微燃气轮机电力特性及并网技术..doc

微型燃气轮机电力特性及并网技术 摘要：介绍了微型燃气轮机的电力特性，通过对其电力并网问题研究和分析．阐述了微型燃气轮机的电力并网应用，其并网不上网的发电模式不仅仅需要成熟的并网技术．还需要考虑到可能对电网产生的影响，绝不能向公用电网倒送电，所以要在并网控制线路上另外加入一套以逆功率保护为主的综合保护系统。文章并对微型燃气轮机运行模式转换的应用做简单探讨。 关键词：并网；微型燃气轮机；整流逆变；双模式转换 The Research on the PracticaI Problems in Distributed GenerationYang FanAbstract：Through the analysis and research on distributed genneration devices whichpower output based on microturbine，，described the implementation of distributed generationconnect to the grid is not only need to the maturity of the technology，but also need to fully take into account possible effects on the power grid，and the power must be ban to send tothe utility power grid，SO we must adding a set of reverse power protection-based comprehensive protection system to the grid control lines． Keywords：Grid Connect；Microturbine；lnverse Power；Dual—mode switch 1引言 近几年，随着国家对节能减排、能源综合利用的需要，分布式能源系统因其变负荷灵活、较低的初投资、供电可靠、较小的输电损失和适合可再生能源应用等特点而越来越受到重视。微型燃气轮机就是其中 的一种动力装置，由微型燃气轮机组成的高转速发电系统，由于具有启动速度快，机动性能好，运行效率高和能量体积比大的特点而在逐渐推广。 2微型燃气轮机电力特性及并网原理 2．1内部结构及电力特性 微型燃气轮机的内部结构如图1所示： 微型燃气轮机的主要组成部分包括：发电机、图1微型燃气轮机内部结构剖面图离心式压缩机、透平、回热器、燃烧室、空气轴承、数字式电能控制器。其独特设计之处在于它的压缩机和发电机安装在一根转动轴上，该轴由特殊设计空气轴承支撑，在一层很薄的空气膜上以最高可达到96000r／min的转速旋转。 发电机内部自带数字式电能控制器，通过功率电子技术与高速数字控制器模块相结合，实现了多种功能。如调节发电机发电功率、实现多个燃气轮机成组控制、调节不同相之间的功率平衡、允许远程调试和调度、快速削减出力、切换并网运行模式和独立运行模式。数字式电能控制监视器可监视多达200个变量，它可控制发电机转速、燃烧温度、燃料流动速度等变量，所有操作可在一套带有显示界面的软件系统上进行旧。内部电力电子技术中的整流逆变模块，使微燃机发出的高频电力经过AC—DC—AC转变后。可输出50／60HZ的可靠稳定的电源。微型燃气轮机的电力形成如图2所示： 以美国Capstone／z涸的C30，功率为30kW的微型燃气轮机为参考，其技术指标是在环境温度1 5℃、相对湿度60％、海拔0m的条件下提出的。如表1所示。 2．2并网原理 微型燃气轮机的电力输出是通过内部的电力电子技术来实现的，其并网方式通过对逆变模块的输出频率、幅值和相位的控制来实现，其电气原理简单示意图如图所示： 整流和逆变模块都是由IGBT做为开关器件的功率电路，其中IGBT的控制信号由机组内部的数字信号控制器(DSC)来控制。在进行与公用电网并网运行时，微燃机接收到由控制系统内微处理机发出的启动命令后，先检查发电机的相序与电网的相序是否一致，若相序正确。则发电机组开始启动的命令，数字信号控制器会采集电网侧的电压幅值，频率和相位的信号，然后发出相应的开断信号给IGBT，使机组逆变后输出的电力稳定的与电网达到同步，并网后立即在发电机端并入补偿电容，将发电机的功率因数(COSe)提高到0．95以上。这种通过控制 IGBT的导通角来平稳的并入电网，能有效的降低微燃机并网瞬间的冲击电流，从而得到一个平滑的并网暂态过程，有利于电力系统的安全稳定运行。 3并网运行时对电网的保护在实际项目的工程应用中，光靠机组本身的并网控制技术是不够的。分布式能源的并网运行与