[实用新型]具有余热发电功能的集约型直流融冰装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电气工程，具体涉及一种具有余热发电功能的集约型直流融冰装置。

背景技术

直流融冰是电网抗击雨雪冰冻灾害最直接有效的手段，在冬季覆冰期有力保障了大电网的安全稳定运行。但早期的直流融冰装置普遍功能结构单一、仅具有融冰功能并只在冬季线路覆冰时使用，导致装置利用率极低，长期处于闲置状态。集约型直流融冰装置是在直流融冰的基础上兼具了动态无功补偿功能，通常可采用SVG或SVC结构，因此装置可在非覆冰期对电网进行动态无功补偿，极大地提高了装置利用率。但无功补偿部件均由大量可控半导体器件组成，在进行无功补偿时需要频繁开断，长时间运行时会产生巨大的热损耗。该部分热量通常由相应设计的风冷或水冷散热系统排放至外界，以保证装置正常稳定运行。

国内、外少数高校和科研单位对集约型直流融冰装置开展的研究工作大多为装置功能结构设计、参数仿真计算及控制算法优化等，少有关于装置余热回收利用的报导。而现实情况中，以兼具SVG型直流融冰装置为例，容量为100MVA的装置，额定功率下热损耗可达300kW，若按装置额定功率下年平均使用时间为5628小时，则共计产生热量6*10⁹kJ。通过计算可发现，集约型融冰装置在动态无功补偿模式下长期运行所产生的热损耗巨大，若不对该部分热量进行回收利用，则造成很大的能源浪费，对环境造成热污染。因此有必要对集约型直流融冰装置所产生的热损耗进行回收利用。本专利针对兼具SVG型直流融冰装置的特点，结合变电站功能需求，设计了集约型直流融冰装置低温余热发电系统，可有效解决装置长期运行所产生热量无法回收的问题，实现了节能减排，保护了环境，具有重要的社会和经济价值。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对现有技术的上述问题，提供一种装置运行经济性好、降低了装置损耗、避免了能源的浪费、发出的电压会发生动态变化无法满足并网要求、可广泛运用于各类变电站的具有余热发电功能的集约型直流融冰装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种具有余热发电功能的集约型直流融冰装置，包括带有大功率散热系统的集约型直流融冰装置本体，还包括介质热交换装置、膨胀机组、冷凝回收装置、发电机组和并网控制器，所述介质热交换装置包括相互独立的两路热交换通道，一路热交换通道和大功率散热系统的热流体回路接口相连、另一路热交换通道依次和膨胀机组、冷凝回收装置形成热工质封闭循环回路，所述发电机组的控制端和并网控制器相连，所述发电机组的输出端和交流电网相连，所述发电机组包括直流发电机和逆变单元，所述膨胀机组的输出轴和直流发电机相连，所述直流发电机的输出端依次通过逆变单元和交流电网相连。

优选地，所述发电机组还包括储能单元，所述直流发电机的输出端依次通过储能单元、逆变单元和交流电网相连。

优选地，所述热工质为R601a有机工质、R601有机工质、R134a有机工质、R290有机工质、R1270有机工质中的单种物质或者两种以上的混合物。

优选地，所述集约型直流融冰装置本体包括接入35kV交流母线的定阻抗低损耗连接变压器和电容器与电抗器组，所述定阻抗低损耗连接变压器上还连接有运行模式转换装置，所述运行模式转换装置则分别连接有融冰支路和无功补偿及有源滤波支路，所述融冰支路包括低谐波直流融冰电压转换部件和融冰线路切换装置，所述无功补偿及有源滤波支路则包括并联布置的两台静止无功补偿及有源滤波部件，且两台静止无功补偿及有源滤波部件上连接有大功率散热系统。

本实用新型具有余热发电功能的集约型直流融冰装置具有下述优点：

1、本实用新型具有余热发电功能的集约型直流融冰装置可以对集约型直流融冰装置在无功补偿模式下长时间运行产生的巨大热损耗进行回收利用，通过低温余热发电系统发出与系统同频率同相位的交流电，提高了装置的运行经济性，降低了装置损耗，避免了能源的浪费。