新能源转换与控制技术惠晶方光辉第6章节天然气燃气发电与控制技术(3975KB).pptVIP

* * * * 6.7.2 燃气机组的经济技术可行性评价 燃气发电机组是新一代分布式电源的代表，它具有如下先进技术特征： 运动部件少、结构简单紧凑、重量轻（是传统燃机的1/4）； 可用多种燃料、燃料消耗率低、排放低，尤其是使用天然气； 低振动、低噪音、寿命长、运行成本低； 设计简单、备用件少、生产成本低； 通过调节转速，即使不是满负荷运转，效率也非常高； 可远程监控和故障诊断； 即可独立又可多台分布集成扩容等。 MS6001B燃气轮发电机组 * * 4/16/2008 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 2、回热系统 在回热系统中，透平（动力涡轮机）产生的烟气温度很高，通常被排入大气中或再加以回收利用（如利用余热锅炉进行联合循环）。 微型燃机的余热可用于船舶、汽车动力，制冷、采暖，以及生产净水。通过能源的梯级利用，燃料通过热电联产装置发电后，变为低品位的热能用于采暖、生活供热等用途的供热，这一热量也可驱动吸收式制冷机，用于夏季的空调，从而形成热电冷三联供系统。 为了协调热、电和冷三种动态负荷，实现最佳的整体系统经济性，系统往往需要设置压缩式制冷机和锅炉，甚至蓄能装置等。 6.5 燃气发电机组的电能变换与控制 各类电力电子变换电源的构成都离不开有源器件（电力电子器件、微电子器件）和无源器件（电容、电阻、电感和变压器），无源器件中的电感、变压器和电容器约占整机电源重量或体积的50%以上。 发展趋势： ——微燃机发电机组的中频化（1000Hz以上）、中压化（1000V以上） 提高发电机转子转速和输出电压的幅值； 降低输出电流、导线直径和发热。 6.5.1 微燃机控制与电源变换系统 图6-4 微型燃机控制与电力变换系统总体结构 在开机启动阶段工作原理图 启动 电动状态 向逆变器提供直流电 工作阶段流程图 1、电源变换与控制系统的构成与功能 100kW三相AC/DC主变换器（整流器）：将三相500～1200Hz、400～900V变化的交流电压经整流变为540V直流电压。 100kW 三相DC/AC 主变换器（逆变器）：将540V直流电压逆变为三相50Hz/400V恒频、恒压的工频交流电压。 3kW 三相DC/AC 变换器（逆变器）：将540V的直流电压逆变为三相0～50Hz/400V交流变频电源，驱动燃机增压器电动机，控制燃料增压器电动机作变频调速运行，燃机启动阶段由蓄电池供电。　 DC/DC双向（可逆）变换器：为蓄电池充电或放电提供双向变换通道，并根据蓄电池的充电特性限制充放电电流。 100kW三相隔离变压器：具有滤波和隔离作用，同时减缓操作冲击；利用变压器原副边绕组的感性特征，还可对输出电流低通滤波，使其变为平滑的正弦波形；变压器副侧绕组通常Y接、带中心抽头，以便构成三相四线的供电制式。 2、电源变换与控制系统的技术指标 三相AC/DC主变换器：必须选用快速晶闸管；并且触发电路的同步信号必须快速跟踪发电机的电压频率，因此触发电路应具有频率锁相功能。 三相DC/AC 主变换器： 启动时为发电机提供宽范围的变频电源，驱动发电机作电动运行，频率变化在0～500Hz范围内变化，使发电机实现平稳的软启动； 启动结束后，为负载提供50Hz/400V的三相四线制恒频恒压电源； 它的工作频率变化范围大，对控制电路PWM调制的动态特性要求高、控制较复杂。 系统采用微机协调控制和故障诊断：预测可能发生的故障，及时显示、报警，提高系统的可靠性。 主要技术经济指标：额定功率为100kW；输出的交流电压有效值为400V/三相四线制；稳态输出电压调整率≤±1％；瞬态输出电压调整率－15%～+20%；启动时电压稳定时间≤1.5s；电压波动率≤0.8%；线电压正弦波形总畸变率≤3%；输出额定频率50Hz；稳态输出频率调整率≤3％；瞬态输出频率调整率≤±7％；启动时频率稳定时间≤5s；频率波动率≤1.0％。 3、典型单元电路组成及工作原理 图6-5 100kW三相AC/DC变换器 图6-6 100kW三相DC/AC变换器 图6-7 3kW三相DC/AC变换器 图6-8 蓄电池充放电DC/DC可逆变换器 蓄电池　在启动过程中，蓄电池为燃机的启动提供驱动电源，为压缩机提供所需动力电源；在正常工作状态下、当负载突变时，蓄电池为输出逆变器提供稳定的电压，起到电力缓冲器的作用。 铅酸蓄电池 镍镉蓄电池 6.5.2 微燃发电机组电网供电及控制 1、电网供电 电网主接线 发电机组电气控制屏 2、其他控制 热工自动化：控制范围为单循环燃气轮机发电机组、天然气增压站消防水系统、天然气预处理等辅助工艺的