CN214227844U - 不同型号的发电机组的并网管理系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种不同型号的发电机组的并网管理系统,涉及发电机并网技术领域,系统包括:并网控制器、至少两台型号不同的发电机组、并网母线和电网;电网包括通过第一开关单元耦接的第一输出总线和第二输出总线;并网控制器通过第一传感器与第一输出总线电连接,通过第二传感器与第二输出总线电连接,通过第三传感器与并网母线电连接;各发电机组的控制器分别通过不同的第一信号总线与并网控制器电连接,各发电机组的输出端分别通过不同的第二开关单元与并网母线电连接;各发电机组的控制器还分别通过不同的第四传感器与并网母线电连接;并网母线的输出端和电网的第二输出总线分别与负载耦接。如此实现了不同型号的发电机组的并网功能。
Description
技术领域
本申请涉及发电机并网技术领域,更具体地,涉及一种不同型号的发电机组的并网管理系统。
背景技术
在社会经济快速发展的同时,电力事业也面临着更多的压力与挑战,电力用户规模不断扩大,人们对供电可高性与稳定性的要求越来越高,无论是应急保电还是不停电作业,都需要使用到发电机组,提高发电机组的可靠性、可用性和降低运营成本,将是电网企业不断追求的目标。
在历年来采购的发电机组中,品牌多,功率参差不齐,将这些机组并机、并网,必须配有资深专业人员手动操作实现,并且当某台机组出现故障时,工作人员无法第一时间切入备用机组并切除故障机组,有时甚至造成巨大损失。传统发电机组并机、并网技术中,均是同种型号、同种功率的发电机组甚至同批次的发电机组才能并网,显然这种并网技术不能满足现在需求。
因此,亟需研发一种发电机组并网管理系统,实现不同型号、不同功率等级的发电机组并网的功能。
实用新型内容
有鉴于此,本申请提供了一种不同型号的发电机组的并网管理系统,实现了将不同型号、不同功率的发电机组的并网功能,降低了并网操作的复杂度。
本申请提供一种不同型号的发电机组的并网管理系统,包括:并网控制器、至少两台型号不同的发电机组、并网母线和电网,至少两台发电机组的额定功率不同;
所述电网包括第一输出总线和第二输出总线,所述第一输出总线和所述第二输出总线通过第一开关单元耦接;所述并网控制器通过第一传感器与所述第一输出总线电连接,所述并网控制器用于通过所述第一传感器获取所述第一输出总线的电信息;所述并网控制器通过第二传感器与所述第二输出总线电连接,所述并网控制器用于通过所述第二传感器获取所述第二输出总线的电信息;
所述并网控制器通过第三传感器与所述并网母线电连接,所述并网控制器用于通过所述第三传感器获取所述并网母线的电信息;
各所述发电机组的控制器分别通过不同的第一信号总线与所述并网控制器电连接,各所述发电机组的输出端分别通过不同的第二开关单元与所述并网母线电连接;
各所述发电机组的控制器还分别通过不同的第四传感器与所述并网母线电连接,各所述发电机组通过所述第四传感器获取所述并网母线的电信息;
所述并网母线的输出端和所述电网的第二输出总线分别与负载耦接。
可选地,其中:所述电信息包括电压、频率和相位。
可选地,其中:所述并网母线的输出端通过第三开关单元与所述负载耦接。
可选地,其中:所述发电机组的数量为2~10台,且各所述发电机组的额定功率均不相同;当各所述发电机组均与所述并网母线电连接时,额定功率最大的发电机组保持恒压输出,其他发电机组保持恒功率输出。
可选地,其中:至少部分所述发电机组的控制器通过接口转换器与所述第一信号总线电连接。
与现有技术相比,本申请提供的不同型号的发电机组的并网管理系统,至少实现了如下的有益效果:
