[实用新型]一种间歇性运转持续性供电的柴油发电机节能系统

说明书

技术领域

本实用新型属于能源应用领域，具体涉及一种间歇性运转持续性供电的发电机组节能系统。

背景技术

发电机组应用广泛，常规发电机组由于必须确保输出标准频率和电压的交流电，机组转速必须恒定(国内发电机组常用转速为1500rpm，频率50Hz)，当负载有功率需求时，无论需求大小机组必须以恒定转速持续运转。发电机组的装机容量必须满足最大负载需求，负载较小时“大马拉小车”，能源效率低，尤其是应用于以变频驱动的起重机等有能量回馈的设备时，每个工作循环均有短时负功率(能量回馈)，即便负功率产生时，发电机组也要持续运转，仍然耗能。

深入分析常规发电机组(此处我们以柴油发动机举例)能效低下的原因如下：

柴油机最佳经济油耗：图1是某型号额定功率100kW柴油机的万有特性曲线图。如图1示的阴影部分，柴油机在1250rpm左右转速下输出70kW左右功率时耗油率最低206g/kWh，称之为“最佳经济油耗”。此柴油机用作发电机组的引擎转速在1500rpm时，最低耗油率为208g/kWh，负载功率需求较低仅为5kW以下时，耗油率高达350g/kWh，是1500rpm转速下最低耗油率的1.68倍、是最佳经济油耗的1.7倍。

柴油机耗油量：柴油机冷却风扇等自耗功率6～8％，用作发电机引擎的柴油机转速恒定在1500rpm，自耗功率与负载大小关系不大。如图2示，假设某负载每小时循环一次，功率需求5kW(运转0.75小时)→75kW(运转0.25小时)循环交变，工作20个小时能量需求共计450kWh；假设用电系统功率因数0.8,柴油机自耗功率6kW，那么柴油机对应的输出功率为12.25kW(运转0.75小时)→100kW(运转0.25小时)，柴油机运转20小时共消耗能量684kWh，其中以12.25kW功率运转15小时消耗能量184kWh、以100kW功率运转5小时消耗能量500kWh。由图1示，柴油机以1500rpm转速运转、功率12.25kW时，耗油率约为325g/kWh；功率100kW时，耗油率为240g/kWh。那么对应上述工况，柴油机耗油量分别为60kg和120kg，共计耗油180kg。

柴油机理想油耗量：假设控制柴油机始终在理想油耗——最佳经济耗油率(206g/kWh)工作，即转速1250rpm、功率70kW，在用电系统功率因数0.8及柴油机自耗功率6kW不变的条件下，输出负载需求的450kWh有效能量时，柴油机自耗能量共计615kWh(450×0.8÷64)，总计耗油量为126.7kg(615×206÷1000)；柴油机仅需要时间3.79小时(615÷70)。与常规柴油发电机组实际油耗相比，节油30％。

然而常规柴油发电机组无能量存储装置，负载有能量需求时，发电机组必须不间断工作，机组输出的能量必须实时消耗掉，即发电机组的输出功率必须根据负载大小实时调整匹配，柴油机无法实现始终在最佳经济油耗区运转，无法达到理想能效。负载的不均匀性严重影响柴油发电机组的能源效率，部分负载如起重机等，柴油发电机组必须按最大功率匹配，额定功率与负载平均功率相比大三倍以上，与最小候机功率相比大八倍以上甚至达到十几倍，能源效率十分低下。

发明内容

为克服上述缺陷，本实用新型的目的即在于提供一种以最佳经济能耗运行、能效较高的间歇性运转持续性供电的发电机组节能系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型的一种间歇性运转持续性供电的发电机组节能系统，包括：发电机组、系统控制器、AC/DC整流器、DC/AC逆变器、变压器、电池组、双向DC/DC变换器，所述发电机组包括有发动机及与发动机连接的发电机，所发电机组与AC/DC整流器连接后通过直流母线分为两路，一路依次与DC/AC逆变器、变压器连接，另一路依次与双向DC/DC变换器、电池组连接，所述系统控制器对电池组、双向DC/DC变换器及发电机组进行信号控制，所述变压器连接负载，所述电池组的充放电功率大于或等于负载功率。

进一步，所述变压器输出50Hz交流电。