[發(fā)明專利]一種高效分布式余壓發(fā)電電能質(zhì)量管理系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910185748.6
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN110230524A
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 牟敏;魏春;周宇昊;鄭文廣;張鐘平;林達(dá);厲劍梁;范煒;阮炯明
• 申請（專利權(quán)）人: 華電電力科學(xué)研究院有限公司;浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00;F01K13/00;F01K13/02;F01D15/10
• 代理公司: 杭州天欣專利事務(wù)所(普通合伙) 33209
• 代理人: 梁斌

本發(fā)明公開一種高效分布式余壓發(fā)電電能質(zhì)量管理系統(tǒng)及方法，徑向氣浮余壓透平發(fā)電系統(tǒng)連接蒸汽輸入管道，蒸汽溫度與流量一體表計和蒸汽輸入調(diào)節(jié)閥安裝在蒸汽輸入管道上，徑向氣浮余壓透平發(fā)電系統(tǒng)、變流器、并網(wǎng)開關(guān)和電能質(zhì)量管理控制裝置依次通過電纜連接；透平轉(zhuǎn)速計與徑向氣浮余壓透平發(fā)電系統(tǒng)連接；蒸汽溫度與流量一體表計、蒸汽輸入調(diào)節(jié)閥、徑向氣浮余壓透平發(fā)電系統(tǒng)、透平轉(zhuǎn)速計、變流器和并網(wǎng)開關(guān)均與電能質(zhì)量管理控制裝置進(jìn)行通信。通過監(jiān)測系統(tǒng)輸出的電能質(zhì)量參數(shù)，及時調(diào)節(jié)蒸汽壓力、流量、變流器和透平轉(zhuǎn)速，使發(fā)電系統(tǒng)輸出的電能質(zhì)量不僅滿足用戶用電要求，還可在質(zhì)量存在偏差情況下自動調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)，保證系統(tǒng)提供高品質(zhì)電能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，涉及一種高效分布式余壓發(fā)電電能質(zhì)量管理系統(tǒng)及方法，主要應(yīng)用于蒸汽負(fù)荷供能場所。

背景技術(shù)

分布式能源站集中向蒸汽參數(shù)需求不同的企業(yè)供熱，由于分布式能源供熱只有一個供熱管網(wǎng)，且提供一種蒸汽品質(zhì)，而供熱區(qū)域內(nèi)的負(fù)荷對蒸汽壓力和溫度需求不一致，面對供用雙方參數(shù)不匹配的情況，常見的解決方法是通過減溫減壓閥，將供方的參數(shù)降低至用戶端所需的參數(shù)。雖然使用減溫減壓閥可以解決供方用方參數(shù)不匹配的問題，但是卻使得所供蒸汽的?下降，浪費了大量蒸汽做功能力。例如授權(quán)公告號為CN202596802，授權(quán)公告日為2012.12.12的中國專利：蒸汽余壓余熱發(fā)電及平衡供汽供熱模塊化裝置，該專利解決了高壓蒸汽減溫減壓送往不同壓力需求的蒸汽熱用戶導(dǎo)致的不可逆損失過大的難題，但是系統(tǒng)整體繁瑣、不能實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。

針對使用減溫減壓閥帶來的蒸汽品質(zhì)下降的問題，采用高效徑向氣浮透平的分布式余壓發(fā)電系統(tǒng)可以節(jié)約大量的能源，提高了分布式能源系統(tǒng)綜合能源利用效率，實現(xiàn)了節(jié)能減排。但是高效徑向氣浮透平的分布式余壓發(fā)電系統(tǒng)對輸入蒸汽、變流器、蒸汽輸出要求嚴(yán)格，目前其控制無法實現(xiàn)對輸出的電能質(zhì)量與蒸汽輸入自動調(diào)節(jié)、變流器動態(tài)調(diào)整、氣浮軸承透平轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制等功能，同時無法達(dá)到輸出高品質(zhì)電能質(zhì)量的目標(biāo)，因此，有必要對現(xiàn)有余壓發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種高效分布式余壓發(fā)電電能質(zhì)量管理系統(tǒng)及方法，用于解決高效徑向氣浮透平的分布式余壓發(fā)電系統(tǒng)控制無法實現(xiàn)輸出的電能質(zhì)量與蒸汽輸入自動調(diào)節(jié)、變流器動態(tài)調(diào)整、氣浮軸承透平轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制等功能的問題，以及解決無法達(dá)到輸出高品質(zhì)電能質(zhì)量的問題。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：一種高效分布式余壓發(fā)電電能質(zhì)量管理系統(tǒng)包括蒸汽溫度與流量一體表計、蒸汽輸入調(diào)節(jié)閥、徑向氣浮余壓透平發(fā)電系統(tǒng)、透平轉(zhuǎn)速計、變流器、并網(wǎng)開關(guān)和電能質(zhì)量管理控制裝置；所述徑向氣浮余壓透平發(fā)電系統(tǒng)連接一根蒸汽輸入管道，所述蒸汽溫度與流量一體表計和蒸汽輸入調(diào)節(jié)閥均安裝在蒸汽輸入管道上，并且蒸汽輸入調(diào)節(jié)閥設(shè)置在蒸汽溫度與流量一體表計和徑向氣浮余壓透平發(fā)電系統(tǒng)之間；所述徑向氣浮余壓透平發(fā)電系統(tǒng)、變流器、并網(wǎng)開關(guān)和電能質(zhì)量管理控制裝置依次通過電纜連接；所述透平轉(zhuǎn)速計與徑向氣浮余壓透平發(fā)電系統(tǒng)連接；所述蒸汽溫度與流量一體表計、蒸汽輸入調(diào)節(jié)閥、徑向氣浮余壓透平發(fā)電系統(tǒng)、透平轉(zhuǎn)速計、變流器和并網(wǎng)開關(guān)均與電能質(zhì)量管理控制裝置進(jìn)行通信。

本發(fā)明中，徑向氣浮余壓透平發(fā)電系統(tǒng)集成了徑向透平機與永磁發(fā)電機，通過輸入的蒸汽膨脹做功推動透平機內(nèi)葉輪旋轉(zhuǎn)，然后帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而切割磁感線產(chǎn)生電能，從而實現(xiàn)高速永磁發(fā)電機發(fā)電，高速永磁發(fā)電機輸出的高頻交流電經(jīng)過變流器處理后提供380V、50Hz高品質(zhì)電能，就近消納。

本發(fā)明中，電能質(zhì)量管理控制裝置通過對輸出的電能頻率、諧波、電壓偏差、三相電壓不平衡度、波動和閃變等電能質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測。若超出設(shè)定值，電能質(zhì)量管理控制裝置就對蒸汽輸入調(diào)節(jié)閥、徑向氣浮余壓透平發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速、變流器進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時也可以控制并網(wǎng)開關(guān)的并離網(wǎng)狀態(tài)；若徑向氣浮余壓透平發(fā)電系統(tǒng)超轉(zhuǎn)速運行，徑向氣浮余壓透平發(fā)電系統(tǒng)的中央控制器經(jīng)過計算便會，給蒸汽輸入調(diào)節(jié)閥和并網(wǎng)開關(guān)發(fā)關(guān)閉送相應(yīng)調(diào)節(jié)指令，從而實現(xiàn)了系統(tǒng)重大故障的自我保護(hù)功能。