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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106356891A(43)申请公布日2017.01.25(21)申请号201610899316.8(22)申请日2016.10.14(71)申请人江门市安利电源工程有限公司地址529100广东省江门市新会区会城银海大道6号(72)发明人吴毅强(74)专利代理机构深圳市鼎言知识产权代理有限公司44311代理人迟飞飞(51)Int.Cl.H02J3/38(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称异步化发电装置及其工作方法(57)摘要本发明公开了一种异步化发电装置,连接于水轮发电机组与电网之间,包括输入电抗器、整流器、三相逆变器、LC滤波器及输出变压器,输入电抗器降低由整流器所产生的谐波电流对水轮发电机组的影响,整流器将由水轮发电机组输出的三相交流电变换为直流电源,三相逆变器将经过整流后的直流电源逆变为与电网同频、同相及同幅值的三相PWM电源,LC滤波器与输出变压器共同构成三阶低通正弦滤波器,滤除所述三相逆变器所产生的谐波电压及尖峰电压。上述异步化发电装置使得水轮发电机组具有与电网“异步”并网发电功能,实现当水流量超出水轮发电机水流量极限时仍可并网发电的目的。本发明还提供了一种异步化发电装置的工作方法。CN106356891ACN106356891A权利要求书1/1页1.一种异步化发电装置,连接于水轮发电机组与电网之间,其特征在于:所述异步化发电装置包括输入电抗器、整流器、三相逆变器、LC滤波器,所述水轮发电机组的三相电源输出端与输入电抗器的输入端相连,所述输入电抗器的输出端与整流器的输入端相连,所述整流器的直流母线与三相逆变器的直流母线相连,所述三相逆变器的三相PWM输出端与LC滤波器的输入端相连,所述LC滤波器的输出端与电网相连;所述输入电抗器用于降低由整流器所产生的谐波电流对水轮发电机组的影响,所述整流器用于将由水轮发电机组输出的三相交流电变换为直流电源,所述三相逆变器用于将经过整流后的直流电源逆变为与电网同频、同相及同幅值的三相PWM电源,所述LC滤波器用于将三相PWM电源变换为正弦波电源以及滤除所述三相逆变器所产生的谐波电压及尖峰电压。2.如权利要求1所述的异步化发电装置,其特征在于:还包括发电机侧输入开关,所述发电机侧输入开关连接于水轮发电机组与输入电抗器之间。3.如权利要求1所述的异步化发电装置,其特征在于:还包括电网侧输出开关,所述电网侧输出开关连接于输出变压器与电网之间。4.如权利要求2所述的异步化发电装置,其特征在于:所述发电机侧输入开关为三极断路器,其三极对应与水轮发电机组的三相电源输出端相连。5.如权利要求4所述的异步化发电装置,其特征在于:所述输入电抗器为三相共磁路的交流电抗器或自耦变压器或多脉波整流变压器或交流单相电抗器,其三个输入端对应与三极断路器的三极相连。6.如权利要求1所述的异步化发电装置,其特征在于:所述整流器为由可控硅组成的半控三相全波整流器或者为由二极管组成的不可控三相全波整流器或者为由功率开关器件组成的PWM可控整流器,其三相输入端对应与输入电抗器的三相输出端相连。7.如权利要求1所述的异步化发电装置,其特征在于:所述三相逆变器为三相全桥逆变器,其正极直流母线及负极直流母线对应与整流器的正极直流母线及负极直流母线相连;所述三相逆变器的电路拓扑结构采用三相全桥逆变器拓扑结构或由单相逆变器构成的组合式三相逆变器拓扑结构或者采用级联的多电平逆变器拓扑结构。8.如权利要求1所述的异步化发电装置,其特征在于:所述LC滤波器为二阶低通滤波器或三阶LCL滤波器,其三相输入端与三相逆变器的三相PWM输出端相连;所述输出变压器为三相隔离变压器,其与LC滤波器共同构成三阶低通正弦滤波器。9.如权利要求1所述的异步化发电装置,其特征在于:还包括输出变压器,所述输出变压器连接于LC滤波器的输出端与电网之间,所述LC滤波器的输出端与输出变压器的输入端相连,所述输出变压器的输出端与电网相连。10.一种如权利要求1-9所述的异步化发电装置的工作方法,其特征在于:包括以下步骤:将由水轮发电机组发出的三相交流电能传输至整流器;通过所述整流器实现对直流母线的预充电,预充电完成后整流器进入全功率三相全波整流的工作状态;通过所述整流器对三相交流电源进行整流;通过三相逆变器对电网侧的电压和电流信号进行检测,并结合数字锁相环技术以及直接电流控制PWM逆变控制技术,生成与电网同步的PWM驱动信号;利用PWM驱动信号驱动所述三相逆变器的功率开关器件逆变成与电网同频、同相、同幅值的三相PWM电源;通过LC滤波器将该三相PWM电源滤波后变换成三相正弦波电源;以及通过输出变压器对三相正弦波电源进行隔离和变压后输出至电网。2CN1063568