一种火力发电机组辅助设备的供电系统的制作方法

1.本实用新型涉及电力技术领域，特别涉及一种火力发电机组辅助设备的供电系统。


背景技术：

2.火力发电机组是电力行业的主要发电设备，是将燃料燃烧产生的化学能转化为电能的设备。在火力发电机组的运作过程中，需要配备相应的辅助设备以辅助火力发电机组正常发电。辅助设备包括脱硫浆液循环泵、输煤皮带电机、制氢站耗电设备、石灰石制粉站耗电设备及办公楼用电设备等，因此，还需要对这些辅助设备进行供电。
3.在传统的火力发电机组辅助设备的供电系统中，是从发电机出口引出一路接至厂用变压器，降压后供至厂区6kv或者10kv配电段，再经过断路器或者低压配电段供各辅助设备使用。在这种供电方式下，若发电机组正常运行，则所有辅助设备的耗电全部来自于燃料化学能转化的电能，火力发电机组的用电率高达7％左右，不利于节能降耗。若发电机组处于停机检修状态，则所有辅助设备的耗电全部来自于电网，通过启备变(即备用变压器)变压后供辅助设备使用，但外购成本较高，不利于降低生产成本。同时，部分辅助设备(例如脱硫浆液循环泵、输煤皮带电机、制氢站耗电设备和石灰石制粉站耗电设备等)属于间歇性、轮换启停设备，这些辅助设备的启停对厂用配电段电压有较大影响，不利于提升发电机组的灵活调峰能力。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种火力发电机组辅助设备的供电系统，解决了现有辅助设备供电系统中，耗能高、成本高和调峰能力灵活性差的技术问题。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
6.一种火力发电机组辅助设备的供电系统，包括至少一个火力发电机以及与每个所述火力发电机一一对应的辅助设备组，还包括电网供电电路以及至少一个发电机供电电路和至少一个新能源供电电路；所述发电机供电电路的数量和所述新能源供电电路的数量均与所述火力发电机的数量相同，且所有所述发电机供电电路和所有所述新能源供电电路均分别与所有所述火力发电机一一对应；
7.每个所述发电机供电电路均与对应的所述火力发电机电连接，每个所述辅助设备组均通过对应的第一配电母线段与对应的所述发电机供电电路和对应的所述新能源供电电路电连接，所有所述辅助设备组还均通过对应的所述第一配电母线段与所述电网供电电路电连接，所有所述发电机供电电路均通过对应的第二配电母线段与所述电网供电电路电连接，所述电网供电电路与外部电网电连接。
8.本实用新型的有益效果是：每个火力发电机在运作时均需要通过对应的辅助设备组进行生产辅助，为每个火力发电机分别配置对应的发电机供电电路，且每个辅助设备组均通过对应的第一配电母线段与对应的发电机供电电路连接，可以实现利用火力发电机生
成的电能直接为对应的辅助设备组进行供电；还为每个火力发电机或每个辅助设备组配置对应的新能源供电电路，且每个辅助设备组均通过对应的第一配电母线段与对应的新能源供电电路连接，可以在火力发电机检修状态时，利用新能源产生的电能为对应的辅助设备组进行供电；同时，整个系统还配置有电网供电电路，所有的辅助设备组还均通过对应的第一配电母线段与电网供电电路电连接，可以在火力发电机和新能源供电电路均无法正常供电时，利用外部电网来外购电能为辅助设备组进行供电；
9.本实用新型的火力发电机组辅助设备的供电系统，可以为火力发电机组的辅助设备提供多模式的供电，有利于就近消纳火力发电站所在地的新能源，降低火力发电站的厂用电率，提升火力发电站电量外送能力和灵活性调峰能力，降低火力发电站的运行成本和检修成本，为火力发电机组低碳、绿色转型发展提供了一种新的方法，同时提高了机组检修期间配电段检修工作的灵活度，有利于节省机组检修工期。
10.在上述技术方案的基础上，本实用新型还有如下改进：
11.进一步：每个所述新能源供电电路均包括光伏发电模块、逆变器、第一变压器、储能模块、第一断路器、第二断路器和第三断路器；