本申请所提供的不同型号的发电机组的并网管理系统中,通过并网控制器将至少两台型号不同的发电机组通过并网母线进行并网,至少两台发电机组的额定功率不同。并网控制器能够监测到电网中第一输出总线和第二输出总线上的电信息,同时能够监测到并网母线上的电信息。各发电机组的控制器同样能够监测到并网母线上的电信息。在第一供电状态下,在并网控制器的控制下,将至少两台型号不同的发电机组与电网并联,电网与至少两台发电机组同时向负载供电,此种情况尤其适用于电网容量在冬季或夏季的用电高峰可能出现临时的、短时间容量缺口的情形,至少两台发电机组能够对电网的容量缺口进行弥补。在第二供电状态下,电网不向负载供电,并网控制器控制由至少两台发电机组组成的供电网路向负载供电,此种情况下尤其适用于电网失电或停电检修的情况下确保用户的正常用电。本申请通过并网控制器实现了不同型号、不同功率的发电机组的自动监测及并网功能,解决了现有技术中不同型号、不同功率的发电机组无法实现并网的问题。
当然,实施本申请的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述,本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例,并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。
图1所示为本申请实施例所提供的不同型号的发电机组的并网管理系统的结构示意图;
图2所示为应用于本申请的不同信号的发电机组的并网管理系统的管理方法的一种流程图;
图3所示为将发电机组进行并网的一种流程图;
图4所示为发电机组功率分配方法的一种流程图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
以下将结合附图和具体实施例进行详细说明。
图1所示为本申请实施例所提供的不同型号的发电机组的并网管理系统的结构示意图,请参见图1,本申请所提供的一种不同型号的发电机组的并网管理系统,包括:并网控制器10、至少两台型号不同的发电机组20、并网母线30和电网40,至少两台发电机组20的额定功率不同;
所述电网40包括第一输出总线L1和第二输出总线L2,所述第一输出总线L1和所述第二输出总线L2通过第一开关单元K1耦接;所述并网控制器10通过第一传感器Q1与所述第一输出总线L1电连接,所述并网控制器10用于通过所述第一传感器Q1获取所述第一输出总线L1的电信息;所述并网控制器10通过第二传感器Q2与所述第二输出总线L2电连接,所述并网控制器10用于通过所述第二传感器Q2获取所述第二输出总线L2 的电信息;
所述并网控制器10通过第三传感器Q3与所述并网母线30电连接,所述并网控制器10用于通过所述第三传感器Q3获取所述并网母线30的电信息;
各所述发电机组20的控制器分别通过不同的第一信号总线X1与所述并网控制器10电连接,各所述发电机组20的输出端分别通过不同的第二开关单元K2与所述并网母线30电连接;
各所述发电机组20的控制器还分别通过不同的第四传感器Q4与所述并网母线30电连接,各所述发电机组20通过所述第四传感器Q4获取所述并网母线30的电信息;
所述并网母线30的输出端和所述电网40的第二输出总线L2分别与负载耦接。
需要说明的是,本申请所提及的发电机的型号为现有技术中所定义的发电机的型号。例如,我国生产的汽轮发电机有QFQ、QFN、QFS等系列,前两个字母表示汽轮发电机,第三个字母表示冷却方式,Q表示氢外冷,N 表示氢内冷,S表示双水内冷。我国生产的大型水轮发电机为TS系列,T 表示同步,S表示水轮。举例老说,QFS-300-3表示容量为300MW双水内冷2极汽轮发电机。TSS1264/160-48表示双水内冷水轮发电机,定子外径为1264厘米,铁芯长为160厘米,极数为48。
还需说明的是,本申请所提及的并网指的是将至少两个型号不同的发电机组连接到并网母线30向负载进行供电,多台发电机组20可以与电网 40一起向负载供电,多台发电机组20也可单独向负载供电。本申请所提及的第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传感器均为电气传感器,该电气传感器能够感测到电压、电流、频率、波形(相位)的信号。
