[實(shí)用新型]小型水輪發(fā)電機(jī)組荷載式快速并網(wǎng)裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020223220.8
• 申請(qǐng)日: 2010-06-09
• 公開（公告）號(hào): CN201813169U
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐錦才;董大富;徐國(guó)君;熊杰;金華頻;張巍;王曉罡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 水利部農(nóng)村電氣化研究所;杭州思綠能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02P9/42;H02P9/04
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務(wù)所有限公司 33214
• 代理人: 王從友

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種小型水輪發(fā)電機(jī)組荷載式快速并網(wǎng)裝置。

背景技術(shù)

利用小型水輪發(fā)電機(jī)組可將水能資源轉(zhuǎn)換為清潔的能源--電能，供人們生產(chǎn)和生活使用，這對(duì)發(fā)展經(jīng)濟(jì)、保護(hù)環(huán)境及加強(qiáng)國(guó)防建設(shè)都具有重要的意義。但是，對(duì)于微型水輪發(fā)電機(jī)組的輸出連接的負(fù)載會(huì)經(jīng)常變動(dòng)，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)輸出的電壓頻率不穩(wěn)定。為此，中國(guó)實(shí)用新型專利(專利號(hào)為200920112513.6)公開了小型水輪發(fā)電機(jī)組的電子負(fù)荷調(diào)節(jié)器，該裝置包括頻率調(diào)節(jié)器、電阻絲、移相觸發(fā)器和固態(tài)繼電器；頻率調(diào)節(jié)器接入發(fā)電機(jī)組供電線路采集發(fā)電機(jī)的機(jī)頻，接入電網(wǎng)線路采集網(wǎng)頻，頻率調(diào)節(jié)器的輸出端連接移相觸發(fā)器，在頻率調(diào)節(jié)器中將網(wǎng)頻和機(jī)頻進(jìn)行比較，輸出模擬量控制電壓給移相觸發(fā)器；電阻絲與固態(tài)繼電器串聯(lián)后并聯(lián)在供電線路上，固態(tài)繼電器與移相觸發(fā)器相連接，移相觸發(fā)器控制固態(tài)繼電器的導(dǎo)通比，實(shí)現(xiàn)電阻絲的功率調(diào)節(jié)。該專利既可使微型水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、成本下降，同時(shí)提高自動(dòng)化水平、供電可靠性和電能質(zhì)量，以滿足用戶多用途的要求。此外，利用電子負(fù)荷調(diào)節(jié)器的負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)作用構(gòu)成負(fù)荷調(diào)節(jié)柜，可平抑水電機(jī)組負(fù)荷的波動(dòng)，極大地改善水電機(jī)組在孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的工作穩(wěn)定性，并延長(zhǎng)機(jī)組的檢修周期和工作壽命。

但是該專利的技術(shù)適用于頻率的微調(diào)，對(duì)于網(wǎng)頻和機(jī)頻存在較大的差距，理論上就需要設(shè)置大量的電阻絲用于消耗能量，這樣不僅操作上存在的困難，而且也會(huì)對(duì)能源造成了大量的損耗。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述的小型水輪發(fā)電機(jī)組的電子負(fù)荷調(diào)節(jié)器只適用于頻率微調(diào)的技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種小型水輪發(fā)電機(jī)組荷載式快速并網(wǎng)裝置，該裝置可以調(diào)整大頻率差，使輸出頻率穩(wěn)定，同時(shí)又避免了能源的大量損耗。

為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型采用了以下的技術(shù)方案：

小型水輪發(fā)電機(jī)組荷載式快速并網(wǎng)裝置，該裝置包括電子負(fù)荷控制器、中央處理器和水輪機(jī)導(dǎo)葉控制裝置，電子負(fù)荷控制器包括調(diào)頻裝置、移相觸發(fā)器、固態(tài)繼電器和電阻絲，水輪機(jī)導(dǎo)葉控制裝置控制水輪機(jī)導(dǎo)葉開度；調(diào)頻裝置同時(shí)接入發(fā)電機(jī)組供電線路和電網(wǎng)線路，采集發(fā)電機(jī)組中的當(dāng)前頻率值f_N和電網(wǎng)線路的目標(biāo)頻率f_T，調(diào)頻裝置連接所述的中央處理器，將當(dāng)前頻率值f_N輸送給中央處理器，中央處理器連接控制水輪機(jī)導(dǎo)葉控制裝置和電子負(fù)荷控制器，中央處理器內(nèi)置有控制程序，控制程序設(shè)定頻率值在48～52赫茲以內(nèi)為電子負(fù)荷調(diào)節(jié)器和水輪機(jī)導(dǎo)葉控制裝置的聯(lián)合調(diào)節(jié)工作區(qū)間，并且控制程序執(zhí)行以下的步驟：

(1)若發(fā)電機(jī)組當(dāng)前頻率值f_N低于48赫茲時(shí)，電子負(fù)荷調(diào)節(jié)器不投入電阻絲工作，同時(shí)水輪機(jī)導(dǎo)葉控制裝置緩慢增加水輪機(jī)導(dǎo)葉開度；當(dāng)發(fā)電機(jī)組當(dāng)前頻率值f_N高于52赫茲時(shí)，電子負(fù)荷調(diào)節(jié)器全部投入電阻絲工作，同時(shí)水輪機(jī)導(dǎo)葉控制裝置快速減少水輪機(jī)導(dǎo)葉開度；

(2)若發(fā)電機(jī)組當(dāng)前頻率值f_N在聯(lián)合調(diào)節(jié)工作區(qū)間以內(nèi)，在聯(lián)合調(diào)節(jié)區(qū)間內(nèi)調(diào)頻目標(biāo)頻率f_T，當(dāng)前頻率值f_N大于目標(biāo)頻率f_T則需要增加電阻絲消耗功率值P_C，當(dāng)前頻率f_N小于目標(biāo)頻率f_T則需要減少電阻絲消耗功率值P_C；當(dāng)前頻率值f_N與目標(biāo)頻率f_T之差的絕對(duì)值部分|f_T-f_N?|乘以系數(shù)n，加上當(dāng)前頻率值f_N與上一次頻率f_N-1之差即|f_T-f_N|×n+(f_N-f_N-1)作為電阻絲消耗功率值P_C；電阻絲消耗功率值P_C與安裝的電阻絲總功率值P_T的比值P_C/P_T小于25％，則通過(guò)水輪機(jī)導(dǎo)葉控制裝置增加導(dǎo)葉開度；比值P_C/P_T大于75％，則通過(guò)水輪機(jī)導(dǎo)葉控制裝置減少導(dǎo)葉開度。

作為優(yōu)選，上述的調(diào)頻裝置的輸出端還連接到移相觸發(fā)器，在調(diào)頻裝置中將當(dāng)前頻率值f_N和目標(biāo)頻率f_T進(jìn)行比較，輸出模擬量控制電壓給移相觸發(fā)器，電阻絲與固態(tài)繼電器串聯(lián)后并聯(lián)在供電線路上，固態(tài)繼電器與移相觸發(fā)器相連接，移相觸發(fā)器控制固態(tài)繼電器的導(dǎo)通比，實(shí)現(xiàn)電阻絲的功率調(diào)節(jié)。