[實用新型]一種分布式中低溫地熱發電系統

有效

• 申請號: 201721373361.6
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN207598442U
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 譚智力;朱冬姣;李仁貴
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: F03G4/00
• 分類號: F03G4/00;F02G1/043;F02G1/045
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 付春霞

本實用新型提供一種分布式中低溫地熱發電系統，所述分布式中低溫地熱發電系統包括熱源、熱交換器、輸入管、輸出管、斯特林發動機和發電機、控制開關、電能輸出端和勵磁及并網控制單元，所述熱交換器設置在熱源中，所述熱交換器中裝有工質，所述工質在熱交換器中吸收熱能，受熱后的工質通過輸入管進入到斯特林發動機內，驅動所述斯特林發動機運行，釋放熱能后的工質通過輸出管回到熱交換器中繼續吸收熱能，所述斯特林發動機被工質驅動運行同步驅動所述發電機運行發電，所述發電機向所述電能輸出端供電，所述勵磁及并網控制單元控制供電線路和供電頻率。本實用新型提供的一種分布式中低溫地熱發電系統，電能轉換可靠性和穩定性較佳、對地熱形態適應性強。

技術領域

本實用新型涉及分布式發電領域，尤其涉及一種分布式中低溫地熱發電系統。

背景技術

長期以來，在各種可再生能源發電系統中，人們更多地關注來自太空的太陽能和風能，卻忽略了地球本身賦予人類的豐富資源——地熱能。與風能、太陽能發電系統相比，地熱發電廠又不受氣候和時間的影響，可以日夜工作，提供不中斷的電力。因此，世界各國對地熱發電越來越重視?？梢灶A計的是，倘若給與地熱發電相應的關注和支持，在未來幾年內，地熱發電很有可能成為與太陽能、風能發電量齊觀的新發電形式。因此，探索地熱發電的新結構具有重要的意義。

目前對地熱發電利用的主要是中高溫地熱資源，比如地熱蒸汽、地下熱水、聯合循環和地下熱巖、增強型地熱發電等方式，采用與火電廠相同的汽輪機發電方法，這種方法決定了目前的地熱發電廠主要建在地熱資源集中的地區，采用集中發電模式。它可以利用成熟的火力發電技術和設備，特別適用于中高溫地熱資源豐富的地區，其熱能的來源和穩定程度與傳統的火電發電不相同，影響地熱發電系統原動機轉速波動的因素比常規火電廠要多，但采用相同的汽輪機發電方法，導致電能轉換可靠性和穩定性不佳；同時，現有地熱發電系統主要為高溫(蒸汽)發電，對其它地熱形態適應性不強，這使得地熱發電的可選址范圍減少，影響了不同形態地熱的充分利用，尤其是在中國這種以中低溫地熱資源為主的國家。

發明內容

有鑒于此，本實用新型的實施例提供了一種電能轉換可靠性和穩定性較佳、對地熱形態適應性強的一種分布式中低溫地熱發電系統。

本實用新型的實施例提供一種分布式中低溫地熱發電系統，所述分布式中低溫地熱發電系統包括熱源、熱交換器、輸入管、輸出管、斯特林發動機、發電機、輸出導線、控制開關、電能輸出端和勵磁及并網控制單元，所述熱源是低溫地熱源，所述熱交換器設置在熱源中，所述熱交換器中裝有工質，所述工質是低沸點工質，所述工質在熱交換器中吸收熱能，所述輸入管和輸出管連接熱交換器和斯特林發動機，受熱后的工質通過輸入管進入到斯特林發動機內，驅動所述斯特林發動機運行，釋放熱能后的工質通過輸出管回到熱交換器中繼續吸收熱能，所述斯特林發動機與發電機共軸連接，當所述斯特林發動機被工質驅動運行，同步驅動所述發電機運行發電，所述發電機向所述電能輸出端供電，所述開關設置在所述發電機和所述電能輸出端之間，可閉合或斷開發電機與電能輸出端的供電連接，所述勵磁及并網控制單元控制供電線路的閉合或斷開以及供電頻率。

進一步地，所所述勵磁及并網控制單元包括控制器、勵磁變換器、儲能裝置和網側變換器，所述網側變換器和勵磁變換器相互連接，所述控制器同時與所述網側變換器和勵磁變換器以及開關連接，所述勵磁變換器與發電機連接，當需要發電機向電能輸出端供電時，所述勵磁變換器和控制器控制所述開關閉合，所述發電機向電能輸出端供電，所述控制器和所述勵磁變換器控制發電機的勵磁電流大小和頻率，從而使發電機輸出符合要求的穩定電壓和電流。

進一步地，所述儲能裝置設置在所述勵磁變換器和網側變換器之間的直流側，當熱源的地熱參數發生變化時，所述斯特林發動機轉速會發生變化影響所述發電機的輸出頻率，所述控制器和勵磁變換器控制所述儲能裝置補償所述發電機的功率變化，使所述發電機輸出頻率恒定的電能，實現變速恒頻發電。