[发明专利]一种混联式无刷双馈直流发电系统

权利要求书

1.一种混联式无刷双馈直流发电系统，其特征在于，包括：串-并混联式无刷双馈直流发电机组（1）、并-串混联式无刷双馈直流发电机组（2）和直流负载或电网（3）；

串-并混联式无刷双馈直流发电机组（1）将多组串联式无刷双馈直流发电机组输出的直流电压并联到同一直流母线上，串-并混联式无刷双馈直流发电机组（1）由串联式无刷双馈直流发电机组1#（4）、串联式无刷双馈直流发电机组2#（5）、……、串联式无刷双馈直流发电机组M#（6）组成，M≥2，串联式无刷双馈直流发电机组1#（4）的直流出端正极与直流负载或电网（3）的直流输入端正极电气连接，串联式无刷双馈直流发电机组1#（4）的直流出端负极与直流负载或电网（3）的直流输入端负极电气连接，串联式无刷双馈直流发电机组2#（5）的直流出端正极与直流负载或电网（3）的直流输入端正极电气连接，串联式无刷双馈直流发电机组2#（5）的直流出端负极与直流负载或电网（3）的直流输入端负极电气连接，以此类推，串联式无刷双馈直流发电机组M#（6）的直流出端正极与直流负载或电网（3）的直流输入端正极电气连接，串联式无刷双馈直流发电机组M#（6）的直流出端负极与直流负载或电网（3）的直流输入端负极电气连接；

并-串混联式无刷双馈直流发电机组（2）将多组并联式无刷双馈直流发电机组输出的直流电压串联成高压直流电压，并-串混联式无刷双馈直流发电机组（2）由并联式无刷双馈直流发电机组1#（7）、并联式无刷双馈直流发电机组2#（8）、……、并联式无刷双馈直流发电机组M#（9）组成，M≥2，并联式无刷双馈直流发电机组1#（7）的直流出端正极与直流负载或电网（3）的直流输入端正极电气连接，并联式无刷双馈直流发电机组1#（7）的直流出端负极与并联式无刷双馈直流发电机组2#（8）的直流输出端正极电气连接，并联式无刷双馈直流发电机组2#（8）的直流出端负极与并联式永磁同步直流发电机组3#的直流输出端正极电气连接，以此类推，并联式永磁同步直流发电机组M-1#的直流出端负极与并联式无刷双馈直流发电机组M#（9）的直流输出端正极电气连接，并联式无刷双馈直流发电机组M#（9）的直流输出端负极与直流负载或电网（3）的直流输入端负极电气连接；

串联式无刷双馈直流发电机组将多台低压无刷双馈直流发电机输出的直流电压串联成高压直流电压，串联式无刷双馈直流发电机组由无刷双馈直流发电机1#（10）、无刷双馈直流发电机2#（11）、……、无刷双馈直流发电机N#（12）组成，N≥2，无刷双馈直流发电机1#（10）的直流出端正极与直流负载或电网（3）的直流输入端正极电气连接，无刷双馈直流发电机1#（10）的直流出端负极与无刷双馈直流发电机2#（11）的直流输出端正极电气连接，无刷双馈直流发电机2#（11）的直流出端负极与无刷双馈直流发电机3#的直流输出端正极电气连接，以此类推，无刷双馈直流发电机N-1#的直流出端负极与无刷双馈直流发电机N#（12）的直流输出端正极电气连接，无刷双馈直流发电机N#（12）的直流输出端负极与直流负载或电网（3）的直流输入端负极电气连接；

并联式无刷双馈直流发电机组将多台无刷双馈直流发电机输出的直流电压并联到同一直流母线上，并联式无刷双馈直流发电机组由无刷双馈直流发电机1#（13）、无刷双馈直流发电机2#（14）、……、无刷双馈直流发电机N#（15）组成，N≥2，无刷双馈直流发电机1#（13）的直流出端正极与汇流母线（26）的正极电气连接，无刷双馈直流发电机1#（13）的直流出端负极与汇流母线（26）的负极电气连接，无刷双馈直流发电机2#（14）的直流输出端正极与汇流母线（26）的正极电气连接，无刷双馈直流发电机2#（14）的直流输出端负极与汇流母线（26）的负极电气连接，以此类推，无刷双馈直流发电机N#（15）的直流输出端正极与汇流母线（26）的正极电气连接，无刷双馈直流发电机N#（15）的直流输出端负极与汇流母线（26）的负极电气连接；

无刷双馈直流发电机由无刷双馈电机（16）、三相不控整流桥（20）、直流母线电容（21）、机侧变流器（22）、直流母线电容（23）、启动电源（24）、功率二极管（25）组成；

无刷双馈电机（16）由控制绕组（17）、转子（18）及功率绕组（19）组成；

控制绕组（17）与机侧变流器（22）电气连接；

转子（18）与发电机本体机械连接，用于将机械能转化为电能；

功率绕组（19）与三相不控整流桥（20）电气连接；

三相不控整流桥（20）与直流母线电容（21）电气连接，用于将功率绕组（19）输出的三相交流电整流成直流电；

直流母线电容（21）用于将三相不控整流桥（20）整流后的直流电压中的谐波分量滤除并储能；

机侧变流器（22）通过控制控制绕组（17），使无刷双馈电机（16）工作于异步运行模式、同步运行模式或双馈运行模式；

直流母线电容（23）与机侧变流器电气连接，用于滤除直流电压中的谐波分量并储能；

启动电源（24）的正极与功率二极管（25）的正极电气连接，负极与直流母线电容（23）的负极电气连接，用于向系统提供启动电源；

功率二极管（25）与直流母线电容（23）正极电气连接，用于保护启动电源。

2.根据权利要求1所述的一种混联式无刷双馈直流发电系统，其特征在于，所述机侧变流器（22）可采用二电平、三电平及多电平的拓扑结构。