一种穿越设备及发电系统的制作方法

本发明涉及发电技术领域，尤其涉及一种穿越设备及发电系统。

背景技术：

随着绿色能源的逐步推广，发电技术备受各界关注。以风力发电为例，如图1所示，目前的风力并网发电系统通常可包括具备旋翼的风力发电机11、箱式变压器12以及电力网13。其中，风力发电机11可将风能转化为电能，并可将产生的电能通过箱式变压器12传输给电力网13，以实现供电的目的。

但是，在这种发电系统中，当电力网13上的电压发生较大的波动时，如下降到20％及以下、或者上升到115％及以上时。若选择继续供电，就会存在风力发电机11上的阻力变化较大的问题，因而可能会影响所述风力发电机11的转速，这就可能会导致风力发电机的安全性以及稳定性较低。且，电力网上电压的波动还可能会降低电力网的稳定性以及安全性；若选择跳闸离线，就势必会使得电力网停止工作，因而还会影响供电效率。

也就是说，现有的发电系统存在稳定性较差、安全性较低以及效率较低的问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种穿越设备及发电系统，用以解决现有的发电系统所存在的稳定性较差、安全性较低以及效率较低的问题。

本发明实施例提供了一种穿越设备，应用于由发电机、变压器以及电力网组成的发电系统，所述穿越设备包括开关模块、软启模块，母线电容模块、机侧变流模块以及网侧变流模块，其中：

所述开关模块，用于在所述电力网、所述变压器以及所述发电机均正常时，连通所述发电机、所述变压器以及所述电力网之间的第一通路；或者，在所述电力网异常时，连通所述发电机、所述机侧变流模块、所述网侧变流模块、所述变压器以及所述电力网之间的第二通路；

