燃气发电机组与飞轮储能系统实现的微电网系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于热电冷联供系统中的燃气发电机组与飞轮储能系统耦合实现的微电网系统，属于孤网供电领域。
【背景技术】
[0002]热电冷联供系统(又称燃气冷热电三联供系统)主要包括燃气发电机组、发电机辅助设备、溴化锂直燃机，其是一种建立在能量梯级利用的热力学原理基础上，将一次能源按照能源的品质能量进行梯级利用的供电、供热、供冷的联合供给设备，具有结构简单、能源利用率高、工艺简单、换热环节少、热效率高等特点。
[0003]常规制冷系统主要包括螺杆式电制冷机、冷冻水循环栗、冷却水循环栗。
[0004]目前，热电冷联供系统中的燃气发电机组为制冷系统提供电力能源，同时增加自身的发电小时数，而制冷系统可以承担低谷电阶段的冷负荷，两种供能方式相互补充，灵活、经济，可高效利用清洁能源和可再生能源，可达到减少污染物排放的效果。
[0005]但是，在实际实施中可以发现，在孤网状态下，燃气发电机组的额定功率PnS836kW(输出电压400V)，螺杆式电制冷机的额定功率为237kW(输入电压400V)。当燃气发电机组处于空载状态时，其第一次最大允许投入的负荷为30% Pn,即250.8kW，稳定后每次允许投入的最大负荷为20% PN至70% Pn，之后每次允许投入的负荷不超过2% PN至90%Pn，再之后每次投入的负荷不超过1% PN。于是，当螺杆式电制冷机变频启动时，其在5秒的启动过程中会产生2.5倍额定电流的冲击电流，从而导致配网电压跌落。此时由于孤网状态受限于燃气发电机组进气调节控制、天然气燃烧特性等因素影响，因此在无公共电网支撑的状态下，燃气发电机组无法支撑电压跌落现象，以致使得燃气发电机组会执行低电压保护动作，同时螺杆式电制冷机同样会执行低电压保护动作，换句话说，燃气发电机组、螺杆式电制冷机会出现先后停机的现象，从而造成螺杆式电制冷机、冷冻水循环栗、冷却水循环栗这些大型旋转设备无法正常启动与运行。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种燃气发电机组与飞轮储能系统实现的微电网系统，该微电网系统在孤网状态下将燃气发电机组与飞轮储能系统有效耦合起来，提供一个稳定的微电网电压，来满足大型旋转设备的用电要求，确保大型旋转设备的正常启动、运行与停止。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:
[0008]—种燃气发电机组与飞轮储能系统实现的微电网系统，其特征在于:它包括燃气发电机组、飞轮储能系统，其中:燃气发电机组的发电输出端口与飞轮储能系统的充放电端口、螺杆式电制冷机、冷冻水循环栗、冷却水循环栗的供电端口连接，燃气发电机组、飞轮储能系统、螺杆式电制冷机、冷冻水循环栗、冷却水循环栗的控制端口分别与控制系统的相应控制端口连接。
[0009]所述燃气发电机组配设有发电机辅助设备，发电机辅助设备、热电冷联供系统中的溴化锂直燃机的供电端口分别与所述燃气发电机组的发电输出端口连接，发电机辅助设备、溴化锂直燃机的控制端口分别与所述控制系统的相应控制端口连接。
[0010]所述飞轮储能系统包括电力转换器、飞轮，飞轮的连接端口经由电力转换器与所述燃气发电机组的发电输出端口连接。
[0011 ] 所述螺杆式电制冷机为可变频启动的螺杆式电制冷机。
[0012]本实用新型的优点是:
[0013]本实用新型为在孤网状态下将热电冷联供系统(即燃气冷热电三联供系统)中的燃气发电机组与飞轮储能系统有效耦合起来实现的一种联合供电微电网系统，其利用飞轮储能系统的充放电能力(能量流动的双向性)、短时过载能力，配合对燃气发电机组输出功率以及螺杆式电制冷机启停时间的控制，将燃气发电机组与飞轮储能系统两者耦合起来，互相补充，从而提供了一个稳定的微电网电压，以满足大型旋转设备(螺杆式电制冷机、冷冻水循环栗、冷却水循环栗)的用电要求，可很好地确保大型旋转设备的正常启动、运行与停止。
[0014]本实用新型使两种电源系统一一燃气发电机组与飞轮储能系统相互补充，充分利用飞轮储能系统而有效解决了燃气发电机组与大型旋转设备之间切投不匹配的问题，可有效确保大型旋转设备启动后的稳定持续运行，延长燃气发电机组的满发小时数，更好地实现燃气冷热电三联供系统与常规制冷系统的完美结合。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型微电网系统的组成示意图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，本实用新型燃气发电机组与飞轮储能系统实现的微电网系统包括燃气发电机组11、飞轮储能系统20，其中:燃气发电机组11的发电输出端口与飞轮储能系统20的充放电端口、制冷系统中的螺杆式电制冷机31、冷冻水循环栗32、冷却水循环栗33的供电端口连接，即飞轮储能系统20的充放电端口也与螺杆式电制冷机31、冷冻水循环栗
32、冷却水循环栗33的供电端口连接，燃气发电机组11、飞轮储能系统20、螺杆式电制冷机31、冷冻水循环栗32、冷却水循环栗33的控制端口分别与控制系统(图中未示出)的相应控制端口连接。
[0017]燃气发电机组11为热电冷联供系统中的主要设备，在实际设计中，燃气发电机组11配设有发电机辅助设备13，热电冷联供系统中设有接收燃气发电机组11输出余热的溴化锂直燃机12。如图，在实际设计中，发电机辅助设备13、溴化锂直燃机12的供电端口也分别与燃气发电机组11的发电输出端口连接，发电机辅助设备13、溴化锂直燃机12的控制端口分别与控制系统的相应控制端口连接。
[0018]在本实用新型中，热电冷联供系统包括燃气发电机组11、发电机辅助设备13、溴化锂直燃机12，其根据应用领域、目的等的不同，可具有各种各样的构成形式，此属于本领域的熟知技术，故在这里不再对热电冷联供系统的具体构成进行详述。
[0019]在本实用新型中，控制系统、制冷系统、飞轮储能系统20均为本领域的熟知系统，故其具体构成不在这里详述。
[0020]制冷系统包括螺杆式电制冷机31、冷冻水循环栗32、冷却水循环栗33，其中，螺杆式电制冷机31为可变频启动的螺杆式电制冷机。螺杆式电制冷机31、冷冻水循环栗32、冷却水循环栗33为大型旋转设备，直接启动会产生5-7倍额定电流的冲击电流，螺杆式电制冷机31采用变频启动时仍存在2.5倍额定电流的冲击电流。
[0021]飞轮储能系统20可包括电力转换器21、飞轮22，飞轮22