一种基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统的制作方法

本申请涉及电网黑启动，尤其涉及一种基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统。

背景技术：

1、黑启动是在整个电网或者系统因故障停运后，不依赖别的网络的帮助，通过系统中具有自启动能力的机组的启动，带动无自启动能力的机组，逐步扩大电力系统的恢复范围，最终实现整个电力系统的恢复。其中黑启动的关键是电源点的启动，与火电、核电机组相比，燃机具有辅助设备简单、厂用电少、启动速度快等优点，因此成为黑启动电源的重要手段之一。

2、目前，厂用的黑启动电源配置为储能和柴发两种方案，由于储能投资造价远高于柴油机，且燃机电厂不考虑参与调频市场，因此，推荐采用柴油发电机组作为电源。

3、目前黑启过程提供的柴油发电机方案通常为：设置2台f级机组和4台2000kw出口电压为6kv的中速柴油发电机组，柴油机段为6kv段，引接电源至2套机组的厂用6kv段，为2套机组提供黑启动电源，柴油发电机组容量按2台机组分时段黑启动选取。这种柴油发电机方案是交流并联接线方式，实际经过工程检验发现这种接线方式并没有充分利用柴油发电机组的工作能力，并且启动过程中交流侧谐波分量大，启动成功率低。

技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本申请的第一个目的在于提出一种基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统，以降低启动过程中交流侧谐波分量。

3、为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统，包括控制模块和多个黑启动模块，每个黑启动模块包括燃机发电机、静止变频器和柴油发电机组，所述柴油发电机组包括设定数量的柴油发电机；在各黑启动模块中，所述燃机发电机与所述静止变频器连接；任意两个黑启动模块的静止变频器的直流侧之间通过连接模块连接；

4、所述控制模块，用于在发生故障时，任选一个黑启动模块为主黑启动模块，剩余黑启动模块为从黑启动模块，控制各从静止变频器的直流侧断开，选择至少一个从黑启动模块作为目标黑启动模块，控制各目标静止变频器与主静止变频器间的连接模块导通，并控制主柴油发电机组和各目标柴油发电机组启动运行以经对应的静止变频器为主燃机发电机供电，直至主燃机发电机达到自持转速完成并网，从而完成黑启动，其中所有目标柴油发电机组的相位按设定度数等差滞后于主柴油发电机组的相位。

5、在本申请第一方面提供的基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统中,各燃机发电机通过手拉手的厂用互联线相互连接；当主燃机发电机并网完成，利用主燃机发电机带动各从燃机发电机运行。

6、在本申请第一方面提供的基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统中,所述设定度数基于黑启动模块的数量确定。

7、在本申请第一方面提供的基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统中,所述设定度数为60/n，其中n为黑启动模块的数量。

8、在本申请第一方面提供的基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统中,所述每个黑启动模块还包括变压器单元、开关单元、高压厂用母线，在各黑启动模块中，所述静止变频器经所述变压器单元、所述开关单元连接至所述高压厂用母线，各柴油发电机分别与所述高压厂用母线连接。

9、在本申请第一方面提供的基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统中,所述控制模块，在用于控制主柴油发电机组和各目标柴油发电机组启动运行以经对应的静止变频器为主燃机发电机供电，直至主燃机发电机达到自持转速完成并网时，具体用于：先控制主开关单元闭合，然后控制目标开关单元闭合，当所有静止变频器都满足晶闸管的触发条件之后，同时使能静止变频器整流侧功能，其中目标静止变频器的触发脉冲基于主静止变频器的触发脉冲得到；当主燃机发电机启动完成达到自持转速之后，先停止目标静止变频器，断开目标开关单元，停止目标柴油发电机组，然后停止主静止变频器，断开主开关单元，停止主柴油发电机组，此时主燃机发电机并网。

10、在本申请第一方面提供的基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统中,所有目标静止变频器的触发脉冲的相位按设定度数等差滞后于主静止变频器的触发脉冲的相位。

11、在本申请第一方面提供的基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统中,所述变压器单元采用隔离变压器。

12、在本申请第一方面提供的基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统中,所述开关单元采用合闸断路器。

