[實用新型]具有余熱發電功能的集約型直流融冰裝置

有效

• 申請號: 201721026125.7
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN207039145U
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 陸佳政;毛新果;李波;譚艷軍;朱思國;黃清軍;朱遠
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力公司;國網湖南省電力公司防災減災中心;國家電網公司
• 主分類號: H02G7/16
• 分類號: H02G7/16;H02J3/38
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙)43008
• 代理人: 譚武藝

技術領域

本實用新型涉及電氣工程，具體涉及一種具有余熱發電功能的集約型直流融冰裝置。

背景技術

直流融冰是電網抗擊雨雪冰凍災害最直接有效的手段，在冬季覆冰期有力保障了大電網的安全穩定運行。但早期的直流融冰裝置普遍功能結構單一、僅具有融冰功能并只在冬季線路覆冰時使用，導致裝置利用率極低，長期處于閑置狀態。集約型直流融冰裝置是在直流融冰的基礎上兼具了動態無功補償功能，通常可采用SVG或SVC結構，因此裝置可在非覆冰期對電網進行動態無功補償，極大地提高了裝置利用率。但無功補償部件均由大量可控半導體器件組成，在進行無功補償時需要頻繁開斷，長時間運行時會產生巨大的熱損耗。該部分熱量通常由相應設計的風冷或水冷散熱系統排放至外界，以保證裝置正常穩定運行。

國內、外少數高校和科研單位對集約型直流融冰裝置開展的研究工作大多為裝置功能結構設計、參數仿真計算及控制算法優化等，少有關于裝置余熱回收利用的報導。而現實情況中，以兼具SVG型直流融冰裝置為例，容量為100MVA的裝置，額定功率下熱損耗可達300kW，若按裝置額定功率下年平均使用時間為5628小時，則共計產生熱量6*10⁹kJ。通過計算可發現，集約型融冰裝置在動態無功補償模式下長期運行所產生的熱損耗巨大，若不對該部分熱量進行回收利用，則造成很大的能源浪費，對環境造成熱污染。因此有必要對集約型直流融冰裝置所產生的熱損耗進行回收利用。本專利針對兼具SVG型直流融冰裝置的特點，結合變電站功能需求，設計了集約型直流融冰裝置低溫余熱發電系統，可有效解決裝置長期運行所產生熱量無法回收的問題，實現了節能減排，保護了環境，具有重要的社會和經濟價值。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是：針對現有技術的上述問題，提供一種裝置運行經濟性好、降低了裝置損耗、避免了能源的浪費、發出的電壓會發生動態變化無法滿足并網要求、可廣泛運用于各類變電站的具有余熱發電功能的集約型直流融冰裝置。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：

一種具有余熱發電功能的集約型直流融冰裝置，包括帶有大功率散熱系統的集約型直流融冰裝置本體，還包括介質熱交換裝置、膨脹機組、冷凝回收裝置、發電機組和并網控制器，所述介質熱交換裝置包括相互獨立的兩路熱交換通道，一路熱交換通道和大功率散熱系統的熱流體回路接口相連、另一路熱交換通道依次和膨脹機組、冷凝回收裝置形成熱工質封閉循環回路，所述發電機組的控制端和并網控制器相連，所述發電機組的輸出端和交流電網相連，所述發電機組包括直流發電機和逆變單元，所述膨脹機組的輸出軸和直流發電機相連，所述直流發電機的輸出端依次通過逆變單元和交流電網相連。

優選地，所述發電機組還包括儲能單元，所述直流發電機的輸出端依次通過儲能單元、逆變單元和交流電網相連。

優選地，所述熱工質為R601a有機工質、R601有機工質、R134a有機工質、R290有機工質、R1270有機工質中的單種物質或者兩種以上的混合物。

優選地，所述集約型直流融冰裝置本體包括接入35kV交流母線的定阻抗低損耗連接變壓器和電容器與電抗器組，所述定阻抗低損耗連接變壓器上還連接有運行模式轉換裝置，所述運行模式轉換裝置則分別連接有融冰支路和無功補償及有源濾波支路，所述融冰支路包括低諧波直流融冰電壓轉換部件和融冰線路切換裝置，所述無功補償及有源濾波支路則包括并聯布置的兩臺靜止無功補償及有源濾波部件，且兩臺靜止無功補償及有源濾波部件上連接有大功率散熱系統。

本實用新型具有余熱發電功能的集約型直流融冰裝置具有下述優點：

1、本實用新型具有余熱發電功能的集約型直流融冰裝置可以對集約型直流融冰裝置在無功補償模式下長時間運行產生的巨大熱損耗進行回收利用，通過低溫余熱發電系統發出與系統同頻率同相位的交流電，提高了裝置的運行經濟性，降低了裝置損耗，避免了能源的浪費。