[发明专利]一种集综合能源利用实现的快速响应电厂保安系统

说明书

本发明公开了一种集综合能源利用实现的快速响应电厂保安系统，包括硬件和软件控制两部分。其中，硬件部分包括储能电池组及其充、放电适配的电气设备和元器件；软件控制部分由两台工业控制器完成，包括储能电池组供电控制器和储能电池组充电控制器。在应急状态下，用储能电池组提供电能，通过逆变和输出控制，实现电厂保安系统快速响应功能。在正常情况下，通过太阳能和电网两种控制切换方式给储能电池组充电，以备应急。与现有技术相比，本发明显著提高了电厂保安系统的应急响应速度和安全性，减少了柴油机应用模式存在的烟气、高温、消防、环保问题，而且采用光伏充电模式可达到综合能源利用、节能环保的效果，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于火电厂应急电源技术领域，具体涉及一种集综合能源利用实现的快速响应电厂保安系统。

背景技术

保安电源是火电厂应对全厂停电引起锅炉、汽轮机、发电机损坏的应急反事故措施，其可靠性和响应速度直接关系到电厂主、辅机设备的安全和使用寿命。目前，保安电源主要通过柴油发电机实现。柴油发电机涉及到柴油、燃烧、机械、调速、调压、电气控制等多个工序，一方面其可靠性低、响应速度慢(通常需要3-5分钟提供额定电能)；另一方面，容易对厂房环境造成烟气和噪声影响，因此必须做好消防、环保、高温烫伤等安全防护措施。

发明内容

本发明旨在提供一种集综合能源利用实现的快速响应电厂保安系统，在应急状态下，该系统用电池组提供电能，通过逆变和输出控制，实现电厂保安系统的快速响应功能，一般需要10-20秒提供额定电能；在正常情况下，该系统通过太阳能和电网两种控制切换方式给电池组充电，以备应急。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种集综合能源利用实现的快速响应电厂保安系统，其特征在于：包括硬件和软件控制两部分，其中，

硬件部分包括电池组、直流电压变换器DC/DC-1、逆变器、滤波器-1、母线电池侧断路器CCTS、母线电网侧断路器ATS、保安段母线、无功补偿装置SVC/SVG、电池充电交流断路器Brk-1、滤波器-2、电池充电变压器T、三相桥式全控整流器Rtf、平波电抗器L、光伏侧充电断路器Brk-2、直流电压变换器DC/DC-2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、电压互感器1、电压互感器2、电压反馈信号采集器1、电压反馈信号采集器2、电压反馈信号采集器3、电压反馈信号采集器4；

软件控制部分包括电池供电控制器和电池充电控制器。

进一步，电池组通过直流电压变换器DC/DC-1、二极管D3、逆变器、滤波器-1、母线电池侧断路器CCTS连接至保安系统母线作为应急电源，其用途是给厂用系统重要辅机设备提供应急电源，确保锅炉、汽轮机、发电机、易燃易爆系统平稳停机，避免发生安全事故。

进一步，电网通过母线电网侧断路器ATS连接至保安系统母线作为保安段正常运行的供电电源。

进一步，光伏端依次通过光伏侧充电断路器Brk-2、直流电压变换器DC/DC-2、二极管D2连接至电池组，作为电池组充电第一通道，实现了电厂占地空间光资源的能源利用。

进一步，电网侧通过保安段母线、电池充电交流断路器Brk-1、滤波器-2、电池充电变压器T、三相桥式全控整流器Rtf、平波电抗器L、二极管D1连接至电池组，作为电池组充电第二通道。

二极管D1、D2、D3起解耦作用，使电池组充电第一通道、第二通道和电池组提供应急电源三种运行方式互不影响，避免环流，提高系统运行的安全性、可靠性、自适应性。