13、本申请提供的基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统，包括控制模块和多个黑启动模块，每个黑启动模块包括燃机发电机、静止变频器和柴油发电机组，柴油发电机组包括设定数量的柴油发电机；在各黑启动模块中，燃机发电机与静止变频器连接；任意两个黑启动模块的静止变频器的直流侧之间通过连接模块连接；控制模块，用于在发生故障时，任选一个黑启动模块为主黑启动模块，剩余黑启动模块为从黑启动模块，控制各从静止变频器的直流侧断开，选择至少一个从黑启动模块作为目标黑启动模块，控制各目标静止变频器与主静止变频器间的连接模块导通，并控制主柴油发电机组和各目标柴油发电机组启动运行以经对应的静止变频器为主燃机发电机供电，直至主燃机发电机达到自持转速完成并网，从而完成黑启动，其中所有目标柴油发电机组的相位按设定度数等差滞后于主柴油发电机组的相位。在这种情况下，每个黑启动模块设置柴油发电机组，任意两个黑启动模块的静止变频器的直流侧之间通过连接模块连接，在发生故障时，任选一个黑启动模块为主黑启动模块，剩余黑启动模块为从黑启动模块，控制各从静止变频器的直流侧断开，选择至少一个从黑启动模块作为目标黑启动模块，控制各目标静止变频器与主静止变频器间的连接模块导通，此时各目标静止变频器与主静止变频器的直流侧并联，通过该直流侧的多重化并联方式，可以大大减小启动过程中交流侧谐波分量和直流的纹波电流，从而保证了sfc逆变侧工作的稳定性。

14、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统，其特征在于，包括控制模块和多个黑启动模块，每个黑启动模块包括燃机发电机、静止变频器和柴油发电机组，所述柴油发电机组包括设定数量的柴油发电机；在各黑启动模块中，所述燃机发电机与所述静止变频器连接；任意两个黑启动模块的静止变频器的直流侧之间通过连接模块连接；

2.根据权利要求1所述的基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统，其特征在于，各燃机发电机通过手拉手的厂用互联线相互连接；当主燃机发电机并网完成，利用主燃机发电机带动各从燃机发电机运行。

3.根据权利要求1所述的基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统，其特征在于，所述设定度数基于黑启动模块的数量确定。

4.根据权利要求3所述的基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统，其特征在于，所述设定度数为60/n，其中n为黑启动模块的数量。

5.根据权利要求1所述的基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统，其特征在于，所述每个黑启动模块还包括变压器单元、开关单元、高压厂用母线，在各黑启动模块中，所述静止变频器经所述变压器单元、所述开关单元连接至所述高压厂用母线，各柴油发电机分别与所述高压厂用母线连接。

6.根据权利要求5所述的基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统，其特征在于，所述控制模块，在用于控制主柴油发电机组和各目标柴油发电机组启动运行以经对应的静止变频器为主燃机发电机供电，直至主燃机发电机达到自持转速完成并网时，具体用于：

7.根据权利要求6所述的基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统，其特征在于，所有目标静止变频器的触发脉冲的相位按设定度数等差滞后于主静止变频器的触发脉冲的相位。

8.根据权利要求5所述的基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统，其特征在于，所述变压器单元采用隔离变压器。

9.根据权利要求5所述的基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统，其特征在于，所述开关单元采用合闸断路器。

技术总结
本申请提出一种基于柴油发电机的直流侧并联黑启动系统，该系统包括控制模块和多个黑启动模块，每个黑启动模块包括燃机发电机、静止变频器和柴油发电机组；任意两个黑启动模块的静止变频器的直流侧之间通过连接模块连接；控制模块用于在发生故障时，任选一个黑启动模块为主黑启动模块，剩余的为从黑启动模块，控制各从静止变频器的直流侧断开，选择至少一个从黑启动模块作为目标黑启动模块，控制各目标静止变频器与主静止变频器间的连接模块导通，并控制主柴油发电机组和各目标柴油发电机组启动运行，直至主燃机发电机达到自持转速完成并网，从而完成黑启动，其中所有目标柴油发电机组的相位按设定度数等差滞后于主柴油发电机组的相位。

技术研发人员：薛磊,燕云飞,王劼文,康祯,兀鹏越,寇水潮,王小辉,郭昊,杨沛豪,孙钢虎,张立松,柴琦
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10