所述软启模块，用于在所述电力网以及所述变压器均正常时，连通所述电力网、所述变压器以及所述母线电容模块之间的软启通路；

所述母线电容模块，用于在所述电力网以及所述变压器均正常时，通过所述软启通路存储所述电力网发送的电能；

所述机侧变流模块，用于将所述发电机输出的交流电转换为直流电，并将所述直流电提供给所述网侧变流模块，以及，向所述发电机发送用于维持所述发电机工作的工作电压；

所述网侧变流模块，用于将所述直流电转换为交流电，并向所述电力网提供用于维持所述电力网稳定的无功电流以及用于保证所述电力网工作的有功电流。

可选地，所述软启模块包括开关单元、整流单元以及限流单元，其中：

所述开关单元，用于连通所述变压器以及所述整流单元；

所述整流单元，用于将所述变压器输出的交流电转换为直流电，并将所述直流电输出给所述限流单元；

所述限流单元，用于限制流向所述母线电容模块的电流。

进一步地，所述软启模块还包括保护单元，其中：

所述保护单元，用于在过流、过压以及过温时，保护所述软启模块中的各个单元。

可选地，所述软启模块包括晶闸管，其中：

所述晶闸管，用于在相应控制器的控制下，将电力网输入的电能输入到所述母线电容模块中。

进一步地，所述穿越设备还包括泄放模块，其中：

所述泄放模块，用于泄放所述母线电容模块中的多余功率。

进一步，所述穿越设备还包括第一保护模块，其中：

所述第一保护模块，用于在过流、过压以及过温时，保护所述开关模块。

进一步地，所述穿越设备还包括第二保护模块，其中：

所述第二保护模块，用于在过流、过压以及过温时，保护所述开关模块、所述发电机。

进一步地，所述穿越设备还包括第三保护模块，其中：

所述第三保护模块，用于在过流、过压以及过温时，保护所述穿越设备。

进一步地，所述穿越设备还包括机侧滤波模块以及网侧滤波模块，其中：

所述机侧滤波模块，用于对所述机侧变流模块输出的工作电压进行滤波，并将滤波后的工作电压发送给所述发电机；

所述网侧滤波模块，用于对所述网侧变流模块输出的交流电进行滤波，并将滤波后的交流电发送给所述电力网。

具体地，所述机侧滤波模块以及所述网侧滤波模块均为饱和电感。

相应地，本发明实施例还提供了一种发电系统，包括发电机、变压器、电容补偿柜以及电力网，所述发电系统还包括本发明实施例中所述的穿越设备。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供了一种穿越设备及发电系统，应用于由发电机、变压器以及电力网组成的发电系统，所述穿越设备包括开关模块、软启模块，母线电容模块、机侧变流模块以及网侧变流模块，其中：所述开关模块，用于在所述电力网、所述变压器以及所述发电机均正常时，连通所述发电机、所述变压器以及所述电力网之间的第一通路；或者，在所述电力网异常时，连通所述发电机、所述机侧变流模块、所述网侧变流模块、所述变压器以及所述电力网之间的第二通路；所述软启模块，用于在所述电力网以及所述变压器均正常时，连通所述电力网、所述变压器以及所述母线电容模块之间的软启通路；所述母线电容模块，用于在所述电力网以及所述变压器均正常时，通过所述软启通路存储所述电力网发送的电能；所述机侧变流模块，用于将所述发电机输出的交流电转换为直流电，并将所述直流电提供给所述网侧变流模块，以及，向所述发电机发送用于维持所述发电机工作的工作电压；所述网侧变流模块，用于将所述直流电转换为交流电，并向所述电力网提供用于维持所述电力网稳定的无功电流以及用于保证所述电力网工作的有功电流。相比于现有技术，在本发明实施例中，发电系统可包括穿越设备，因而在电力网异常时，可断开发电机与变压器的直接相连，而可通过穿越设备连接发电机以及变压器，不仅能够保证电力网不离线，还能提升发电机以及电力网的稳定性和安全性；且，在电力网以及变压器均正常时，可通过软启模块向母线电容模块进行预充电，保证了穿越设备的软启动，因此，在后续进行低压/高压穿越时，还能够提高响应速度，进而提升效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为现有技术中提供的风力并网发电系统的结构示意图；

图2所示为本发明实施例中提供的第一种穿越设备的结构示意图；

图3所示为本发明实施例中提供的第二种穿越设备的结构示意图；

图4所示为本发明实施例中提供的第一种软启模块的结构示意图；

图5所示为本发明实施例中提供的第二种软启模块的结构示意图；

图6所示为本发明实施例中提供的第三种穿越设备的具体结构示意图；

图7所示为本发明实施例中提供的第四种穿越设备的具体结构示意图；

图8所示为本发明实施例中提供的第五种穿越设备的结构示意图；

图9所示为本发明实施例中提供的第五种穿越设备的具体结构示意图；

图10所示为本发明实施例中提供的电流采样点的位置示意图；

图11所示为本发明实施例中提供的第六种穿越设备的结构示意图；

图12所示为本发明实施例中提供的第六种穿越设备的具体结构示意图；

图13所示为本发明实施例中提供的第七种穿越设备的结构示意图；

图14所示为本发明实施例中提供的第七种穿越设备的具体结构示意图；

图15所示为本发明实施例中提供的第八种穿越设备的结构示意图；

图16所示为本发明实施例中提供的第八种穿越设备的具体结构示意图；

图17所示为本发明实施例中提供的发电系统的结构示意图；

图18所示为本发明实施例中提供的发电系统的具体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

为了解决现有的发电系统所存在的稳定性较差、安全性较低以及效率较低的问题，本发明实施例提供了一种穿越设备，如图2所示，其为本发明实施例中所述的第一种穿越设备的结构示意图。具体地，由图2可知，在本发明实施例中，所述第一种穿越设备可应用于由发电机、变压器以及电力网组成的发电系统，所述穿越设备可包括开关模块201、软启模块202，母线电容模块203、机侧变流模块204以及网侧变流模块205，其中：

