[發(fā)明專利]免受電壓值、頻率及相位差異限制的發(fā)電機(jī)并機(jī)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210102326.6
• 申請(qǐng)日: 2012-04-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102611142A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁德芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市合興加能科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/38
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/38
• 代理公司: 深圳市隆天聯(lián)鼎知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44232
• 代理人: 劉抗美;周惠來(lái)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對(duì)設(shè)備提供電力能源的系統(tǒng)，尤其涉及在野外或者臨時(shí)場(chǎng)地采用兩臺(tái)及兩臺(tái)以上發(fā)電機(jī)以并機(jī)的方式對(duì)設(shè)備提供電力能源的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在野外或者臨時(shí)場(chǎng)所，比如：油田、鉆井平臺(tái)，當(dāng)公共電力系統(tǒng)無(wú)法涉及時(shí)，通常需要用到兩臺(tái)及兩臺(tái)以上的發(fā)電機(jī)以并機(jī)的方式來(lái)給油田設(shè)備提供足夠大的作業(yè)能源。這些并機(jī)運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)，必須要求：A、發(fā)動(dòng)機(jī)有相同的電壓，比如要求輸出端電壓差不能超過(guò)10％；B、發(fā)動(dòng)機(jī)有相同的頻率，不能有差別；C、發(fā)動(dòng)機(jī)有相同的相序，不能有差別；以及D、發(fā)動(dòng)機(jī)有相同的相角，比如不能超過(guò)10％。所以，為了實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的并機(jī)，現(xiàn)在通常采用的方法包括：借助于相應(yīng)的檢測(cè)和調(diào)節(jié)設(shè)備，對(duì)需要并機(jī)的各發(fā)電機(jī)的輸出電壓、頻率、相位進(jìn)行調(diào)整，使得各發(fā)電機(jī)的該三項(xiàng)參數(shù)均相等，然后才能合上輸出輸出開(kāi)關(guān)或者并網(wǎng)開(kāi)關(guān)，使發(fā)電機(jī)進(jìn)入供電工作，由于受限于人工操作存在的反應(yīng)速度，并機(jī)過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力；為此，人們通過(guò)設(shè)置專門(mén)的并機(jī)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的并機(jī)，一種是中央控制式，比如：中國(guó)專利ZL200910011796.X所公開(kāi)的一種計(jì)算機(jī)控制發(fā)電機(jī)組并機(jī)方法，其包括的步驟有：在準(zhǔn)備并機(jī)的柴油發(fā)電機(jī)組中選定一臺(tái)作為目標(biāo)機(jī)，其余作為調(diào)整機(jī)；確定輸出電壓幅值標(biāo)準(zhǔn)誤差、頻率標(biāo)準(zhǔn)誤差、相位標(biāo)準(zhǔn)誤差；然后，使目標(biāo)機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)，檢測(cè)其輸出電壓幅值、頻率及相位；然后，檢測(cè)調(diào)整機(jī)的輸出電壓幅值并參照目標(biāo)機(jī)進(jìn)行調(diào)整、檢測(cè)調(diào)整機(jī)的輸出電壓頻率并參照目標(biāo)機(jī)進(jìn)行調(diào)整以及檢測(cè)調(diào)整機(jī)的輸出電壓相位并參照目標(biāo)機(jī)進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)調(diào)整機(jī)的輸出電壓幅值、頻率及相位在設(shè)定的誤差限定之內(nèi)，執(zhí)行并機(jī)；另一種是分布控制式，比如：中國(guó)專利ZL200620106796.X所公開(kāi)的一種無(wú)并聯(lián)機(jī)柜實(shí)現(xiàn)并機(jī)功能的柴油發(fā)電機(jī)組，其包括柴油發(fā)電機(jī)組及與之相連的開(kāi)關(guān)箱、并機(jī)控制集成系統(tǒng)，開(kāi)關(guān)箱的另一頭接用戶負(fù)載，并機(jī)控制集成系統(tǒng)包括依次相連的信號(hào)檢測(cè)單元、信號(hào)數(shù)據(jù)處理單元、調(diào)速調(diào)壓?jiǎn)卧盘?hào)檢測(cè)單元的一路輸入接用戶負(fù)載，另一路輸入接柴油發(fā)電機(jī)組，信號(hào)檢測(cè)單元還與設(shè)有數(shù)據(jù)傳輸串行接口的并機(jī)控制單元相連，并機(jī)控制單元的一

