[发明专利]一种并网式斯特林发电机组控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及斯特林发电机组的自动化控制领域，特别涉及一种并网式斯特林发电机组的控制方法及系统。

背景技术

斯特林发动机是一种外部供热或燃烧的活塞式发动机，它以气体做工质，按闭式回路热循环的方式进行工作。斯特林发动机最早发明于1816年，比内燃机发明早几十年，但由于受当时材料及制造水平的限制，没有得到进一步发展。20世纪70年代爆发中东石油危机后，人们意识到了能源危机，同时污染环境的严重危害也日益显现。基于斯特林发动机对能源的广泛适应性和优异的环境特性，人们恢复了对斯特林发动机的兴趣，给斯特林带来了新的生命和发展空间。

由于其自身存在着不具备自启动功能和无法空载运行等缺陷，是限制斯特林发动机技术发展的瓶颈之一。目前各国所研究的斯特林发电机组全部采用外加专用启动装置来完成启动，接入调功器来保证其始终不在空载运行状态；用并网控制器、功率控制器等复杂的设备来实现发电机组并网运行；由于控制系统复杂，机组的转速、功率难以控制及超速现象等一系列难题，没有得到大范围的推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种并网式斯特林发电机组的控制方法及系统，充分利用发电机自身的运行特性，不需要专用启动设备和专用并网设备，克服现有发电机组在设计上的先天不足的缺陷。

为达到上述目的，本发明提供的并网式斯特林发电机组控制方法，应用于包括发电机、斯特林发动机、辅助系统、控制装置的斯特林发电机组，其特征在于，包括以下步骤：

启动时，所述发电机接入电网做电动机运行模式，并拖动所述斯特林发动机运行；

启动后，随着所述斯特林发动机输出功率的增加，所述发电机由电动机运行模式转变为发电机运行模式，实现斯特林发电机组的自动并网。

上述并网式斯特林发电机组控制方法，其特征在于，还包括：启动前对所述辅助系统进行自检，当辅助系统正常工作后启动所述发电机接入电网的步骤。

上述并网式斯特林发电机组控制方法，其特征在于，所述斯特林发电机组并网后，所述斯特林发动机的输入功率决定所述发电机的输出功率。

上述并网式斯特林发电机组控制方法，其特征在于，所述发电机为异步电机或具有自启动功能的同步电机。

上述并网式斯特林发电机组控制方法，其特征在于，所述发电机并网运行时的输出电压和频率受所述电网的影响和支配，按照所述电网的频率和电压幅值运行。

上述并网式斯特林发电机组控制方法，其特征在于，所述发电机由电动运行模式转变为发电机运行模式是自动完成的。

上述并网式斯特林发电机组控制方法，其特征在于，所述发电机为异步电机时，通过在所述异步电机的输出端并联电容对所述斯特林发电机组进行励磁控制。

上述并网式斯特林发电机组控制方法，其特征在于，所述发电机为交流发电机或者直流发电机。

本发明进一步的提供了一种并网式斯特林发电机组控制系统，采用上述权并网式斯特林发电机组控制方法，用于对包括发电机、斯特林发动机、辅助系统的斯特林发电机组进行控制，其特征在于，所述控制系统包括：

启动控制模块，用于启动时控制所述发电机接入电网做电动机运行模式，并拖动所述斯特林发动机运行；

并网控制模块，用于启动后，控制所述发电机由电动机运行模式转变为发电机运行模式，实现斯特林发电机组的自动并网。

上述并网式斯特林发电机组控制系统，其特征在于，所述发电机为异步电机或具有自启动功能的同步电机。

上述并网式斯特林发电机组控制系统，其特征在于，所述发电机为异步电机时，所述异步电机的输出端并联一电容，用于对所述斯特林发电机组进行励磁控制。

上述并网式斯特林发电机组控制系统，其特征在于，所述发电机为交流发电机或者直流发电机。

与现有技术相比，采用本发明的控制方法及系统，充分利用发电机的特性，用简单的控制策略，最少的电气单元实现了机组的启动和并网运行，不需要并网专用设备和发动机启动设备，具有控制系统简单、可靠的特点，不用遵守其它发电机组并网时三要素的要求，即电压相等、频率相同、相位角一致的原则，同时克服了斯特林发动机不能自启动和空载运行的缺陷，具有结构简单、体积小、成本低的特点。从而降低设备造价提高了市场竞争力。

本发明以下附图的结合仅为说明性的实施方式，并不为本发明的限制。

附图说明

图1为本发明的并网型斯特林发动机组系统框图；

图2为本发明并网型斯特林发动机组控制方法的流程图；