具体而言,图1示出了5台与并网控制器10连接的发电机组20,分别为A型发电机组、B型发电机组、C型发电机组、D型发电机组和E型发电机组。可选地,5台发电机组20的型号和额定功率均不相同。该附图仅以5台发电机组20的型号和额定功率均不相同为例进行说明,在本申请的其他一些实施例中,与并网控制器10连接发电机组20的数量还可为其他,至少有两台即可。另外,当与并网控制器10连接的发电机组20有两台以上时,只要有至少两台发电机组20的型号不同,且至少有两台发电机组20的额定功率不同即可,本申请对此并不进行具体限定。图1仅示出了 5台发电机组20对应的5种不同额定功率,并不对发电机组20的实际额定功率进行限定,在本申请的其他一些实施例中,可根据实际情况选择各种功率的发电机组20。
请继续参见图1,每台发电机组20均包括有对应的控制器,各台发电机组20均通过对应的控制器与并网控制器10电连接,即各台发电机组20 的控制器通过不同的第一信号总线X1与并网控制器10电连接,如此,各台发电机组20即可与并网控制器10实现信息的交互。每台发电机组20的输出端还分别通过不同的第二开关单元K2与并网母线30电连接,当第二开关单元K2闭合时,对应的发电机组20即与并网母线30电连接,发电机组20输出的信号将传输至并网母线30。此外,每台发电机组20的控制器还分别通过不同的第四传感器Q4与并网母线30电连接,发电机组20可通过对应的第四传感器Q4获取并网母线30上的电信息,例如,当需要将某台发电机组20与并网母线30电连接时,该发电机组20可首先通过对应的第四传感器Q4获取并网母线30上的电信息,当该发电机组20自身的电信息与并网母线30上的电信息完全相同时,再控制发电机组20与并网母线 30之间的第二开关单元K2闭合,以使得该发电机组20顺利并网。
本申请所提供的不同型号的发电机组20的并网管理系统中,通过并网控制器10将至少两台型号不同的发电机组20通过并网母线30进行并网,至少两台发电机组20的额定功率不同。并网控制器10能够监测到电网40 中第一输出总线L1和第二输出总线L2上的电信息,同时能够监测到并网母线30上的电信息。各发电机组20的控制器同样能够监测到并网母线30 上的电信息。在第一供电状态下,在并网控制器10的控制下,将至少两台型号不同的发电机组20与电网40并联,电网40与至少两台发电机组20 同时向负载供电,此种情况尤其适用于电网40容量在冬季或夏季的用电高峰可能出现临时的、短时间容量缺口的情形,至少两台发电机组20能够对电网40的容量缺口进行弥补。在第二供电状态下,电网40不向负载供电,并网控制器10控制由至少两台发电机组20组成的供电网向负载供电,此种情况下尤其适用于电网40失电或停电检修的情况下确保用户的正常用电。本申请通过并网控制器10实现了不同型号、不同功率的发电机组20 的自动监测及并网功能,解决了现有技术中不同型号、不同功率的发电机组20无法实现并网的问题。
可选地,本申请所提供的并网控制器10可包括高速A/D转换器、存储芯片、信号处理电路、驱动电路、执行机构等结构。
在本申请的一种可选实施例中,请继续参见图1,所述电信息包括电压、频率和相位。在并网过程中,并网控制器10可跟踪、同步、锁相电网 40的电压、频率、相位等电信息,然后并网控制器10引导微网(并网管理系统中连接至并网控制器10的发电机组20)中的功率最大的发电机组 20跟踪上述电信息。以图1为例,额定功率最大的发电机组20为E型发电机组,当E型发电机组输出的电压、频率、相位与电网40完全一致时,并网控制器10向E型发电机组的控制器下达指令,E型发电机组的控制器驱动电路动作,将与E型发电机组所电连接的第二开关单元K2闭合,从而实现了将E型发电机组并网的过程。当待并网的发电机组20的电压、频率和相位与电网40的电压、频率和相位完全一致时,有利于避免将电信息不完全相同的发电机组20并网后导致供电异常的现象发生。
在本申请的一种可选实施例中,请继续参见图1,所述并网母线30的输出端通过第三开关单元K3与所述负载耦接。
具体而言,并网母线30的输出端与负载之间通过第三开关单元K3耦接,可选地,在电网40对负载进行供电过程中,当需要利用发电机组20 组成的微网一同对负载供电时,在将至少两台发电机组20并网至并网母线 30后,并网控制器10可通过第三传感器Q3获取并网母线30的电信息,并可通过第二传感器Q2获取电网40的电信息,当二者的电信息完全一致时,并网控制器10可控制第三开关单元K3闭合,从而使得并网母线30 与负载形成电连接,实现发电机组20与电网40同时向负载的平稳供电。
