[发明专利]热声发电机组的并网系统及方法

说明书

本发明实施例提供一种热声发电机组的并网系统及方法，并网系统包括：锁相装置、信号放大器、热声发电机组和接入开关，锁相装置的一个输入端与电网相连，锁相装置的输出端与信号放大器的输入端连接，信号放大器的输出端与热声发电机组的输入端连接，热声发电机组的输出端接入电网，且热声发电机组的输出端与电网之间设有接入开关，锁相装置的另一个输入端接入到热声发电机组的输出端与接入开关之间。本发明通过锁相装置和信号放大器来控制热声发电机组的输出，使之与电网电压幅值、相位以及频率相匹配，从而使热声发电机组的输出电力直接并入公用电网，避免了逆变的过程，减少了电能的损失，解决了并网困难的问题，促进了热声发电技术的发展。

技术领域

本发明实施例涉及热声发电技术领域，尤其涉及热声发电机组的并网系统及方法。

背景技术

热声发动机是指通过热声效应由热产生机械动力的装置，其中热声效应是由热在弹性介质(常为高压惰性气体)中引起声学自激振荡的物理现象。热声发动机将低品位热能转换为声压力波形式机械能，然后由直线振荡电机(作为声电转换装置)发电转换为电能，就组成了热声发电机。在压缩机发电机之间顺次串联多组热声发动机，便构成了热声发电机组。热声发电机组可以实现对不同品味热能的梯级利用，获得更高的热电转换效率，最大限度提高系统工作效率。热声发电技术是一种新型的发电技术，可以利用废热、太阳能、工业余热等进行发电，因此具有广泛的应用前景。

理想情况下，热声发电机组投入并网运行时需满足：1)热声发电机组电压的有效值与电网电压的有效值相等；2)热声发电机组的输出电压与电网电压的频率一致且相位相同；3)热声发电机组的相序与电网的一致。

但是，1)和2)所描述的电压条件、频率条件和相位条件在热声发电机组实际并网过程中却是较难实现的。目前，由热声发动机以及自由活塞斯特林发动机所组成的热声发电机组，其所提供的电压频率和相位是无法进行主动控制调节的。电压的频率和相位是热量在弹性介质(常为高压惰性气体)中引起声学自激振荡的结果，因此是不能人为进行调控的，因此需要经过逆变的过程。而逆变过程则会导致电能的损失，增加了发电的成本，制约了热声发电技术的进一步发展。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种热声发电机组的并网系统和方法，用以解决现有技术中需要经过逆变致使电能损失的缺陷，实现热声发电机组无需逆变便可并网。

本发明实施例提供一种热声发电机组的并网系统，包括：锁相装置、信号放大器、热声发电机组和接入开关，所述锁相装置的一个输入端与电网相连，所述锁相装置的输出端与所述信号放大器的输入端连接，所述信号放大器的输出端与所述热声发电机组的输入端连接，所述热声发电机组的输出端接入所述电网，且所述热声发电机组的输出端与所述电网之间设有所述接入开关，所述锁相装置的另一个输入端接入到所述热声发电机组的输出端与所述接入开关之间，以使所述锁相装置获得所述热声发电机组的输出信号。

本发明实施例提供的利用上述并网系统并网的方法，包括：

在所述热声发电机组接入所述电网前，所述锁相装置比较所述电网的电压与所述热声发电机组的输出电压，并调节自身的输出电压，以使所述热声发电机组的输出电压，直至与所述电网的电压达到同相位、同频率和同电压；

闭合所述接入开关，以使所述热声发电机组接入所述电网；

在所述热声发电机组接入所述电网后，所述信号放大器提高信号放大倍数，以使所述热声发电机组至额定输出功率。

本发明实施例提供的热声发电机组的并网系统和方法，通过锁相装置和信号放大器来控制热声发电机组的输出电压幅值、相位和频率，使之与电网电压幅值、相位以及频率相匹配，从而使热声发电机组的输出电力直接并入公用电网，避免了逆变的发生，减少了电能的损失，解决了并网困难的问题，降低了热声发电的成本，促进了热声发电技术的发展。

附图说明