[發明專利]用于小型燃氣發電機組新型并網控制系統

在審

• 申請號: 201310489284.0
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103595075A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 蒙國寧
• 申請（專利權）人: 蒙國寧
• 主分類號: H02J3/42
• 分類號: H02J3/42;H02H7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

一種分布式電源并網控制系統，主要適用于小型燃氣發動機為動力的分布式電源。

背景技術

我國分布式電源接入電網技術規定，5KW～200KW分布式電源接入電網的技術標準要求完全一樣，并網系統的功能結構自然一樣，在功能結構相同的情況下，大小電器設備不同于大小機械設備有大幅度的成本差別；例如，相同結構、相同功能、相同質量、不同功率(5kw～200kw)的內燃機，它們的造價成本可以相差很多倍，而相同結構、相同功能、相同質量、不同功率(5kw～200kw)的并網柜，它們的造價成本最大相差不會超過一倍；因此，相對于大功率(200kw)分布式電源而言，小功率(20kw)分布式電源并網系統的成本占分布式電源總成本的比例明顯增大，這個因素是造成小功率分布式電源并網應用在經濟上不合理的重要因素之一，這個因素嚴重阻礙分布式電源(用小型燃氣發動機為動力的分布式電源)的并網應用，制約了數以萬計小能量分布式燃氣資源的開發利用，因此，如何在功能指標滿足國家電網技術規定的前提下，大幅度降低小型分布式電源并網系統的造價成本，成為我國小型分布式電源并網應用研究的突出問題；另一方面，由于小型分布式電源數量巨大，并網點分散，電網公司無法做到每個小型分布式電源并網點都具備有線通信控制條件，小型分布式電源處于孤立控制狀態，電網公司無法統一控制小型分布式電源的啟停，這種情況下，當電網失壓(電網停電)時，小型分布式電源(以小型燃氣發動機為動力的電源)不會自動停機而形成孤島現象，這種情況發生時，由于供電狀態未知，有可能危及電網線路維修人員和用戶的生命安全，因此，如何在經濟性許可的前提下實現小型分布式電源防孤島自動保護功能，成為推廣小型分布式電源并網應用迫切需要解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是：在保證功能滿足國家電網技術規定的前提下，簡化分布式電源并網系統的結構，降低成本，實現自動防孤島功能，使小型燃氣發電機組并網應用產生經濟效益，促進小能量分布式燃氣資源的開發利用。