所述开关模块201，可用于在所述电力网、所述变压器以及所述发电机均正常时，连通所述发电机、所述变压器以及所述电力网之间的第一通路；或者，在所述电力网异常时，连通所述发电机、所述机侧变流模块204、所述网侧变流模块205、所述变压器以及所述电力网之间的第二通路；

所述软启模块202，可用于在所述电力网以及所述变压器均正常时，连通所述电力网、所述变压器以及所述母线电容模块203之间的软启通路；

所述母线电容模块203，可用于在所述电力网以及所述变压器均正常时，通过所述软启通路存储所述电力网发送的电能；

所述机侧变流模块204，可用于将所述发电机输出的交流电转换为直流电，并将所述直流电提供给所述网侧变流模块205，以及，向所述发电机发送用于维持所述发电机工作的工作电压；

所述网侧变流模块205，可用于将所述直流电转换为交流电，并向所述电力网提供用于维持所述电力网稳定的无功电流以及用于保证所述电力网工作的有功电流。

其中，需要说明的是，所述电力网异常通常可包括电力网出现高压故障或者低压故障，对此不作赘述。

也就是说，本发明实施例中所述的穿越设备，可应用于由发电机、变压器、电容补偿柜以及电力网组成的发电系统，所述穿越设备包括开关模块、软启模块，母线电容模块、机侧变流模块以及网侧变流模块，其中：所述开关模块，用于在所述电力网、所述变压器以及所述发电机均正常时，连通所述发电机、所述变压器以及所述电力网之间的第一通路；或者，在所述电力网异常时，连通所述发电机、所述机侧变流模块、所述网侧变流模块、所述变压器以及所述电力网之间的第二通路；所述软启模块，用于在所述电力网以及所述变压器均正常时，连通所述电力网、所述变压器以及所述母线电容模块之间的软启通路；所述母线电容模块，用于在所述电力网以及所述变压器均正常时，通过所述软启通路存储所述电力网发送的电能；所述机侧变流模块，用于将所述发电机输出的交流电转换为直流电，并将所述直流电提供给所述网侧变流模块，以及，向所述发电机发送用于维持所述发电机工作的工作电压；所述网侧变流模块，用于将所述直流电转换为交流电，并向所述电力网提供用于维持所述电力网稳定的无功电流以及用于保证所述电力网工作的有功电流。相比于现有技术，在本发明实施例中，发电系统可包括穿越设备，因而在电力网异常时，可断开发电机与变压器的直接相连，而可通过穿越设备连接发电机以及变压器，不仅能够保证电力网不离线，还能提升发电机以及电力网的稳定性和安全性；且，在电力网以及变压器均正常时，可通过软启模块向母线电容模块进行预充电，保证了穿越设备的软启动，因此，在后续进行低压/高压穿越时，还能够提高响应速度，进而提升效率。

可选地，在本发明实施例中，所述发电系统中还可包括相应的电容补偿柜，因而，在本发明实施例中，所述电力网、所述变压器以及所述发电机均正常可包括所述电力网、所述变压器、所述电容补偿柜以及所述发电机均正常，对此不作赘述。

需要说明的是，所述开关模块201的第一端与所述发电机相连，所述开关模块201的第二端与所述机侧变流模块204相连，所述开关模块201的第三端与所述变压器的第一端相连；

所述机侧变流模块204的第一端与所述开关模块201的第二端相连，所述机侧变流模块204的第二端与所述母线电容模块203的第一端相连；

所述母线电容模块203的第一端与所述机侧变流模块204的第二端相连，所述母线电容模块203的第二端与所述网侧变流模块205的第一端相连，所述母线电容模块203的第三端与所述软启模块202的第一端相连；