在本申请的一种可选实施例中,所述发电机组20的数量为2~10台,且各所述发电机组20的额定功率均不相同;当各所述发电机组20均与所述并网母线30电连接时,额定功率最大的发电机组20保持恒压输出,其他发电机组20保持恒功率输出。
具体而言,本申请所提供的并网管理系统中用于连接至并网母线30的发电机组20的数量(即微网中所包含的发电机组20的数量)可根据需求选择2~10台,例如可选3~8台等,本申请实施例仅以5台为例进行说明。各发电机组20的额定功率均不相同,将微网内欲并网的发电机组20选择额定功率最大的发电机组20设置为恒压运行,其电流输出随负荷变化而变化;其他发电机组20按照自身功率的大小成比例输出恒定电流,即保持恒功率输出。如此,利用微网中额定功率最大的发电机组20作为主发电机组 21,其他发电机组20作为辅发电机组22,在并网控制器10的控制下,使并网总线的整体输出保持稳定,从而使得整个系统能够向负载稳定供电。
在本申请的一种可选实施例中,至少部分所述发电机组20的控制器通过接口转换器与所述第一信号总线X1电连接。
具体而言,考虑微网中发电机组20的型号不完全相同,其与并网控制器10的连接接口可能也不完全相同,此时在第一信号总线X1与发电机组 20的控制器之间引入接口转换器,使第一信号总线X1通过接口转换器与发电机组20的控制器形成电连接,从而实现了将不同型号不同接口的发电机组20并网至并网母线30,使本申请所提供的并网管理系统能够兼容不同型号的发电机组20,打破了现有技术的并网管理系统中对发电机组20 型号必须统一的要求,使本申请所提供的并网管理系统的兼容性更强,实用性更强。
基于同一发明构思,本申请还提供一种不同型号的发电机组20的并网管理方法,应用于本申请实施例所提供的不同型号的发电机组20的并网管理系统,图2所示为应用于本申请的不同信号的发电机组的并网管理系统的管理方法的一种流程图,请结合图1和图2,所述方法包括第一供电状态和第二供电状态;
在所述第一供电状态下,所述第一开关单元K1导通,所述电网40通过第一输出总线L1和第二输出总线L2向负载供电;所述至少两台发电机组20的输出端与并网母线30电连接,且所述并网母线30与负载电连接,所述至少两台发电机组20的输出端通过所述并网母线30向负载供电;
在所述第二供电状态下,所述第一开关单元K1关断,电网40不向所述负载供电,所述至少两台发电机组20的输出端与并网母线30电连接,且所述并网母线30与负载电连接,所述至少两台发电机组20的输出端通过所述并网母线30向负载供电。
具体而言,本申请所提供的不同信号的发电机组20的并网管理方法中,能够控制并网管理系统根据不同的需求选择两种不同方式的供电状态。在并网控制器10的控制下,将至少两台型号不同的发电机组20与电网40 并联,电网40与至少两台发电机组20同时向负载供电,此种情况尤其适用于电网40容量在冬季或夏季的用电高峰可能出现临时的、短时间容量缺口的情形,至少两台发电机组20能够对电网40的容量缺口进行弥补。在第二供电状态下,电网40不向负载供电,并网控制器10控制由至少两台发电机组20组成的供电网40路向负载供电,此种情况下尤其适用于电网 40失电或停电检修的情况下确保用户的正常用电。本申请所提供的不同信号的发电机组20的并网管理方法实现了不同型号、不同功率的发电机组 20的自动监测及并网功能,解决了现有技术中不同型号、不同功率的发电机组20无法实现并网的问题。
在本申请的一种可选实施例中,请结合图1和图3,图3所示为将发电机组20进行并网的一种流程图,在所述第一供电状态下,所述至少两台发电机组20的输出端与并网母线30电连接,且所述并网母线30与负载电连接,所述至少两台发电机组20的输出端通过所述并网母线30向负载供电,具体为:
S01、设定至少两个所述发电机组20中额定功率最大的发电机组20为主发电机组21,其他发电机组20为辅发电机组22。