本系統由：并網解列執行裝置、并網準同期電壓檢測控制裝置、并網點頻率檢測控制裝置、并網點電壓電流檢測控制裝置和防孤島自動保護裝置組成；并網解列執行裝置由并網接觸器、解列繼電器、作業接觸器、起動接觸器、起動觸發開關組成；并網接觸器為三相交流接觸器，并網接觸器的一端與電網連接，另一端與發電機連接；并網接觸器上有并網自鎖開關；并網接觸器電磁線圈的一端與電網的一相電路連接，另一端經并網準同期電壓檢測控制裝置的繼電器與電網的另一相連接、經作業接觸器和并網自鎖開關與發電機輸出端的另一相電路連接；解列繼電器為常閉觸點開關，解列繼電器電磁線圈的一端接地，另一端經智能轉速表報警觸點與正電源連接、經并網點電壓電流檢測控制裝置的控制繼電器和狀態開關與正電源連接；作業接觸器為交流接觸器，作業接觸器電磁線圈的一端經解列繼電器觸點開關與電網的一相電路連接，另一端經自身的一組觸點開關與電網的另一相電路連接，經起動接觸器一組觸點開關與電網的另一相電路連接；起動接觸器為交流接觸器，起動接觸器電磁線圈的一端與電網的一相電路連接，另一端經起動觸發開關與電網的另一相電路連接；并網準同期電壓檢測控制裝置由變壓器、整流器、一次分壓電阻、穩壓二極管、分流三極管、二次分壓電阻、偏流三極管、偏置電阻、控制三極管和繼電器組成；變壓器初級線圈兩端分別與并網接觸器兩端的同一相電路連接；變壓器次級與整流器連接；整流器負極接地，正極與一次分壓電阻連接；穩壓二極管正極連接在一次分壓電阻與二次分壓電阻之間的電阻路上，穩壓二極管負極與分流三極管基極連接；分流三極管為NPN三極管，發射極接地，集電極連接在一次分壓電阻與二次分壓電阻之間的電路上；二次分壓電阻與偏流三極管基極連接；偏流三極管為NPN三極管，發射極接地，集電極與控制三極管基極連接；控制三極管為NPN三極管，發射極接地，集電極與繼電器電磁線圈連接；偏置電阻的一端與控制三極管基極連接，另一端與繼電器電磁線圈的電源輸入端連接；電磁線圈電源輸入端經智能轉速表報警觸點開關與正電源連接；并網準同期電壓檢測控制裝置有三組相同的控制電路，分別與并網接觸器兩端的三相電路對應連接；三組準同期電壓檢測控制電路的三個繼電器觸點開關為串聯關系，串聯在并網接觸器電磁線圈的電流回路上；并網點頻率檢測控制裝置由智能電子轉速表組成；智能電子轉速表輸入脈沖信號的觸發點安裝在發電機轉子軸上，智能電子轉速表具備上下限轉速繼電器輸出報警功能，上下限轉速點可以自行設定，繼電器輸出報警觸點開關與解列繼電器電磁線圈連接；智能轉速表的工作電源來自發電機輸出端；并網點電壓電流檢測控制裝置由變壓器、變換器、電壓信號整流器、電流信號整流器、分壓電阻、超壓檢測二極管、欠壓檢測二極管、過流檢測二極管、超壓過流控制三極管、欠壓偏置三極管、欠壓控制三極管、欠壓偏置電阻、限流電阻、欠流偏置三極管、欠流控制三極管、欠流偏置電阻、和繼電器組成；變壓器初級線圈并聯在電網的相電壓上，次級線圈與電壓信號整流器連接；電壓信號整流器負極接地，正極與超壓檢測二極管正極連接，與分壓電阻連接；超壓檢測二極管為穩壓二極管，負極與超壓過流控制三極管基極連接；超壓過流控制三極管為NPN三極管，發射極接地，集電極與繼電器的電磁線圈連接；分壓電阻與欠壓檢測二極管正極連接；欠壓檢測二極管為穩壓二極管，負極與欠壓偏置三極管基極連接；欠壓偏置三極管為NPN三極管，發射極接地，集電極與欠壓控制三極管基極連接；欠壓控制三極管為NPN三極管，發射極接地，集電極與繼電器電磁線圈連接，基極通過欠壓偏置電阻與電源輸入端連接；變換器初級線圈串聯在電流互感器輸出線圈的回路上；電流互感器串聯在相應的三相電路中；變換器次級線圈與電流信號整流器連接；電流信號整流器負極接地，正極與過流檢測二極管正極、限流電阻連接；過流檢測二極管負極與超壓過流控制三極管基極連接；限流電阻與欠流偏置三極管基極連接；欠流偏置三極管為NPN三極管，發射極接地，集電極與欠流控制三極管基極連接；欠流控制三極管為NPN三極管，發射極接地，集電極與繼電器電磁線圈連接；欠流偏置電阻的一端與欠流控制三極管基極連接，另一端與正電源輸入端連接；并網點電壓電流檢測裝置有三組相同的檢測控制電路，它們的信號輸入端分別與電網的三相電路連接，它們的輸出信號共用一個繼電器，繼電器為常開觸點開關，常開觸點開關的一端經狀態開關與正電源連接，另一端與解列繼電器電磁線圈連接；防孤島自動保護裝置由智能轉速表、發動機電子調速器、狀態開關組成；智能轉速表為電子式智能轉速表，轉速表的轉速輸入信號脈沖觸發點安裝在發電機轉子軸端上，智能轉速表具備上下限轉速繼電器觸點輸出報警功能，上下限轉速點可以自行設定，繼電器輸出報警觸點開關的一端與正電源連接，另一端與解列繼電器的電磁線圈連接；狀態開關與發動機電子調速器升速接線端子連接。