所述网侧变流模块205的第一端与所述母线电容模块203的第二端相连，所述网侧变流模块205的第二端与所述变压器的第一端相连；

所述软启模块202的第一端与所述母线电容模块203的第三端相连，所述软启模块202的第二端与所述变压器的第一端相连；

所述变压器的第一端与所述开关模块201的第三端、所述软启模块202的第二端以及所述网侧变流模块205的第二端相连。

其中，在实际应用中，所述开关模块201的第一端以及第二端均可与发电机相连，即在开关模块201内部，所述开关模块201的第一端以及所述开关模块201的第二端实际可为同一端；在所述母线电容模块203内部，所述母线电容模块203的第一端、所述母线电容模块203的第二端以及所述母线电容模块203的第三端实际可为同一端，即均可为所述母线电容模块中的母线电容的两端，对此不作赘述。

具体地，所述开关模块201可为晶闸管组件(如后续图6中所示的scrs)，所述晶闸管组件的第一端可与所述发电机以及所述机侧变流模块204的第一端相连，所述晶闸管组件的第二端可与所述变压器的第一端相连。需要说明的是，所述晶闸管组件共有三相，每相由两两反并联的晶闸管组成。由此可知，所述晶闸管组件的导通可相当于连通所述发电机、所述变压器以及所述电力网之间的第一通路；所述晶闸管组件的断开可相当于连通所述发电机、所述机侧变流模块、所述网侧变流模块、所述变压器以及所述电力网之间的第二通路。

需要说明的是，所述网侧变流模块205具体可为ac-dc变流器；所述机侧变流模块204具体可为dc-ac变流器。其中，所述ac-dc变流器和dc-ac变流器还可由全控型半导体器件和反并联二极管组合成而，对此不作赘述。

进一步地，如图3所示，其为本发明实施例中所述的第二种穿越设备的结构示意图。具体地，由图3可知，所述第二种穿越设备还可包括机侧滤波模块206以及网侧滤波模块207，其中：

所述机侧滤波模块206，可用于对所述机侧变流模块204输出的工作电压进行滤波，并将滤波后的工作电压发送给所述发电机；

所述网侧滤波模块207，可用于对所述网侧变流模块205输出的交流电进行滤波，并将滤波后的交流电发送给所述电力网。

其中，所述机侧滤波模块206的第一端与所述开关模块201的第二端(也同第一端)相连，所述机侧滤波模块206的第二端与所述机侧变流模块204的第一端相连；所述网侧滤波模块207的第一端与所述网侧变流模块205的第二端相连，所述网侧滤波模块207的第二端与所述变压器的第一端相连。

具体地，所述机侧滤波模块206以及所述网侧滤波模块207均可为饱和电感。所述饱和电感在穿越过程中可具备一定感量，因而还能保证穿越时的控制能力，还能降低成本，缩小体积。

需要说明的是，所述机侧滤波模块206以及所述网侧滤波模块207分别可包括三个饱和电感，如可包括与所述机侧滤波模块206的第一端的三相分别相连的三个机侧饱和电感、以及与所述网侧滤波模块207的第二端的三相分别相连的三个网侧饱和电感。

进一步地，所述网侧滤波模块207还可包括相应的电容，以和所述网侧滤波模块207中的饱和电感形成cl滤波电路，以提升滤波的特性。

具体地，所述三个网侧饱和电感中的每两个网侧饱和电感之间可连接有一个网侧补偿电容，每一个网侧补偿电容可包括一个或多个电容器件，每一个电容器件的具体容值可根据实际情况灵活设定；且，为了保证三相的对称性，避免不平衡电流，每两个网侧饱和电感之间连接的网侧补偿电容的容值可一致。

可选地，通常情况下，可将发电系统中的所述电容补偿柜作为穿越设备中的机侧补偿电容，对此不作赘述。

需要说明的是，所述母线电容模块203可包括互相并联的一个或多个电容器件，其中，每一个电容器件的容值可根据实际情况灵活设定，对此不作赘述。

也就是说，在电力网、变压器以及发电机均正常时，所述发电机输出的能量可通过晶闸管组件、变器压(具体可为箱式变压器)汇入电力网，此时所述穿越设备可处于待机状态，即所述网侧变流器以及所述机侧变流器处于封波状态；在电力网出现低压/高压故障时，所述晶闸管组件可断开，使得所述发电机输出的能量可通过所述穿越设备、所述变压器汇入到所述电力网中，对此不作赘述。

