[发明专利]一种火电机组一次调频装置

权利要求书

1.一种火电机组一次调频装置，其特征在于该装置包括以下设备，发电机组(1)，汽轮机(2)，燃煤锅炉(3)，一次调频控制装置(5)和分散控制装置(6)，所述发电机组(1)的一端和汽轮机(2)相连，汽轮机(2)和燃煤锅炉(3)相连，所述发电机组(1)的另一端通过电压互感器(4)与一次调频控制装置(5)相连，该一次调频控制装置(5)与分散控制装置(6)的一端相连，该分散控制装置(6)的另一端分别与汽轮机(2)和燃煤锅炉(3)相连；

所述一次调频控制装置(5)采用嵌入式结构平台，该装置包括频率采集装置(5-1)和一次调频动态调整控制装置(5-2)，所述频率采集装置(5-1)采用16位高精度A/D转换器，该频率采集装置(5-1)采用自制的传感器使得一次调频控制装置(5)的采集精度能够达到±0.001Hz，处理周期为20ms。

2.如权利要求1所述的一种火电机组一次调频装置，其特征在于所述一次调频动态调整控制装置(5-2)采用双核CPU，其中包含一个32位ARM处理器和32位浮点数字信号处理器。

3.如权利要求1所述的一种火电机组一次调频装置，其特征在于所述自制的传感器的制备方法包括以下步骤：

步骤一、传感器基体材料的制备

首先将无机填料加入至γ-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，并进行超声分散15-45min得到分散液，之后将高分子纤维置于无机填料分散液中在温度30-40℃下超声分散处理15-20min，之后升温至50-60℃下超声分散处理15-25min，既得到具有导电功能的高分子纤维/无机填料复合材料，其中无机填料占高分子纤维的质量的20-25％，将该复合材料置于模具中，采用聚乙烯醇进行浇筑，之后置于室温下干燥24-48h，既得到传感器基体材料，所述无机填料、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和乙醇的质量为1-2:0.01-0.1:10-40；所述复合材料与聚乙烯醇的质量比为1-3:4-10；

步骤二，石墨烯纳米复合材料的制备

首先，在器皿中将石墨烯加入至乙二醇中制得混合物，超声分散15-45min，所述石墨烯与乙二醇的质量比为1-5:10-30；然后在器皿的混合物中加入FeCl₃和可溶性二价金属盐，并在在氮气的保护下于150-170℃搅拌的情况下加入第一混合液中，所述搅拌的速率为80-200转/min，搅拌的时间15-45min，搅拌完毕后快速的加入NaOH碱溶液，控制溶液中的pH范围在9-10，并于150-170℃的条件下反应2-4h，之后将产物进行离心分离后将产物采用离子水洗涤至中性，并干燥既得到石墨烯纳米复合材料，所述石墨烯、FeCl₃、可溶性二价金属盐和第一混合液的质量比为1.5-3:1:3:10-40；

步骤三，SiO₂/Mn-TiO₂的制备

在50-60℃的水浴条件下，向氢氟酸溶液中加入正硅酸乙酯，形成透明的溶液，之后搅拌中加入硫酸锰和钛酸四丁酯的混合液，搅拌的时间为15-60min，在180～210℃下反应12～16小时，冷却至室温后，用去离子水和无水乙醇离心洗涤至中性后于50℃下真空干燥；将干燥后的固体研磨成粉末；然后，将研磨的粉末放入马弗炉中，升温速度为1～3℃/min，在500-550℃下煅烧2-4h；最后，将煅烧后的粉末冷却至室温，即制得SiO₂/Mn-TiO₂；

步骤四，传感器的制备

将步骤三所制得的SiO₂/Mn-TiO₂加入十二烷基磺酸钠后与步骤二所制得的石墨烯纳米复合材料置于聚乙烯醇中，并加入去离子水进行磁力搅拌30-70min，制得溶胶，并将该溶胶放置于均胶机中，采用旋涂法涂覆于步骤一所制得的传感器基体材料上，涂覆完毕后讲该部件置于烘干箱中在50℃下干燥得到传感器。

4.如权利要求3所述的一种火电机组一次调频装置，其特征在于步骤一中所述无机填料由碳纳米管和炭黑组成，所述碳纳米管和炭黑的质量比1-2:1.5；所述高分子纤维由聚丙烯腈电纺纤维和聚苯乙烯电纺纤维组成，所述聚丙烯腈电纺纤维和聚苯乙烯电纺纤维的质量比为1:1.2，所述聚丙烯腈电纺纤维的平均直径为800-1200nm，所述聚苯乙烯电纺纤维的平均直径为1000-1600nm。