[发明专利]一种太阳能斯特林发电机组控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种太阳能斯特林发电机组控制系统及方法，本发明系统包括检测单元、判断单元和控制单元，检测单元用于检测阳光强度，机组工质压力、管壁温度、水温和转速，并将检测结果发送至判断单元，判断单元根据系统设定值判定检测单元检测值处在的范围，再将判断结果发送至控制单元，控制单元完成太阳能斯特林发电机组工作过程控制。本发明方法：将机组工作过程分为联锁检查、聚光升温、拖动、爬坡、运行和停车等阶段组成。本发明提供的控制方法和系统，能够有效降低机组起动时作用冲击力对机组各部件的损坏，同时根据阳光强度情况调节机组工质压力，进而控制机组管壁温度工作在最高安全范围内，同时保证机组高效安全运行。

技术领域

本发明涉及斯特林发动机技术领域，尤指一种太阳能斯特林发电机组发电系统的控制系统及方法。

背景技术

目前，中国的能源消费以传统的化石能源为主，导致了环境污染问题越来越严重；太阳能是一种可再生能源，无污染，因此获得了越来越多的应用。斯特林发动机是一种外燃式封闭循环往复活塞式热力发动机。与内燃机相比，斯特林发动机具有燃料适应范围广、噪音低、维护保养费用低、输出功率稳定等特点。碟式斯特林发电机组是一种通过聚焦太阳光产生高温进而推动斯特林发动机发电的技术，是聚焦太阳光发电(Concentrating SolarPower，CSP)技术中的一种。由于该技术具有聚光能力强，原动机的热效率高等特点。在CSP几项技术中，碟式斯特林发电机组热电转换效率最高，其热电转换效率可达到30％以上。同时，碟式斯特林发电机组技术还具有单机功率适中，几乎不消耗水资源等特点，有利于推广应用。

碟式斯特林发电机组起动时，机组内预先设定一定压力的工质，以保护斯特林发动机的零部件以免过快受热而损坏。由于是带有一定压力的工质起动，如果直接快速进行起动，使机组的转速从零快速变化到额定转速，将使机组的相关部件受到的冲击增大很多，如斯特林发动机的传动部件的作用力冲击以及发电机的电磁力冲击和热应力冲击，几乎每一次起动时均可能会对相关部件造成损伤，使相关部件的使用寿命和可靠性下降，使碟式斯特林发电机组的故障率上升。

碟式斯特林发电机组运行时，由于太阳光的强度是不可控的，是变化的，因此，聚焦在斯特林发动机加热器管壁的温度也是变化的，如果斯特林发动机加热器管壁的温度过高，如果加热器管壁温度超过加热器材料能承受的最高温度范围，则会使加热器过热而损坏，如果加热器管壁温度在较低温度运行，则太阳能斯特林发电机组的效率较低，经济性较差。

为此本领域的技术人员需要一种设计合理、成本低、结构简单和实用性强的发电控制系统及控制方法，降低对碟式斯特林发电机组起动时对相关部件如传动部件的冲击作用力以及发电机的电磁力冲击和热应力冲击，降低对相关部件造成损伤的机率，从而提高相关部件的使用寿命和可靠性，降低碟式斯特林发电机组的故障率；在机组运行时，需要把碟式斯特林发电机组加热器管壁温度控制在加热器材料容许的最高安全范围内，使机组安全高效运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能使用于碟式斯特林发电机组控制系统及控制方法，在碟式斯特林发电机组起动时可以降低对相关部件如传动部件的冲击作用力以及发电机的电磁力冲击和热应力冲击，进而降低对相关部件造成损伤的机率，从而提高相关部件的使用寿命和可靠性，降低碟式斯特林发电机组的故障率；采用本发明方法还可使机组在运行时，可以有效地把碟式斯特林发电机组加热器管壁温度控制在加热器材料容许的最高安全范围内，使机组安全高效运行，经济效益较高。

为解决上述问题，本发明提供一种太阳能斯特林发电机组控制系统，该系统包括：控制系统包括检测单元、判断单元和控制单元。