进一步地，还可将所述母线电容模块203、所述机侧变流模块204以及所述网侧变流模块205集成为一个大模块，如将半导体器件、电容单元、叠层铜排、单板等进行组合。其中，叠层铜排把半导体器件和电容单元连接到一起，此设计能大幅度降低变流模块内部产生的寄生电感；半导体器件采用水冷散热方式，使变流模块具备很强的长期过载和短时过载能力；单板由控制单板和电源单板构成，控制单板对外提供光纤接口或者电接口，可灵活选择，电源单板把直流母线电压处理成控制单板需要的电压，供模块内部使用。

再者，需要说明的是，在本发明实施例中，所述网侧变流模块205以及所述机侧变流模块204对外输出abc三相，因而具备更强的独立性。

可选地，在电力网、变压器以及发电机正常时，所述网侧变流器可向电力网输出无功电流。即，电力网工作正常时，发电机输出的电能经晶闸管组件流向电力网，穿越设备可以开启网侧变流器并发出无功电流，该无功电流可以补偿并网发电系统的功率因素，这样就能去掉电容补偿柜，降低系统成本；电力网工作异常时，发电机输出的电能经过穿越设备流向电力网，对此不作赘述。

可选地，如图4所示，其为本发明实施例中所述的软启模块202的结构示意图。具体地，由图4可知，所述软启模块202可包括开关单元2021、整流单元2022以及限流单元2023，其中：

所述开关单元2021，可用于连通所述变压器以及所述整流单元2022；

所述整流单元2022，可用于将所述变压器输出的交流电转换为直流电，并将所述直流电输出给所述限流单元2023；

所述限流单元2023，可用于限制流向所述母线电容模块203的电流。

需要说明的是，所述开关单元2021的第一端与所述整流单元2022的第二端相连，所述开关单元2021第二端与所述变压器的第一端相连；所述整流单元2022的第一端与所述限流单元2023的第二端相连，所述整流单元2022的第二端与所述开关单元2021的第一端相连；所述限流单元2023的第一端与所述母线电容模块203的第三端相连，所述限流单元2023的第二端与所述整流单元2022的第一端相连。

其中，所述开关单元2021具体可为接触器；所述整流单元2022具体可为整流桥电路，如可为全波整流桥电路等；所述限流单元2023具体可为限流电阻，如可为分别连接在整流单元2022两个输出端上的限流电阻。所述限流电阻可以选择大阻值的限流电阻，因而能够降低软启回路的电流峰值和有效值，使器件选型和线缆选型的成本降低，对此不作赘述。

需要说明的是，所述穿越设备的软启模块202还可包括相应的连接线；其中，所述软启动模块202的启动时序可包括以下步骤：

第一步、确定所述电力网以及所述变压器正常；

第二步、软启模块202中的开关单元吸合；

第三步、电力网的输出将母线电压升高至预设的母线电压值。

其中，所述预设的母线电压值可根据实际情况灵活设置，其值可小于电力网的峰值电压，对此不作赘述。

第四步、控制软启模块202的接触器断开；

第五步、软启过程结束。

进一步地，如图5所示，其为本发明实施例中所述的第二种软启模块202的结构示意图。具体地，由图5可知，所述第二种软启模块202还可包括保护单元2024，其中：

所述保护单元2024，可用于在过流、过压以及过温时，保护所述软启模块202中的各个单元。

其中，所述保护单元2024可在过流、过压、或者过温等情况下断开所述变压器和所述开关单元2021之间的连接。需要说明的是，所述保护单元2024的第一端与所述开关单元2021的第二端相连，所述保护单元2024的第二端与所述变压器的第一端相连。