12.在任一个所述新能源供电电路中，所述光伏发电模块通过所述逆变器与所述第一变压器的输入端电连接，所述第一变压器的输出端通过所述第一断路器连接在对应的所述辅助设备组的所述第一配电母线段上，所述第一变压器的输出端还依次通过所述第二断路器、所述储能模块和所述第三断路器连接在对应的所述辅助设备组的所述第一配电母线段上。
13.上述进一步技术方案的有益效果是：通过每个新能源供电电路中的光伏发电模块和储能模块，便于就近消纳火力发电站所在地的太阳能，并利用第一断路器、第二断路器和第三断路器的投切，接入光伏发电模块所生成的电能，通过第一配电母线段实现在太阳能足够的情况下，为对应的辅助设备组进行供电，降低火力发电站的厂用电率，提升火力发电站电量外送能力和灵活性调峰能力，降低火力发电站的运行成本和检修成本，同时提高了机组检修期间配电段检修工作的灵活度，有利于节省机组检修工期；其中逆变器便于将光伏发电模块产生的直流电转换为第一配电母线段所需的交流电，第一变压器便于将电压转换为第一配电母线段所需的电压，进而方便对应的辅助设备组的正常供电。
14.进一步：每个所述新能源供电电路还均包括风力发电模块；
15.每个所述风力发电模块均与对应的所述第一变压器的输入端电连接。
16.上述进一步技术方案的有益效果是：在光伏发电模块的基础上，利用风力发电模块和储能模块，可以将风能转换为电能存储在储能模块中，进一步便于就近消纳火力发电站所在地的风能，并利用第一断路器、第二断路器和第三断路器的投切来为辅助设备组供电，进一步降低火力发电站的厂用电率，提升火力发电站电量外送能力和灵活性调峰能力，降低火力发电站的运行成本和检修成本。
17.进一步：所述电网供电电路包括备用变压器、至少一个第四断路器和至少一个第五断路器；所述第四断路器的数量和所述第五断路器的数量均与所述火力发电机的数量相同，所有所述第四断路器与所有所述火力发电机一一对应，所有所述第五断路器与所有所述辅助设备组一一对应；
18.所述备用变压器的输入端与外部电网电连接，所述备用变压器的输出端分别与每
个所述第四断路器的一端和每个所述第五断路器的一端电连接，每个所述发电机供电电路均通过对应的所述第二配电母线段与对应的所述第四断路器的另一端电连接，每个所述辅助设备组均通过对应的所述第一配电母线段与对应的所述第五断路器的另一端电连接。
19.上述进一步技术方案的有益效果是：当机组处于检修期间，且新能源供电电路无法正常供电时，可以利用第四断路器和第五断路器的投切来实现外部电网的接入，实现外部电网对辅助设备组的供电；备用变压器便于将外部电网提供的电压转换为辅助设备组所需的电压。
20.进一步：每个所述发电机供电电路均包括第二变压器、第六断路器和第七断路器；
21.在任一个所述发电机供电电路中，所述第二变压器的输入端与对应的所述火力发电机电连接，所述第二变压器的输出端依次通过所述第六断路器和所述第七断路器连接在对应的所述辅助设备组的所述第一配电母线段上，对应的所述第四断路器的另一端通过对应的所述第二配电母线段连接在所述第六断路器和所述第七断路器的公共端上。
22.上述进一步技术方案的有益效果是：通过第六断路器和第七断路器，可以在火力发电机组正常运行时，且新能源供电电能无法正常供电或无法提供足够的电能时，利用第六断路器和第七断路器的投切来实现火力发电机为对应的第一配电母线段供电，进而为对应的辅助设备组进行供电；其中，第二变压器便于将电压转换为第一配电母线段所需的电压，便于辅助设备组的正常供电和运行。
23.进一步：每个所述辅助设备组均包括多个辅助设备以及与每个所述辅助设备一一对应的辅助断路器；
24.在每个所述辅助设备组中，每个所述辅助设备均通过对应的所述辅助断路器连接在对应的所述第一配电母线段上。
25.上述进一步技术方案的有益效果是：通过上述结构的辅助设备组，便于各辅助设备组中各个辅助设备的独立供电和独立运行，避免各辅助设备之间的相互影响，在其中一个辅助设备出现异常时，不会影响其他的辅助设备的正常供电和正常运行，有利于整个火力发电机组的稳定性。
附图说明
26.图1为本实用新型实施例中一种火力发电机组辅助设备的供电系统的结构示意图；
