[發明專利]一種并網式斯特林發電機組控制方法及系統

無效

• 申請號: 201210148882.7
• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN102684221A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 尚長松;張彥明
• 申請（專利權）人: 大連宏海新能源發展有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;李巖

技術領域

本發明涉及斯特林發電機組的自動化控制領域，特別涉及一種并網式斯特林發電機組的控制方法及系統。

背景技術

斯特林發動機是一種外部供熱或燃燒的活塞式發動機，它以氣體做工質，按閉式回路熱循環的方式進行工作。斯特林發動機最早發明于1816年，比內燃機發明早幾十年，但由于受當時材料及制造水平的限制，沒有得到進一步發展。20世紀70年代爆發中東石油危機后，人們意識到了能源危機，同時污染環境的嚴重危害也日益顯現。基于斯特林發動機對能源的廣泛適應性和優異的環境特性，人們恢復了對斯特林發動機的興趣，給斯特林帶來了新的生命和發展空間。

由于其自身存在著不具備自啟動功能和無法空載運行等缺陷，是限制斯特林發動機技術發展的瓶頸之一。目前各國所研究的斯特林發電機組全部采用外加專用啟動裝置來完成啟動，接入調功器來保證其始終不在空載運行狀態；用并網控制器、功率控制器等復雜的設備來實現發電機組并網運行；由于控制系統復雜，機組的轉速、功率難以控制及超速現象等一系列難題，沒有得到大范圍的推廣。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種并網式斯特林發電機組的控制方法及系統，充分利用發電機自身的運行特性，不需要專用啟動設備和專用并網設備，克服現有發電機組在設計上的先天不足的缺陷。

為達到上述目的，本發明提供的并網式斯特林發電機組控制方法，應用于包括發電機、斯特林發動機、輔助系統、控制裝置的斯特林發電機組，其特征在于，包括以下步驟：

啟動時，所述發電機接入電網做電動機運行模式，并拖動所述斯特林發動機運行；

啟動后，隨著所述斯特林發動機輸出功率的增加，所述發電機由電動機運行模式轉變為發電機運行模式，實現斯特林發電機組的自動并網。

上述并網式斯特林發電機組控制方法，其特征在于，還包括：啟動前對所述輔助系統進行自檢，當輔助系統正常工作后啟動所述發電機接入電網的步驟。

上述并網式斯特林發電機組控制方法，其特征在于，所述斯特林發電機組并網后，所述斯特林發動機的輸入功率決定所述發電機的輸出功率。

上述并網式斯特林發電機組控制方法，其特征在于，所述發電機為異步電機或具有自啟動功能的同步電機。

上述并網式斯特林發電機組控制方法，其特征在于，所述發電機并網運行時的輸出電壓和頻率受所述電網的影響和支配，按照所述電網的頻率和電壓幅值運行。

上述并網式斯特林發電機組控制方法，其特征在于，所述發電機由電動運行模式轉變為發電機運行模式是自動完成的。

上述并網式斯特林發電機組控制方法，其特征在于，所述發電機為異步電機時，通過在所述異步電機的輸出端并聯電容對所述斯特林發電機組進行勵磁控制。

上述并網式斯特林發電機組控制方法，其特征在于，所述發電機為交流發電機或者直流發電機。

本發明進一步的提供了一種并網式斯特林發電機組控制系統，采用上述權并網式斯特林發電機組控制方法，用于對包括發電機、斯特林發動機、輔助系統的斯特林發電機組進行控制，其特征在于，所述控制系統包括：

啟動控制模塊，用于啟動時控制所述發電機接入電網做電動機運行模式，并拖動所述斯特林發動機運行；

并網控制模塊，用于啟動后，控制所述發電機由電動機運行模式轉變為發電機運行模式，實現斯特林發電機組的自動并網。

上述并網式斯特林發電機組控制系統，其特征在于，所述發電機為異步電機或具有自啟動功能的同步電機。

上述并網式斯特林發電機組控制系統，其特征在于，所述發電機為異步電機時，所述異步電機的輸出端并聯一電容，用于對所述斯特林發電機組進行勵磁控制。

上述并網式斯特林發電機組控制系統，其特征在于，所述發電機為交流發電機或者直流發電機。

與現有技術相比，采用本發明的控制方法及系統，充分利用發電機的特性，用簡單的控制策略，最少的電氣單元實現了機組的啟動和并網運行，不需要并網專用設備和發動機啟動設備，具有控制系統簡單、可靠的特點，不用遵守其它發電機組并網時三要素的要求，即電壓相等、頻率相同、相位角一致的原則，同時克服了斯特林發動機不能自啟動和空載運行的缺陷，具有結構簡單、體積小、成本低的特點。從而降低設備造價提高了市場競爭力。

本發明以下附圖的結合僅為說明性的實施方式，并不為本發明的限制。

附圖說明

圖1為本發明的并網型斯特林發動機組系統框圖；

圖2為本發明并網型斯特林發動機組控制方法的流程圖；