在工程實(shí)踐中，Amax1和Amax2的數(shù)值可以直接采用發(fā)電機(jī)的空載的電壓有效值。

本發(fā)明中的參數(shù)定義和說(shuō)明如下：

交流電壓表示：U＝AX1.414Xsin(2πft+θ)

???????????????＝UmXsin(2πft+θ)

其中：A為有效值，Um為幅值，f是頻率，θ是相位，Um＝A*1.414。

Amax1：并機(jī)用發(fā)電機(jī)中交流輸出電壓最高者的輸出電壓有效值。

Amax2：并機(jī)用發(fā)電機(jī)中交流輸出電壓次最高者的輸出電壓有效值。

Vdc：有源整流裝置的直流輸出電壓。

該些并機(jī)用發(fā)電機(jī)的交流輸出電壓值的差是沒(méi)有嚴(yán)格限制的。例如，220V電壓等級(jí)和380V電壓等級(jí)的發(fā)電機(jī)可以同時(shí)使用，380v電壓等級(jí)和660V電壓等級(jí)的發(fā)電機(jī)可以同時(shí)使用，而傳統(tǒng)的并機(jī)方式要求發(fā)電機(jī)端電壓差不能超過(guò)20％。

該些并機(jī)用發(fā)電機(jī)的交流輸出電壓值的差是沒(méi)有嚴(yán)格限制的。例如，50HZ和60HZ發(fā)電機(jī)可以同時(shí)使用，而傳統(tǒng)的并機(jī)方式要求發(fā)電機(jī)頻率必須相等的。

該些并機(jī)用發(fā)電機(jī)的交流輸出電壓的相序是沒(méi)有嚴(yán)格限制的。例如，一臺(tái)正相序和一臺(tái)逆相序的發(fā)電機(jī)可以同時(shí)使用，而傳統(tǒng)的并機(jī)方式要求發(fā)電機(jī)相序必須相同。

參見(jiàn)圖1，本發(fā)明的發(fā)電機(jī)并機(jī)系統(tǒng)實(shí)施例大致包括：多個(gè)并聯(lián)支路，每個(gè)支路包括一個(gè)發(fā)電機(jī)、與該發(fā)電機(jī)的三相交流輸出相連的開(kāi)關(guān)和接在該開(kāi)關(guān)之后的有源整流裝置，各有源整流裝置的輸出進(jìn)行直流并網(wǎng)。其中，第一發(fā)電機(jī)U1的三相交流輸出A1、B1、C1經(jīng)開(kāi)關(guān)K1送到有源整流裝置R1的輸入端；第二發(fā)電機(jī)U2的三相交流輸出A2、B2、C2經(jīng)開(kāi)關(guān)K2送到有源整流裝置R2的輸入端；第三發(fā)電機(jī)U3的三相交流輸出A3、B3、C3經(jīng)開(kāi)關(guān)K3送到有源整流裝置R3的輸入端；第n發(fā)電機(jī)Un的三相交流輸出An、Bn、Cn經(jīng)開(kāi)關(guān)Kn送到有源整流裝置Rn的輸入端；各個(gè)源整流裝置R1、R2、R3…Rn的輸出進(jìn)行直流并網(wǎng)，通過(guò)正端P和負(fù)端N供給負(fù)載設(shè)備。需要說(shuō)明的是，開(kāi)關(guān)K1、K2、K3…Kn可以包括諸如閘刀之類(lèi)的人工開(kāi)關(guān)和/或諸如接觸器之類(lèi)的自動(dòng)開(kāi)關(guān)，這些開(kāi)關(guān)的設(shè)置僅在于提供系統(tǒng)維護(hù)的安全與方便性，各開(kāi)關(guān)的閉合或關(guān)斷可以是相互獨(dú)立的，而不像現(xiàn)有技術(shù)那樣，必須在滿足了相應(yīng)的并機(jī)條件下才允許閉合以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)發(fā)電機(jī)的供電。各有源整流裝置R1、R2、R3…Rn的結(jié)構(gòu)可以是相同的。