可选地,以图1中的并网管理系统为例,E型发电机组的额定功率为 3000KW,为微网中额定功率最大的发电机组20,因此E型发电机组作为主发电机组21,其他发电机组20的额定功率均小于E型发电机组,因此其他发电机组作为辅发电机组22。
S02、所述并网控制器10通过所述第一传感器Q1获取所述第一输出总线L1的电信息,并通过与所述主发电机组21电连接的第一信号总线X1 获取所述主发电机组21的电信息,其中,所述电信息包括电压、频率和相位;当所述主发电机组21输出的电信息与所述第一输出总线L1的电信息完全一致时,所述并网控制器10向所述主发电机组21发送控制指令,控制与所述主发电机组21电连接的第二开关单元K2导通。如此,使得主发电机组21(即对应图1中的E型发电机组)首先与并网母线30形成电连接,此时并网母线30上的电信息与主发电机组21输出的电信息一致。需要说明的是,当主发电机组21对应的第二开关单元K2未导通时,并网控制器10将电网40的电信息每隔一定时间(例如10ms)发送至主发电机组21。
S03、各所述辅发电机组22分别通过第四传感器Q4获取所述并网母线30的电信息,当所述辅发电机组22的电信息与所述并网母线30的电信息完全一致时,控制与该辅发电机组22电连接的第二开关单元K2导通,使该辅发电机组22的输出端与所述并网母线30电连接。
为保证整个供电网40络的供电量,除将主发电机组21并至并网母线 30外,还会将至少一台的辅发电机组22连接至并网母线30。需要说明的是,辅发电机组22与并网母线30的连接过程是在将主发电机组21连接至并网母线30后执行的。当辅发电机组22的电信息与并网母线30的电信息完全一致时,方可控制与辅发电机组22电连接的第二开关单元K2导通,从而保持并网母线30上电信息的稳定性,进而有利于保证最终供电的稳定性。
S04、当与所述主发电机组21和各所述辅发电机组22连接的各所述第二开关单元K2均导通时,所述并网控制器10分别通过所述第三传感器Q3 和所述第二传感器Q2获取所述并网母线30和所述第二输出总线L2的电信息,当所述并网母线30和所述第二输出总线L2的电信息完全一致时,所述并网控制器10控制与并网母线30的输出端电连接的第三开关单元K3 导通,使所述主发电机组21和各所述辅发电机组22同时向负载供电。
当将微网中的主发电机组21和辅发电机组22均连接至并网母线30 后,并网控制器10再次监测并网母线30的电信息,同时监测与电网40连接的第二输出总线L2的电信息,当二者的电信息完全一致时方可控制第三开关单元K3导通,进而使得并网母线30与负载电连接,实现微网中的发电机组20与电网40同时向负载供电。同时,由于并网母线30中的电信息与电网40提供的电信息完全一致,用电用户并不会感觉到供电异常的现象,因而有利于实现向负载供电的平稳补给。
需要说明的是,本申请所提供的并网管理方法中,与主发电机组21或辅发电机组22电连接的第二开关单元K2的导通与断开的过程均是通过并网控制器10来自动控制的,无需人工干预,因而有利于简化并网系统的操作复杂度,避免由于工作人员的操作失误而造成的巨大损失。
在本申请的一种可选实施例中,在所述第一供电状态和所述第二供电状态下,根据发电机组20功率分配方法,使所述主发电机组21保持恒压输出,且所述主发电机组21的输出电流随负荷的变化而变化,并使各所述辅发电机组22保持恒功率输出。
具体而言,本申请所提供的并网管理系统中用于连接至并网母线30的发电机组20的数量(即微网中所包含的发电机组20的数量)可根据需求选择2~10台,例如可选3~8台等,本申请实施例仅以5台为例进行说明。各发电机组20的额定功率均不相同,将微网内欲并网的发电机组20选择额定功率最大的发电机组20设置为恒压运行,其电流输出随负荷变化而变化;其他发电机组20按照自身功率的大小成比例输出恒定电流,即保持恒功率输出。如此,利用微网中额定功率最大的发电机组20作为主发电机组 21,其他发电机组20作为辅发电机组22,在并网控制器10的控制下,使并网总线的整体输出保持稳定,从而使得整个系统能够向负载稳定供电。
