[发明专利]一种分阶段启动控制的膨胀发电机系统及方法

说明书

本发明公开了一种分阶段启动控制的膨胀发电机系统及方法，包括高压储气罐、进气电动主气门、调节阀一、调节阀二、喷气射流装置、四级膨胀机和发电机，高压储气罐的出口管道上依次安装有进气电动主气门、调节阀一、喷气射流装置和调节阀二；调节阀二连接到四级膨胀机，发电机与膨胀机通过传动轴相连，四级膨胀机的出口管道分为支路一和支路二，支路一管道连接到喷气射流装置的吸气口，支路一管道上安装有电动阀门一，支路二管道连接到大气中，支路二管道上安装有电动阀门二。本发明实现膨胀发电机发电启动时的参数要求与压缩空气储能系统参数特性的解耦，提高启动控制精度和有利于启动中的机组膨胀。

技术领域

本发明属于膨胀发电机控制设备技术领域，具体涉及一种分阶段启动控制的膨胀发电机系统及方法。

背景技术

压缩空气储能是在电网电量过剩时，启动压缩空气储能过程，消耗电能驱动压缩机运行，空气经多级压缩后进入压缩空气储气罐；电网电量紧缺时，启动膨胀机发电过程：储气罐内的高压空气进入膨胀机进行多级膨胀，驱动膨胀机旋转，驱动发电机发电。

膨胀发电机启动发电分为两个过程，首先是启动冲转过程，膨胀发电机从静止状态达到额定转速后，进入带负荷发电过程，需要进气参数由较低慢慢提升，提高启动控制精度和有利于启动中机组的膨胀。而在压缩空气储能发电运行中储气罐压力是一个逐渐降低过程，启动前储气罐压力为最大，与膨胀发电机发电启动时的参数要求相矛盾。因此需要一种技术，实现膨胀发电机发电启动时的要求与压缩空气储能系统压力特性的解耦，实现膨胀发电机的分阶段启动控制。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种分阶段启动控制的膨胀发电机系统及方法，以解决上述现有技术中存在的技术问题。

本发明采取的技术方案为：一种分阶段启动控制的膨胀发电机系统，包括高压储气罐、进气电动主气门、调节阀一、调节阀二、喷气射流装置、四级膨胀机和发电机，高压储气罐的出口管道上依次安装有进气电动主气门、调节阀一、喷气射流装置和调节阀二；调节阀二连接到四级膨胀机，发电机与膨胀机通过传动轴相连，四级膨胀机的出口管道分为支路一和支路二，支路一管道连接到喷气射流装置的吸气口，支路一管道上安装有电动阀门一，支路二管道连接到大气中，支路二管道上安装有电动阀门二。

优选的，上述喷气射流装置包括工作喷嘴、混合室、喉管、扩压管和稳压管，工作喷嘴安装在混合室左端，混合室右端设置有喉管和下端设置有与支路一连通的吸气口，喉管右端设置有左小右大的扩压管，扩压管右端连接有直筒的稳压管。

优选的，上述喷气射流装置吸气口处设置有80-200目的金属过滤网。

优选的，上述喷气射流装置吸气口处设置有入口扑板式逆止阀。

一种分阶段启动控制的膨胀发电机系统的控制方法，该方法为：该方法为：机组启动时，全开进气电动主气门，调节阀一设为自动控制，其控制目标为射流装置后的空气压力，按以下阶段进行控制，Pd为膨胀发电机带额定负荷时的额定压力：

1）冲转阶段，设置喷气射流装置后压力为30%Pd；

2）并网带60%负荷阶段，设置喷气射流装置后压力为80%Pd；

3）60%负荷至100%负荷阶段，设置喷气射流装置后压力为100%Pd；

4）正常运行参与电网调峰调频运行阶段，设置喷气射流装置后压力为110%Pd；

5）冲转阶段由调节阀二控制机组转速，并网带负荷后由调节阀二控制机组输出功率。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明将进入膨胀发电机内的压缩空气由高压力小流量变换为低压力大流量，并对冲转和带负荷过程实施不同的控制策略和参数，实现膨胀发电机发电启动时的参数要求与压缩空气储能系统参数特性的解耦，提高启动控制精度和有利于启动中的机组膨胀。

附图说明