一种增强燃气发电机组突变负载能力的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种增强燃气发电机组突变负载能力的系统，包括原动机、原动机控制器、异步电动机和发电机，所述燃气发电机组上分别设置有扭矩传感器和测速传感器，扭矩传感器和测速传感器分别连接原动机控制器，发电机的三相输出线路上连接有UPS不间断电源，UPS不间断电源的三相输出端对应连接交流调压装置的三相输入端，交流调压装置的三相输出端对应连接至异步电动机的三相接入端，且在交流调压装置的三相输出端与异步电动机的三相接入端之间设置有一组由第一继电器组控制的继电器触点，原动机控制器与交流调压装置之间连接有控制交流调压装置输出的第一CAN总线，且第一CAN总线通过电压信号输出线连接至第一继电器组的控制端。

A system to enhance the sudden load capacity of gas generator

【技术实现步骤摘要】
一种增强燃气发电机组突变负载能力的系统
本技术涉及燃气发电机组
，具体涉及一种增强燃气发电机组突变负载能力的系统。
技术介绍
燃气发电机是一种以液化气、天然气等可燃气体为燃烧物，代替汽油、柴油作为发动机动力的新能源发电机。现有燃气发电机组由于受燃料性质所限，燃气发电机组的突然加载能力和突然卸载能力普遍保持在10％～20％的较低范围内，无法承受突加较大负载的能力和突卸较大负载的能力，所以往往选用比用电负载大3～5倍功率的机组。由此一方面增大了整台燃气发电机组的体积，另一方面也提高了燃气发电机组的成本。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提出一种增强燃气发电机组突变负载能力的系统，旨在提高燃气发电机组对于负载突然变化的承受能力，并降低燃气发电机组的体积和成本。具体的技术方案如下：一种增强燃气发电机组突变负载能力的系统，包括作为燃气发动机的原动机、用于控制所述原动机的原动机控制器、依次连接所述原动机的异步电动机和发电机，所述异步电动机的转子和所述发电机的转子均与所述原动机的输出轴同轴连接，所述燃气发电机组上还分别设置有用于检测原动机的输出轴扭矩和输出轴转速的扭矩传感器和测速传感器，所述扭矩传感器和测速传感器分别连接所述原动机控制器，所述发电机的三相输出线路上连接有UPS不间断电源，所述UPS不间断电源的三相输出端对应连接交流调压装置的三相输入端，所述交流调压装置的三相输出端对应连接至所述异步电动机的三相接入端，且在所述交流调压装置的三相输出端与所述异步电动机的三相接入端之间设置有一组由第一继电器组控制的继电器触点，所述原动机控制器与所述交流调压装置之间连接有控制所述交流调压装置输出的第一CAN总线，且所述第一CAN总线通过电压信号输出线连接至所述第一继电器组的控制端；其中，所述第一继电器组的继电器数量为三个。上述技术方案中，由原动机控制器通过扭矩传感器和测速传感器来分别检测原动机的输出轴扭矩和输出轴转速，当燃气发电机组处于突然加载状态，原动机的输出轴扭矩增大、转速下降，于是原动机控制器发出控制信号，并通过UPS不间断电源和交流调压装置为异步电动机供电，异步电动机产生一个和原动机同向的扭矩，使得原动机的输出轴转速增大；当燃气发电机组达到稳定加载状态时，原动机的输出轴扭矩和转速恢复正常，则由原动机控制器发出控制信号，并断开交流调压装置与异步电动机之间的连接，从而停止向异步电动机供电供电。作为本技术的进一步改进，所述发电机的三相输出线路上连接有直流调压装置，所述直流调压装置上分别设置有直流正极端子、直流负极端子和两个控制信号电压输出端子，所述异步电动机的三相接入端中的其中两个相线接入端分别连接所述的直流正极端子和直流负极端子，且所述两个相线接入端与所述直流正极端子和直流负极端子之间设置有一组由第二继电器组控制的继电器触点，所述的两个控制信号电压输出端子连接至所述第二继电器组的控制端；其中，所述第二继电器组的继电器数量为两个。当燃气发电机组处于突然卸载状态，原动机的输出轴扭矩下降、转速增大，于是原动机控制器发出控制信号，并通过直流调压装置输出直流电压，该直流电压加载到异步电动机的三相接入端中的其中两个相线接入端，给异步电动机的定子绕组一个直流励磁电压，从而实现能耗制动，并使得原动机的输出轴转速降低；当燃气发电机组达到稳定加载状态时，原动机的输出轴扭矩和转速恢复正常，则由原动机控制器发出控制信号，断开直流调压装置与异步电动机之间的连接，从而停止对异步电动机的能耗制动。作为本技术中交流调压装置的一种优选方案，所述交流调压装置包括用于通过相线电流的三对分别反向并联的晶闸管，且所述反向并联的晶闸管的一端为所述直流调压装置的输入端，另一端为所述直流调压装置的输出端。上述交流调压装置采用反向并联的晶闸管，能够使得每一对反向并联的晶闸管在CAN总线信号的触发下实现交流电的双向导通。另外，本技术在所述交流调压装置的三相输出端与所述异步电动机的三相接入端之间设置有一组由第一继电器组控制的继电器触点，并利用CAN总线信号对第一继电器组进行控制，从而起到了切断或接通UPS不间断电源的作用。作为本技术中直流调压装置的一种优选方案，所述直流调压装置包括按照从输入到输出的顺序依次连接的降压模块、整流滤波模块和线性稳压模块。作为进一步的改进，本技术的一种增强燃气发电机组突变负载能力的系统还包括用于将所述异步电动机转换为异步发电机的异步发电机控制装置，所述异步发电机控制装置包括连接在所述异步电动机的三相接入端上且按照三角形接法或星形接法连接的三组电容器，且在所述三相接入端与所述三组电容器之间设置有一组由第三继电器组控制的继电器触点；其中，所述第三继电器组的继电器数量为三个。上述通过设置异步发电机控制装置，使得异步电动机可以作为异步发电机使用，从而实现了在主发电机故障的情况下能够为核心设备提供电源。优选的，本技术中的所述异步电动机为异步水冷电动机。上述将异步电动机优选为异步水冷电动机，其过载能力和散热能力更好，有利于燃气发电机组更加适应其频繁突然加载和卸载而导致的发热量较大的恶劣工况。优选的，本技术中的所述继电器为固态继电器。一种增强燃气发电机组突变负载能力的系统的控制方法，包括如下方法：(1)在燃气发电机组中设置异步电动机，且所述异步电动机的转子与燃气发电机组中发电机的转子、原动机的输出轴同轴连接；(2)在燃气发电机组中分别设置用于检测原动机的输出轴扭矩和转速的扭矩传感器和测速传感器；(3)设置连接发电机的三相输出线路的UPS不间断电源和连接所述UPS不间断电源的交流调压装置；(4)设定发动机允许的最大扭矩增加率为X％，设定发动机允许的最大卸载的扭矩变化为M％；(5)建立设别燃气发电机组负载状态的如下判断公式：β＝(Tn+1－Tn)÷Tn×100％；其中，β为发动机的扭矩变化百分比，Tn+1和Tn分别为机组运行从启动到停止的时间间隔内其后一个时间端点的发动机输出轴扭矩与前一个时间端点的发动机输出轴扭矩；(6)按照下列方法判断燃气发电机组负载状态：当β值大于X％时，则机组处于突然加载状态；当β值小于M％时，则机组处于突然卸载状态；当β值在M％～X％之间时，则机组处于空载或稳定加载状态；(7)当燃气发电机组处于突然加载状态，使得原动机的输出轴转速降低，则通过UPS不间断电源和交流调压装置为异步电动机供电，异步电动机产生一个和原动机同向的扭矩，使得原动机的输出轴转速增加；当燃气发电机组达到稳定加载状态时，断开交流调压装置与异步电动机之间的连接从而停止向异步电动机供电供电。作为进一步改进，本技术的一种增强燃气发电机组突变负载能力的系统的控制方法还包括如下方法：(1)设置连接发电机的三相输出线路的直流调压装置；(2)当燃气发电机组处于突然卸载状态，使得原动机的输出轴转速增加，则通过直流调压装置输出直流电压加载到异步电动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强燃气发电机组突变负载能力的系统，其特征在于，包括作为燃气发动机的原动机、用于控制所述原动机的原动机控制器、依次连接所述原动机的异步电动机和发电机，所述异步电动机的转子和所述发电机的转子均与所述原动机的输出轴同轴连接，所述燃气发电机组上还分别设置有用于检测原动机的输出轴扭矩和输出轴转速的扭矩传感器和测速传感器，所述扭矩传感器和测速传感器分别连接所述原动机控制器，所述发电机的三相输出线路上连接有UPS不间断电源，所述UPS不间断电源的三相输出端对应连接交流调压装置的三相输入端，所述交流调压装置的三相输出端对应连接至所述异步电动机的三相接入端，且在所述交流调压装置的三相输出端与所述异步电动机的三相接入端之间设置有一组由第一继电器组控制的继电器触点，所述原动机控制器与所述交流调压装置之间连接有控制所述交流调压装置输出的第一CAN总线，且所述第一CAN总线通过电压信号输出线连接至所述第一继电器组的控制端；其中，所述第一继电器组的继电器数量为三个。/n