具体地，所述保护单元2024具体可为相应的断路器，对此不作赘述。

如图6所示，其为包括第二种软启模块202的第三种穿越设备的具体结构示意图。具体地，由图6可知，所述软启模块202中的保护单元2024(如图6中所示的q2)的第二端(三相)与所述变压器的第一端(三相)相连，所述限流单元2023(如图6中所示的r1以及r2)的第一端(两相，即图6中所示的r1以及r2的、不与整流单元2022相连的两端)连接在母线电容的两端。其中，母线电容的两端实际可为所述母线电容模块203的第一端、第二端以及第三端，对此不作赘述。

需要说明的是，本发明实施例中所述的穿越设备，通常可包含两个关键采样点，如图6中所示，即晶闸管电流采样点和机侧电压采样点。其中，所述晶闸管电流采样点位于晶闸管组件支路，仅用于采集流过晶闸管的电流，可以用电流互感器或者霍尔器件实现。从而能够准确确定晶闸管的关断或者晶闸管失效；所述机侧电压采样点位于穿越设备机侧电感的输出端。

需要说明的是，在本发明实施例中，所述穿越设备还可包括接触器，在完成软启之后，还可控制所述接触器的吸合。其中，所述接触器的第一端与所述网侧滤波模块207的第二端相连，所述接触器的第二端与所述变压器的第一端相连。如图6中所示的km，以在软启模块202软启完成时，进行吸合，对此不作赘述。

可选地，为了进一步降低实现成本，本发明实施例中还提供了第三种软启模块202，所述第三种软启模块202可包括晶闸管，其中：

所述晶闸管，可用于在相应控制器的控制下，将电力网输入的电能输入到所述母线电容模块203中。

优选地，当所述开关模块201可为晶闸管组件时，本发明实施例还提供了第四种软启模块202。所述第四种软启模块202中的晶闸管可为所述晶闸管组件中的任意一个或多个，以使得所述发电系统中的控制器可选择性导通所述晶闸管组件中的各支路，以软启动所述穿越设备，因而能够进一步降低成本。

也就是说，穿越设备的软启部分也可以通过控制晶闸管组件实现。此时的硬件需求可为：电力网电压采样和三路晶闸管驱动通道；软件逻辑可为：穿越设备根据电力网电压采样结果，向晶闸管组件发出驱动信号，保证晶闸管按特定时序工作，达到软启目的，因而还可以节省软启断路器(即保护单元)、软启接触器(即开关单元)、三相整流桥(即整流单元)、限流电阻(即限流单元)等器件，从而能够节省成本。

需要说明的是，此时，所述开关模块201与所述电容补偿柜之间、所述开关模块201与所述发电机之间还可设置相应的接触器，用于在软启所述穿越设备时，断开所述开关模块201与所述电容补偿柜、以及所述开关模块201与所述发电机之间的电气连接，对此不作赘述。

如图7所示，其为本发明实施例中所述的包括第四种软启模块202的第四种穿越设备的具体结构示意图。具体地，由图7可知，所述发电系统中的控制器还可选择性控制所述开关模块中各个开关器件的导通与断开，进而实现对所述穿越设备的软启动。其中，需要说明的是，在本发明实施例中，对所述网侧电压的采样点处于所述电力网侧(具体可为所述变压器的低压侧)，对此不作赘述。