因为每台发电机组功率不同,由公式R=U2/W看出,每台机组内阻不同,在负荷发生波动时,每台机组自动控制系统中负反馈系数各异,如每台机组都处于自动稳压模式工作,则每台机组随负荷变化调整的时间、幅度都不同,极易产生系统电压振荡,在过高、过低之间不断自动调整,严重时就有机组解列(自动离网),一旦某台机组解列,其它机组就有可能过载,造成微电网瘫痪;恒流运行时,机组输出不受负荷影响,保持向网内输出一个稳定的功率,机组本身运行也稳定。而只保留一台机组稳压运行时,该机组可以自动跟随负荷变化调整,调整范围过大时自动阻尼,调整范围过小时自动提高上升率,只要负荷突加、突减量不大于机组额定功率的50%就可保持正常运行。需要说明的是,本申请中提及的“机组”代表“发电机组”。
在本申请的一种可选实施例中,请参见图4,图4所示为发电机组功率分配方法的一种流程图,所述发电机组20功率分配方法为:
S11、所述并网控制器10实时自动监测输出总负荷功率;
S12、利用总负荷功率减去一半的主发电机组21的额定功率,作为剩余负荷功率;
S13、将剩余负荷功率按照各辅发电机组22自身额定功率的大小比例分配至各所述辅发电机组22。
具体而言,继续以图1所示的5台发电机组20为例进行说明,5台发电机组20的总额定功率P总=1200+800+1000+1600+3000=7600KW。假设现场接入时需求负荷功率为5000W。总负荷功率减去一半的主发电机组21 的额定功率为5000-3000/2=3500W,该3500W即对应剩余负荷功率。辅发电机组22对应的总额定功率与剩余负荷功率之间的比值为:(7600-3000) /3500=1.31,则每台辅发电机组22分配的功率为P=Pe/1.31(其中Pe代表辅发电机组22发额定功率),以此计算得到A型发电机组所分配到的功率 PA=1200/1.31,B型发电机组所分配到的功率PB=800/1.31,C型发电机组所分配到的功率PC=1000/1.31,D型发电机组所分配到的功率为1600/1.31,上述功率的单位均为KW。通过上述方式为主发电机组21和各辅发电机组 22分配功率,由于每台机组散热设计与它的运行功率是严格关联的,多台机组并机工作时必须考虑各机组工作均衡,按照上述方式分配每台机组均留有适量比列的富裕,运行均衡、稳定,可长时间连续并机运行,比如连续运行24小时。
在本申请的一种可选实施例中,本申请所提供的不同型号的发电机组 20的并网管理方法,还包括:
所述并网控制器10实时监测总负荷的变化情况;
当监测到总负荷增加且所述主发电机组21的负荷率大于所述主发电机组21的额定功率的80%时,所述并网控制器10通过所述第一信号总线 X1向各所述辅发电机组22发送指令,控制各所述辅发电机组22按照各自额定功率大小增大输出功率并保持恒功率运行,并使主发电机组21的负荷率维持在所述主发电机组21的额定功率的30%~80%范围内。当主发电机组21的负荷额定功率大于其额定功率的80%时,并网控制器10控制辅发电机组22增大输出功率,各辅发电机组22的输出功率的增大量可参见上述发电机组20功率分配方法进行分配,以使得主发电机组21的输出功率保持在其额定功率的80%以下。可选地,主发电机组21的输出功率维持在其额定功率的50%左右。
当监测到总负荷减少且所述主发电机组21的负荷率小于所述主发电机组21的额定功率的30%时,所述并网控制器10通过所述第一信号总线 X1向各所述辅发电机组22发送指令,控制各所述辅发电机组22按照各自额定功率大小减小输出功率并保持恒功率运行,并使主发电机组21的负荷率维持在所述主发电机组21的额定功率的30%~80%范围内。当主发电机的负荷率减小至小于其额定功率的30%时,并网控制器10控制各辅发电机组22减小输出功率,各辅发电机组22的输出功率的减小量可参见上述发电机组20功率分配方法进行分配,以使得主发电机组21的的输出功率保持在30%以上。
