出電壓V_發(fā)，從而使得V_網(wǎng)＝V_發(fā)。反之，變壓器203需要根據(jù)上述電壓補(bǔ)償值V_補(bǔ)，對(duì)永磁發(fā)電機(jī)的輸出電壓V_發(fā)進(jìn)行負(fù)向補(bǔ)償，以減小永磁發(fā)電機(jī)的輸出電壓V_發(fā)，從而使得V_網(wǎng)＝V_發(fā)。這樣一來(lái)，可以使得永磁發(fā)電機(jī)102的輸出電壓V_發(fā)與電網(wǎng)02的電壓V_網(wǎng)能夠?qū)崟r(shí)保持一致。

進(jìn)一步的，由于自耦變壓器與同容量的一般變壓器相比較，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、用料省、體積小、效率高等優(yōu)點(diǎn)。并且在變壓比接近于1 時(shí)能夠更加節(jié)約成本。因此優(yōu)選的，上述變壓器203可以為自耦變壓器。

具體的，上述自耦變壓器的工作原理為，在一個(gè)閉合的鐵芯上纏繞至少兩個(gè)線圈。此時(shí)，其中一個(gè)線圈作為初級(jí)線圈，并向其通入交流電源時(shí)，該初級(jí)線圈中會(huì)產(chǎn)生交變電流。在此情況下，交變電流在鐵芯中產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，從而使得鐵芯內(nèi)的交變主磁通在初級(jí)線圈中產(chǎn)生自身感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。此外，將另外一個(gè)線圈作為次級(jí)線圈，該次級(jí)線圈中能夠感應(yīng)互感電動(dòng)勢(shì)。在此情況下，通過(guò)改變初、次級(jí)的線圈匝數(shù)比，既可以改變初、次級(jí)線圈的端電壓，從而達(dá)到變壓的目的。

基于上述描述，當(dāng)變壓器203可以為自耦變壓器時(shí)，該自耦變壓器初級(jí)線圈可以與永磁發(fā)電機(jī)102相連接，從而使得初級(jí)線圈的端電壓對(duì)應(yīng)永磁發(fā)電機(jī)102的輸出電壓V_發(fā)，即該永磁發(fā)電機(jī)102的額定電壓。而次級(jí)線圈與電網(wǎng)02相連接，從而通過(guò)改變次級(jí)線圈的匝數(shù)達(dá)到改變變壓器203向電網(wǎng)02輸出電壓的目的。

此外，在上述永磁發(fā)電機(jī)組01并網(wǎng)之前，為了使得永磁發(fā)電機(jī)組01能夠并入電網(wǎng)02，永磁發(fā)電機(jī)102的發(fā)電頻率需要與電網(wǎng)02 的頻率保持一致。為了達(dá)到上述目的，優(yōu)選的，該永磁發(fā)電機(jī)組01 如圖3所示，還包括頻率調(diào)節(jié)裝置21。

具體的，如圖3所示，頻率調(diào)節(jié)裝置21包括頻率采集器204、頻率處理器205和調(diào)速器206。

其中，頻率采集器205與電網(wǎng)02相連接，頻率采集器205用于對(duì)電網(wǎng)02的頻率進(jìn)行采集。頻率處理器205與頻率采集器204和原動(dòng)機(jī)101相連接，頻率處理器205用于根據(jù)頻率采集器204的采集結(jié)果，計(jì)算出原動(dòng)機(jī)101的轉(zhuǎn)速補(bǔ)償值。該調(diào)速器206與原動(dòng)機(jī)101和頻率處理器205相連接。調(diào)速器206用于根據(jù)上述轉(zhuǎn)速補(bǔ)償值，對(duì)原動(dòng)機(jī)101的轉(zhuǎn)速進(jìn)行補(bǔ)償。

當(dāng)通過(guò)上述頻率調(diào)節(jié)裝置21使得永磁發(fā)電機(jī)102的發(fā)電頻率與電網(wǎng)02的頻率一致后，永磁發(fā)電機(jī)組01達(dá)到并網(wǎng)條件。然后，將永磁發(fā)電機(jī)102并入電網(wǎng)02，并網(wǎng)后永磁發(fā)電機(jī)102的發(fā)電頻率會(huì)跟隨電網(wǎng)02電壓的變化而變化。而永磁發(fā)電機(jī)102的輸出電壓能夠通過(guò)上述電壓調(diào)節(jié)裝置20進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，使得并網(wǎng)后永磁發(fā)電機(jī)102 的輸出電壓與電網(wǎng)02的電壓實(shí)時(shí)保持一致，從而減小了永磁發(fā)電機(jī) 102出現(xiàn)離網(wǎng)現(xiàn)象的發(fā)生幾率。

在此基礎(chǔ)上，永磁發(fā)電機(jī)組01，如圖4所示還包括與發(fā)電裝置 10(包括原動(dòng)機(jī)101和永磁發(fā)電機(jī)102)相連接的機(jī)組控制器30。該機(jī)組控制器30用于向原動(dòng)機(jī)101和永磁發(fā)電機(jī)102輸出控制信號(hào)。

在此情況下，當(dāng)電壓調(diào)節(jié)裝置20，如圖2或3所示包括電壓采集器201、電壓處理器202時(shí)，可以將電壓采集器201、電壓處理器202集成于機(jī)組控制器30上，從而有利于提高永磁發(fā)電機(jī)組01的集成度。

同理，當(dāng)頻率調(diào)節(jié)裝置21，如圖3所示包括頻率采集器204、頻率處理器205時(shí)，可以將頻率采集器204和頻率處理器205集成于機(jī)組控制器30上。

本實(shí)用新型提供一種發(fā)電系統(tǒng)，包括上述任意一種永磁發(fā)電機(jī)組，具有與前述永磁發(fā)電機(jī)組相同的結(jié)構(gòu)和有益效果，由于前述實(shí)施例已經(jīng)對(duì)永磁發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和有益效果進(jìn)行了詳細(xì)的描述，此處不再贅述。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。