进一步地，如图8所示，其为本发明实施例中所述的第五种穿越设备的结构示意图。具体地，由图8可知，所述第五种穿越设备还可包括泄放模块208，其中：

所述泄放模块208，可用于泄放所述母线电容模块203中的多余功率。

其中，所述泄放模块208的第一端与所述机侧变流模块204的第二端相连，所述泄放模块208的第二端与所述母线电容模块203的第一端相连。

需要说明的是，所述多余功率通常可为相应的多余有功功率，对此不作赘述。

其中，所述泄放模块208具体可包括一个开关器件和一个泄放电阻的串联。如可为大功率释能电阻和全控型半导体器件串联组成。需要说明的是，所述开关器件具体可为igbt(insulatedgatebipolartransistor，绝缘栅双极型晶体管)等；所述限流电阻通常可包括一个或多个限流电阻的串联或并联，每一个限流电阻的阻值可根据实际情况灵活设定，对此不作赘述。

如图9所示，其为本发明实施例中所述的第五种穿越设备的具体结构示意图。具体地，由图9可知，所述泄放模块208中的泄放电阻的一端与所述母线电容的一端相连，另一端与所述泄放模块208中的开关器件相连；所述泄放模块208中的开关器件的另一端与所述母线电容的另一端相连，对此不作赘述。

需要说明的是，当所述发电系统中包括电容补偿柜时，如图10所示，晶闸管电流采样点也可以设置到图10中所示的a位置或者b位置，或者其它系统拓扑的相似位置，对此不作赘述。

可选地，如图11所示，其为本发明实施例中所述的第六种穿越设备的结构示意图。具体地，由图11可知，所述第六种穿越设备还可包括第一保护模块209，其中：

所述第一保护模块209，可用于在过流、过压以及过温时，保护所述开关模块201。

其中，所述第一保护模块209可在过流、过压、或者过温等情况下断开所述变压器和所述开关模块201之间的连接。需要说明的是，所述第一保护模块209的第一端与所述开关模块201的第三端相连，所述第一保护模块209的第二端与所述变压器的第一端相连。

其中，所述第一保护模块209通常可为相应的断路器(如图12中所示的q)，如可为万能式框架断路器，对此不作赘述。

如图12所示，其为本发明实施例中所述的第六种穿越设备的具体结构示意图。由图12可知，整个发电系统的低压侧可以由一个第一保护模块2209实现发电系统的保护。其中，所述第一保护模块209的电气位置紧邻箱式变压器的低压侧，其实物通常可以安装到穿越设备的内部。对此不作赘述。

进一步地，为了使万能式框架断路器有效保护整个系统，还需要合理设置保护整定值，例如可设置成较小的短路电流值。

可选地，如图13所示，其为本发明实施例中所述的第七种穿越设备的结构示意图。具体地，由图13可知，所述第七种穿越设备还可包括第二保护模块210，其中：

所述第二保护模块210，可用于在过流、过压以及过温时，保护所述开关模块201、所述发电机以及所述电容补偿柜。

其中，所述第二保护模块210可在过流、过压、或者过温等情况下断开所述变压器和所述开关模块201之间的连接。需要说明的是，所述第二保护模块210的第一端与所述开关模块201的第三端相连，所述第二保护模块210的第二端与所述第一保护模块209的第一端相连。

其中，所述第二保护模块210具体可设置为相应的熔断器(如图14中所示的fu)，如图14所示，其为本发明实施例中所述的第七种穿越设备的具体结构示意图。

可选地，如图15所示，其为本发明实施例中所述的第八种穿越设备的结构示意图。具体地，由图15可知，所述第八种穿越设备还可包括第三保护模块211，其中：

所述第三保护模块211，可用于保护所述穿越设备。

其中，所述第三保护模块211可在过流、过压、或者过温等情况下断开所述变压器和所述穿越设备之间的连接，以及断开所述发电机与所述穿越设备之间的连接。需要说明的是，所述第三保护模块211的第一端与所述开关模块201的第一端相连，所述第三保护模块211的第二端与所述机侧滤波模块206的第一端相连，所述第三保护模块211的第三端与所述第一保护模块209的第三端相连，所述第三保护模块211的第四端与所述网侧滤波模块207的第二端、所述软启模块202的第二端相连。再有，所述第一保护模块209的第一端和所述第一保护模块209的第三端可为同一端。