当监测到各辅发电机组22负荷率小于自身额定功率的30%时,并网控制器10向一台所述辅发电机组22发出停机指令,控制该辅发电机组22对应的第二开关单元K2断开,使其他辅发电机组22的负荷率维持在自身额定功率的50%~75%范围内。可选地,当各辅发电机组22的负荷率小于自身额定功率的30%,并网控制器10向微网内运行的辅发电机组22中容量 (额定功率)居中的发电机组20发出停机指令,其他发电机组20正常运行,从而使其他辅发电机组22的负荷率维持在自身额定功率的50%~75%范围内。选择容量居中的发电机组20的考虑如下,若选择容量最小的辅发电机组22停机,可能无法将其他辅发电机组22的负荷率调整至自身额定功率的50%~75%,还需再选择其他的辅发电机组22关机才能达到这个效果。若选择容量最大的辅发电机组22停机,其他辅发电机组22的负荷率可能会超过75%,因而可能又需要将停机的发电机组20进行并网。因此,本申请选择容量居中辅发电机组22停机,避免并网管理系统的辅发电机组 22的停机或并网的工作太频繁,尽可能减小供电网40络的波动。
当监测到总负荷增加且所述主发电机组21的负荷率大于所述主发电机组21的额定功率的80%时,所述并网控制器10向停止运行的辅发电机组22发送启动指令,控制该辅发电机组22启动,并根据并网控制器10分配的负荷比例恒功率运行。在将微网中的某一辅发电机组22停机后,若总负荷增加且主发电机组21的负荷率大于其额定功率的80%时,并网控制器 10将自动向停机的辅发电机组22发送启动指令,使其与并网母线30形成电连接,从而减小主发电机组21的负荷率。
可选地,本申请实施例所提及的并网控制器10控制辅发电机组22停机指的是,并网控制器10控制辅发电机组22与并网母线30之间的第二开关单元K2断开,使该辅发电机组22不再向并网母线30输出电信息。本申请实施例所提及的并网控制器10控制辅发电机组22启动,指的是并网控制器10控制辅发电机组22与并网母线30之间的第二开关单元K2闭合,使该辅发电机组22与并网母线30导通,得以向并网母线30传输电信息。需要说明的是,在控制停机的发电机组20与并网母线30导通之前,并网控制器10首先会监测该辅发电机组22的电信息与并网母线30上的电信息是否一致,若一致方可将该辅发电机组22与并网母线30导通。
需要说明的是,在并网操作过程中,在将发电机组20与并网母线30 形成电连接前,并网控制器10均会监测各发电机组20上的电信息与并网母线30上的电信息或电网40的电信息是否一致,一致方可进行并网。可选地,每台发电机组20中均设置由自动电压调整器和自动调速器,当发电机组20的电信息与并网母线30或电网40的电信息不一致时,发电机组 20可对自身的电信息进行调整,例如可通过自动电压调整器微调电压,通过自动调速器微调频率,相位可采用波形对比的方法,即发电机组20与市电正弦波的时序波形完全重合时,再控制第二开关单元K2闭合。
请继续参见图1,当在电网和微网同时向负债供电的情形下,电网失电或停电检修时,并网控制器10发出指令,将第一开关单元K1分闸(即断开),系统变成孤岛运行(即仅微网中的发电机组向负载供电),并网控制器10仍然按照预先设定的原则,保持主发电机组(对应图以中的E型发电机组)恒压输出,输出功率随负荷变化而变化,辅发电机组按照并网控制器实时计算的分配比例,恒功率运行,主发电机组相当于承担起电网的地位,并网控制器和辅发电机组均以主发电机组作为被跟踪对象,主发电机组引领同步、锁相,保持并网管理系统稳定运行。
电网市电恢复时,并网控制器通过第一传感器Q1自动监测到市电的电压、频率、相位,并将这三个参数与第三传感器Q3监测到的三个参数比对,如有偏差时,微调发电机组的参数信息,只有在第一传感器Q1与第三传感器Q3检测到的三个参数完全一致时,并网控制器向第一开关单元K1发出合闸指令,第一开关单元K1成功合闸后市电与发电机组并网供电。
电网容量满足客户负荷时,电网优先,发电机组可作为应急保障;电网容量在冬、夏高峰时,会产生临时的、短时间容量缺口,备用发电机组可作为应急补充;在图1中显示的网络拓扑结构中,此时电网负荷可尽最大功率输出,发电机组实时补充不足,并机控制器通过第二传感器和第三传感器检测到负荷实时数据,通过分析判断,及时调整微网内发电机组的运行数量,按照现场需要及时启动机组或关闭机组,保持效益最大化。
