[发明专利]一种用于ORC发电机组性能考核的电气系统及应用方法

说明书

技术领域

本发明属于有机工质发电技术领域，具体涉及一种用于ORC发电机组性能考核的电气系统及应用方法。

背景技术

有机朗肯循环发电系统是利用外部热源通过蒸发器换热将液态有机工质加热为过热气体，推动下游涡轮冲转，并带动发电机发电的系统；做功后的有机工质气体再由外部冷源通过冷凝器冷却为液体，然后通过泵加压后再进入蒸发器的循环过程。由于有机工质的沸点低，效率高，因此有机朗肯循环发电技术能够高效回收低温余热废热，并能够与其他发电方式串联起来形成能源的高效梯级利用。

有机朗肯循环发电系统在出厂前需要通过试验考核机组在不同转速、不同功率等条件下的性能、稳定性和可靠性。通常是通过并网运行来测试ORC机组的性能。然而当需要考核机组在低转速、高转速、小负荷、满负荷和并网多种工况下的性能时，因此需要建立一种适合的多级负载系统，并且可以通过自动化控制系统来实现机组的考核试验。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种能够实现孤网和并网等多种工况下性能测试的用于ORC发电机组性能考核的多级负载系统。

本发明的具体技术方案是：

本发明提供了一种用于ORC发电机组性能考核的电气系统，其特征在于：发电机、外部电网、第一断路器、第二断路器、准同期装置、第三断路器以及多个负载装置；

发电机的输入端与ORC机组涡轮连接；发电机通过第一断路器、第二断路器与外部电网连接；准同期装置一端与发电机输出端连接，另一端与外部电网连接；

第一断路器和第二断路器之间的节点通过第三断路器与多个负载装置并联；每个负载装置与第三断路器之间均设置有第四断路器。

具体来说，上述多个负载装置包括电热单元、电缆、接线盒、压力容器以及支持远控、监测和保护的电控柜。

上述系统还包括计算机；计算机控制准同期装置的启动、第二断路器、第三断路器、第四断路器闭合或者断开；准同期装置自动控制第一断路器的闭合与断开。

一种用于ORC发电机组性能考核的电气系统及应用方法，包括以下步骤：

A)空载模拟并网；

计算机首先控制第二断路器断开，第三断路器断开，并启动准同期装置，开始检测发电机和外部电网的电能质量参数，获取并网同期点后准同期装置自动控制第一断路器闭合，实现发电机的模拟并网；

B)并网应用；

计算机首先控制第二断路器闭合，第三断路器断开，并启动准同期装置，开始检测发电机和外部电网的电能质量参数，获取并网同期点后准同期装置自动控制第一断路器闭合，实现发电机和外部电网的并联运行；

C)孤网应用；

计算机首先控制第二断路器断开，第三断路器闭合，并启动准同期装置，开始检测发电机和外部电网的电能质量参数，获取并网同期点后准同期装置自动控制第一断路器闭合，计算机依据ORC机组所需的转速、功率要求依次闭合多个第四断路器，进行多级负载组合，实现ORC机组的多工况运行。

本发明的优点在于：

本发明通过在用于ORC发电机组上设置了考核系统，实现了在一套系统上执行孤网多负载和并网等多种工况下性能测试，大大提高了工作效率，减少了测试成本。

附图说明

图1为本发明的结构图。

具体实施方式

本发明提供了一种用于ORC发电机组性能考核的电气系统及应用方法，其基本原理是：

有机朗肯循环发电机组的发电机出线经过第一断路器、第二断路器以及第三断路器后，并联接入电网和多级负载。通过计算机启动准同期装置和负载，准同期装置检测到同期点时触发发电机侧断路器和负载侧断路器闭合，电网侧断路器保持断开状态，同时实现有机郎肯循环发电机组的模拟并网和负载接入。计算机发出控制信号到多级电加热器的电控柜，通过控制负载分接断路器来实现多种组合的负载接入系统，从而实现有机朗肯循环发电机组在不同的功率、转速、额定工况和波动工况下的性能考核。

如图1所示，本发明的具体结构是：

该系统包括发电机、外部电网、第一断路器、第二断路器、准同期装置、第三断路器以及多个负载装置；

发电机的输入端与ORC机组的涡轮连接；发电机通过第一断路器、第二断路器与外部电网连接；准同期装置一端与发电机输出端连接，另一端与外部电网连接；

第一断路器和第二断路器之间的节点通过第三断路器与多个负载装置并联；每个负载装置与第三断路器之间均设置有第四断路器。