【技术特征摘要】
1.一种增强燃气发电机组突变负载能力的系统，其特征在于，包括作为燃气发动机的原动机、用于控制所述原动机的原动机控制器、依次连接所述原动机的异步电动机和发电机，所述异步电动机的转子和所述发电机的转子均与所述原动机的输出轴同轴连接，所述燃气发电机组上还分别设置有用于检测原动机的输出轴扭矩和输出轴转速的扭矩传感器和测速传感器，所述扭矩传感器和测速传感器分别连接所述原动机控制器，所述发电机的三相输出线路上连接有UPS不间断电源，所述UPS不间断电源的三相输出端对应连接交流调压装置的三相输入端，所述交流调压装置的三相输出端对应连接至所述异步电动机的三相接入端，且在所述交流调压装置的三相输出端与所述异步电动机的三相接入端之间设置有一组由第一继电器组控制的继电器触点，所述原动机控制器与所述交流调压装置之间连接有控制所述交流调压装置输出的第一CAN总线，且所述第一CAN总线通过电压信号输出线连接至所述第一继电器组的控制端；其中，所述第一继电器组的继电器数量为三个。


2.根据权利要求1所述的一种增强燃气发电机组突变负载能力的系统，其特征在于，所述发电机的三相输出线路上连接有直流调压装置，所述直流调压装置上分别设置有直流正极端子、直流负极端子和两个控制信号电压输出端子，所述异步电动机的三相接入端中的其中两个相线接入端分别连接所述的直流正极端子和直流负极端子，且所述两个相线接入端与所述直流正极端子和直流负极端子之间设置有一...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄翔，李万钊，杨志勇，张培，郭鹏，蔡博，沈锐，张旺林，顾敬虎，盛建兴，戴峭峰，
申请(专利权)人：无锡法尔胜悦能动力有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32