综上,本申请提供的不同型号的发电机组的并网管理系统,至少实现了如下的有益效果:
本申请所提供的不同型号的发电机组的并网管理系统中,通过并网控制器将至少两台型号不同的发电机组通过并网母线进行并网,至少两台发电机组的额定功率不同。并网控制器能够监测到电网中第一输出总线和第二输出总线上的电信息,同时能够监测到并网母线上的电信息。各发电机组的控制器同样能够监测到并网母线上的电信息。在第一供电状态下,在并网控制器的控制下,将至少两台型号不同的发电机组与电网并联,电网与至少两台发电机组同时向负载供电,此种情况尤其适用于电网容量在冬季或夏季的用电高峰可能出现临时的、短时间容量缺口的情形,至少两台发电机组能够对电网的容量缺口进行弥补。在第二供电状态下,电网不向负载供电,并网控制器控制由至少两台发电机组组成的供电网路向负载供电,此种情况下尤其适用于电网失电或停电检修的情况下确保用户的正常用电。本申请通过并网控制器实现了不同型号、不同功率的发电机组的自动监测及并网功能,解决了现有技术中不同型号、不同功率的发电机组无法实现并网的问题。
虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上例子仅是为了进行说明,而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本申请的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。
Claims (5)
1.一种不同型号的发电机组的并网管理系统,其特征在于,包括:并网控制器、至少两台型号不同的发电机组、并网母线和电网,至少两台发电机组的额定功率不同;
所述电网包括第一输出总线和第二输出总线,所述第一输出总线和所述第二输出总线通过第一开关单元耦接;所述并网控制器通过第一传感器与所述第一输出总线电连接;所述并网控制器通过第二传感器与所述第二输出总线电连接;所述并网控制器通过第三传感器与所述并网母线电连接;
各所述发电机组的控制器分别通过不同的第一信号总线与所述并网控制器电连接,各所述发电机组的输出端分别通过不同的第二开关单元与所述并网母线电连接;
各所述发电机组的控制器还分别通过不同的第四传感器与所述并网母线电连接;
所述并网母线的输出端和所述电网的第二输出总线分别与负载耦接。
2.根据权利要求1所述的不同型号的发电机组的并网管理系统,其特征在于,所述并网母线的输出端通过第三开关单元与所述负载耦接。
3.根据权利要求1所述的不同型号的发电机组的并网管理系统,其特征在于,所述发电机组的数量为2~10台。
4.根据权利要求1所述的不同型号的发电机组的并网管理系统,其特征在于,各所述发电机组的额定功率均不相同。
5.根据权利要求1所述的不同型号的发电机组的并网管理系统,其特征在于,至少部分所述发电机组的控制器通过接口转换器与所述第一信号总线电连接。
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CN202120101744.8U CN214227844U (zh) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | 不同型号的发电机组的并网管理系统 |
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Cited By (1)
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CN112736980A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-04-30 | 北京动科瑞利文科技有限公司 | 不同型号的发电机组的并网管理系统和方法 |
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2021
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