[發明專利]適應于沖擊性負載的燃氣發電機組能量動態調節系統

有效

• 申請號: 202110679590.5
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113217184B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 段建東;王帥;孫東陽;孫力;趙克;國海峰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F02D29/06
• 分類號: F02D29/06;F02B63/04;F02D19/02;H02J7/34;H02J3/38
• 代理公司: 濟南市新圖新夏天專利代理事務所(普通合伙) 37330
• 代理人: 陳體芝

1.適應于沖擊性負載的燃氣發電機組能量動態調節系統，包括燃氣發電機組(1)、模態切換開關(2)、電壓源變換器(3)、LCL濾波單元(4)、超級電容能量管理系統(5)、超級電容組(6)、總控制器單元(12)、交流電壓檢測電路(7)、直流電壓檢測電路(8)，補償電流檢測電路(9)、負載電流檢測電路(10)及總線協議轉換單元(11)，其特征在于：

燃氣發電機組(1)、模態切換開關(2)、電壓源變換器(3)、LCL濾波單元(4)、超級電容能量管理系統(5)和超級電容組(6)構成了燃氣發電機組能量動態調節系統主電路拓撲；

交流電壓檢測電路(7)檢測發電機側的電壓，轉化為弱電量信號以后與總控制器單元(12)相連；

直流電壓檢測電路(8)、補償電流檢測電路(9)和負載電流檢測電路(10)分別檢測直流電壓、補償電流和負載電流，并與總控制器單元(12)相連；

利用負載電流檢測電路(10)和交流電壓檢測電路(7)將負載電流進行解耦得到有功電流和無功電流分量，將負載無功電流作為功率調節器的理想指令電流給定，采用跟蹤型PWM控制技術對電流波形的瞬時值進行反饋控制，電壓源變換器(3)輸出的電流經過LCL濾波單元(4)處理后提供給系統需補償負載；

計算得到負載有功電流變化率，利用其判斷是否出現沖擊性負載；在判斷出存在沖擊性負載時，將計算得到的負載有功電流變化率作為功率調節器的有功電流給定，執行有功電流變化率閉環控制策略，在燃氣發電機組的輸出功率與負載功率相一致時，負載有功電流變化率等于零，此時電壓源變換器(3)自動退出有功功率補償，避免其長時間輸出有功功率；在判斷出沒有沖擊性負載時，通過超級電容能量管理系統(5)為超級電容組(6)充電；超級電容能量管理系統(5)用于直流母線電壓的恒定控制，此時電壓源變換器(3)吸收功率。

2.根據權利要求1所述的適應于沖擊性負載的燃氣發電機組能量動態調節系統，其特征在于，根據負載有功電流的極性來判斷系統是否處于再生狀態，若極性為負則說明系統負載側有能量回饋給超級電容組(6)，超級電容能量管理系統(5)工作在直流母線電壓閉環工作狀態，保持直流母線電壓恒定；超級電容能量管理系統(5)中的雙向直流變換器作為降壓電路，將直流側的高電壓轉換為超級電容側的低電壓，使負載回饋的能量流入超級電容，給超級電容充電。

3.根據權利要求1所述的適應于沖擊性負載的燃氣發電機組能量動態調節系統，其特征在于，總線協議轉換單元(11)包括總線控制器以及MODBUS，PROFIBUS和CANOPEN三種總線的選擇與硬件接口電路，三種總線的硬件接口電路分別與總線控制器相連；總線控制器負責將多種總線協議轉換為內部的一種通訊協議，并根據總控制器單元(12)下傳的總線類型參數控制數據選擇器選通其中一種總線。