[发明专利]用于小型燃气发电机组新型并网控制系统

说明书

技术领域

一种分布式电源并网控制系统，主要适用于小型燃气发动机为动力的分布式电源。

背景技术

我国分布式电源接入电网技术规定，5KW～200KW分布式电源接入电网的技术标准要求完全一样，并网系统的功能结构自然一样，在功能结构相同的情况下，大小电器设备不同于大小机械设备有大幅度的成本差别；例如，相同结构、相同功能、相同质量、不同功率(5kw～200kw)的内燃机，它们的造价成本可以相差很多倍，而相同结构、相同功能、相同质量、不同功率(5kw～200kw)的并网柜，它们的造价成本最大相差不会超过一倍；因此，相对于大功率(200kw)分布式电源而言，小功率(20kw)分布式电源并网系统的成本占分布式电源总成本的比例明显增大，这个因素是造成小功率分布式电源并网应用在经济上不合理的重要因素之一，这个因素严重阻碍分布式电源(用小型燃气发动机为动力的分布式电源)的并网应用，制约了数以万计小能量分布式燃气资源的开发利用，因此，如何在功能指标满足国家电网技术规定的前提下，大幅度降低小型分布式电源并网系统的造价成本，成为我国小型分布式电源并网应用研究的突出问题；另一方面，由于小型分布式电源数量巨大，并网点分散，电网公司无法做到每个小型分布式电源并网点都具备有线通信控制条件，小型分布式电源处于孤立控制状态，电网公司无法统一控制小型分布式电源的启停，这种情况下，当电网失压(电网停电)时，小型分布式电源(以小型燃气发动机为动力的电源)不会自动停机而形成孤岛现象，这种情况发生时，由于供电状态未知，有可能危及电网线路维修人员和用户的生命安全，因此，如何在经济性许可的前提下实现小型分布式电源防孤岛自动保护功能，成为推广小型分布式电源并网应用迫切需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是：在保证功能满足国家电网技术规定的前提下，简化分布式电源并网系统的结构，降低成本，实现自动防孤岛功能，使小型燃气发电机组并网应用产生经济效益，促进小能量分布式燃气资源的开发利用。

本系统由：并网解列执行装置、并网准同期电压检测控制装置、并网点频率检测控制装置、并网点电压电流检测控制装置和防孤岛自动保护装置组成；并网解列执行装置由并网接触器、解列继电器、作业接触器、起动接触器、起动触发开关组成；并网接触器为三相交流接触器，并网接触器的一端与电网连接，另一端与发电机连接；并网接触器上有并网自锁开关；并网接触器电磁线圈的一端与电网的一相电路连接，另一端经并网准同期电压检测控制装置的继电器与电网的另一相连接、经作业接触器和并网自锁开关与发电机输出端的另一相电路连接；解列继电器为常闭触点开关，解列继电器电磁线圈的一端接地，另一端经智能转速表报警触点与正电源连接、经并网点电压电流检测控制装置的控制继电器和状态开关与正电源连接；作业接触器为交流接触器，作业接触器电磁线圈的一端经解列继电器触点开关与电网的一相电路连接，另一端经自身的一组触点开关与电网的另一相电路连接，经起动接触器一组触点开关与电网的另一相电路连接；起动接触器为交流接触器，起动接触器电磁线圈的一端与电网的一相电路连接，另一端经起动触发开关与电网的另一相电路连接；并网准同期电压检测控制装置由变压器、整流器、一次分压电阻、稳压二极管、分流三极管、二次分压电阻、偏流三极管、偏置电阻、控制三极管和继电器组成；变压器初级线圈两端分别与并网接触器两端的同一相电路连接；变压器次级与整流器连接；整流器负极接地，正极与一次分压电阻连接；稳压二极管正极连接在一次分压电阻与二次分压电阻之间的电阻路上，稳压二极管负极与分流三极管基极连接；分流三极管为NPN三极管，发射极接地，集电极连接在一次分压电阻与二次分压电阻之间的电路上；二次分压电阻与偏流三极管基极连接；偏流三极管为NPN三极管，发射极接地，集电极与控制三极管基极连接；控制三极管为NPN三极管，发射极接地，集电极与继电器电磁线圈连接；偏置电阻的一端与控制三极管基极连接，另一端与继电器电磁线圈的电源输入端连接；电磁线圈电源输入端经智能转速表报警触点开关与正电源连接；并网准同期电压检测控制装置有三组相同的控制电路，分别与并网接触器两端的三相电路对应连接；三组准同期电压检测控制电路的三个继电器触点开关为串联关系，串联在并网接触器电磁线圈的电流回路上；并网点频率检测控制装置由智能电子转速表组成；智能电子转速表输入脉冲信号的触发点安装在发电机转子轴上，智能电子转速表具备上下限转速继电器输出报警功能，上下限转速点可以自行设定，继电器输出报警触点开关与解列继电器电磁线圈连接；智能转速表的工作电源来自发电机输出端；并网点电压电流检测控制装置由变压器、变换器、电压信号整流器、电流信号整流器、分压电阻、超压检测二极管、欠压检测二极管、过流检测二极管、超压过流控制三极管、欠压偏置三极管、欠压控制三极管、欠压偏置电阻、限流电阻、欠流偏置三极管、欠流控制三极管、欠流偏置电阻、和继电器组成；变压器初级线圈并联在电网的相电压上，次级线圈与电压信号整流器连接；电压信号整流器负极接地，正极与超压检测二极管正极连接，与分压电阻连接；超压检测二极管为稳压二极管，负极与超压过流控制三极管基极连接；超压过流控制三极管为NPN三极管，发射极接地，集电极与继电器的电磁线圈连接；分压电阻与欠压检测二极管正极连接；欠压检测二极管为稳压二极管，负极与欠压偏置三极管基极连接；欠压偏置三极管为NPN三极管，发射极接地，集电极与欠压控制三极管基极连接；欠压控制三极管为NPN三极管，发射极接地，集电极与继电器电磁线圈连接，基极通过欠压偏置电阻与电源输入端连接；变换器初级线圈串联在电流互感器输出线圈的回路上；电流互感器串联在相应的三相电路中；变换器次级线圈与电流信号整流器连接；电流信号整流器负极接地，正极与过流检测二极管正极、限流电阻连接；过流检测二极管负极与超压过流控制三极管基极连接；限流电阻与欠流偏置三极管基极连接；欠流偏置三极管为NPN三极管，发射极接地，集电极与欠流控制三极管基极连接；欠流控制三极管为NPN三极管，发射极接地，集电极与继电器电磁线圈连接；欠流偏置电阻的一端与欠流控制三极管基极连接，另一端与正电源输入端连接；并网点电压电流检测装置有三组相同的检测控制电路，它们的信号输入端分别与电网的三相电路连接，它们的输出信号共用一个继电器，继电器为常开触点开关，常开触点开关的一端经状态开关与正电源连接，另一端与解列继电器电磁线圈连接；防孤岛自动保护装置由智能转速表、发动机电子调速器、状态开关组成；智能转速表为电子式智能转速表，转速表的转速输入信号脉冲触发点安装在发电机转子轴端上，智能转速表具备上下限转速继电器触点输出报警功能，上下限转速点可以自行设定，继电器输出报警触点开关的一端与正电源连接，另一端与解列继电器的电磁线圈连接；状态开关与发动机电子调速器升速接线端子连接。