其中，所述第三保护模块211具体可包括两个断路器(如图16中所示的q11以及q12)，对此不作赘述。

如图16所示，其为本发明实施例中所述的第八种穿越设备的具体结构示意图。具体地，所述第三保护模块211中的第一个断路器(如图16中所示的q11)的第二端(三相)可与所述第一保护模块209的第一端(三相)相连，所述第三保护模块211中的第一个断路器的第一端可与所述网侧变流模块的第二端(三相)以及所述软启模块202的第二端(三相)相连；所述第三保护模块211中的第二个断路器的第一端(三相)可与所述发电机(三相输出)相连，所述第三保护模块211的第二个断路器(如图16中所示的q12)的第二端可与所述机侧滤波模块的第一端(三相)相连，对此不作赘述。

需要说明的是，当穿越设备故障时，所述第三保护模块211中的两个断路器可以把穿越设备从整个风力并网发电系统中隔离出去，保证低穿设备维护安全，同时也延长了并网发电系统的发电时间。当然，这种方案需占用较多的结构空间、成本较高。

需要说明的是，此时，还可不单独设置所述第二保护模块210，而只设置所述第三保护模块211即可，对此不作赘述。

当然，需要说明的是，本发明实施例中所述的发电系统，除了可包括以上几个保护模块之外，还可包括其它保护模块或者以上几个保护模块中的任意一个或多个，对此不作赘述。

相应地，本发明实施例还提供了一种发电系统，如图17所示，其为本发明实施例中所述的发电系统的结构示意图。具体地，由图17可知，所述发电系统可包括发电机1701、变压器1702、电容补偿柜1703以及电力网1704，所述发电系统还可包括本发明实施例中所述的穿越设备1705。

如图18所示，其为本发明实施例中所述的发电系统的具体结构示意图。具体地，由图18可知，所述穿越设备还可包括第一保护模块209以及第二保护模块210，所述第一保护模块209的第二端与所述箱式变压器的第一端(低压侧)相连，所述变压器的第二端(高压侧)与所述电力网相连；所述电容补偿柜的端子(三相)分别于所述发电机(三相)相连，所述机侧变流模块的第一端通过机侧饱和电感与所述发电机相连，对此不作赘述。

本发明实施例提供了一种穿越设备及发电系统，可应用于由发电机、变压器以及电力网组成的发电系统，所述穿越设备包括开关模块、软启模块，母线电容模块、机侧变流模块以及网侧变流模块，其中：所述开关模块，用于在所述电力网、所述变压器以及所述发电机均正常时，连通所述发电机、所述变压器以及所述电力网之间的第一通路；或者，在所述电力网异常时，连通所述发电机、所述机侧变流模块、所述网侧变流模块、所述变压器以及所述电力网之间的第二通路；所述软启模块，用于在所述电力网以及所述变压器均正常时，连通所述电力网、所述变压器以及所述母线电容模块之间的软启通路；所述母线电容模块，用于在所述电力网以及所述变压器均正常时，通过所述软启通路存储所述电力网发送的电能；所述机侧变流模块，用于将所述发电机输出的交流电转换为直流电，并将所述直流电提供给所述网侧变流模块，以及，向所述发电机发送用于维持所述发电机工作的工作电压；所述网侧变流模块，用于将所述直流电转换为交流电，并向所述电力网提供用于维持所述电力网稳定的无功电流以及用于保证所述电力网工作的有功电流。相比于现有技术，在本发明实施例中，发电系统可包括穿越设备，因而在电力网异常时，可断开发电机与变压器的直接相连，而可通过穿越设备连接发电机以及变压器，不仅能够保证电力网不离线，还能提升发电机以及电力网的稳定性和安全性；且，在电力网以及变压器均正常时，可通过软启模块向母线电容模块进行预充电，保证了穿越设备的软启动，因此，在后续进行低压/高压穿越时，还能够提高响应速度，进而提升效率。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。