27.图2为本实用新型实施例中另一种火力发电机组辅助设备的供电系统的结构示意图。
28.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
29.1、火力发电机，2、辅助设备组，3、电网供电电路，4、发电机供电电路，5、新能源供电电路，31、备用变压器，32、第四断路器，33、第五断路器，41、第二变压器，42、第六断路器，43、第七断路器，51、光伏发电模块，52、逆变器，53、第一变压器，54、储能模块，55、第一断路器，56、第二断路器，57、第三断路器。
具体实施方式
30.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用
新型，并非用于限定本实用新型的范围。
31.下面结合附图，对本实用新型进行说明。
32.实施例、如图1所示，一种火力发电机组辅助设备的供电系统，包括至少一个火力发电机1以及与每个所述火力发电机1一一对应的辅助设备组2，还包括电网供电电路3以及至少一个发电机供电电路4和至少一个新能源供电电路5；所述发电机供电电路4的数量和所述新能源供电电路5的数量均与所述火力发电机1的数量相同，且所有所述发电机供电电路4和所有所述新能源供电电路5均分别与所有所述火力发电机1一一对应；
33.每个所述发电机供电电路4均与对应的所述火力发电机1电连接，每个所述辅助设备组2均通过对应的第一配电母线段与对应的所述发电机供电电路4和对应的所述新能源供电电路5电连接，所有所述辅助设备组2还均通过对应的所述第一配电母线段与所述电网供电电路3电连接，所有所述发电机供电电路4均通过对应的第二配电母线段与所述电网供电电路3电连接，所述电网供电电路3与外部电网电连接。
34.每个火力发电机在运作时均需要通过对应的辅助设备组进行生产辅助，为每个火力发电机分别配置对应的发电机供电电路，且每个辅助设备组均通过对应的第一配电母线段与对应的发电机供电电路连接，可以实现利用火力发电机生成的电能直接为对应的辅助设备组进行供电；还为每个火力发电机或每个辅助设备组配置对应的新能源供电电路，且每个辅助设备组均通过对应的第一配电母线段与对应的新能源供电电路连接，可以在火力发电机检修状态时，利用新能源产生的电能为对应的辅助设备组进行供电；同时，整个系统还配置有电网供电电路，所有的辅助设备组还均通过对应的第一配电母线段与电网供电电路电连接，可以在火力发电机和新能源供电电路均无法正常供电时，利用外部电网来外购电能为辅助设备组进行供电；
35.本实用新型的火力发电机组辅助设备的供电系统，可以为火力发电机组的辅助设备提供多模式的供电，有利于就近消纳火力发电站所在地的新能源，降低火力发电站的厂用电率，提升火力发电站电量外送能力和灵活性调峰能力，降低火力发电站的运行成本和检修成本，为火力发电机组低碳、绿色转型发展提供了一种新的方法，同时提高了机组检修期间配电段检修工作的灵活度，有利于节省机组检修工期。
36.具体地，本实施例中的第一配电母线段为新能源供电电路增设的母线段，即图2中的新厂用母线i段和新厂用母线ii段，第二配电母线段为火力发电厂原有的母线段，即图2中的厂用母线i段和厂用母线ii段，两类母线段电压均为6kv或10kv。
37.具体地，如图2所示，本实施例的火力发电机组包括2个火力发电机，因此对应的供电系统还包括两个辅助设备组，以及2个发电机供电电路和2个新能源供电电路，通过图1所示的电路结构实现2个辅助设备组的正常供电。
38.优选地，如图2所示，每个所述新能源供电电路5均包括光伏发电模块51、逆变器52、第一变压器53、储能模块54、第一断路器55、第二断路器56和第三断路器57；
39.在任一个所述新能源供电电路5中，所述光伏发电模块51通过所述逆变器52与所述第一变压器53的输入端电连接，所述第一变压器53的输出端通过所述第一断路器55连接在对应的所述辅助设备组2的所述第一配电母线段上，所述第一变压器53的输出端还依次通过所述第二断路器56、所述储能模块54和所述第三断路器57连接在对应的所述辅助设备组2的所述第一配电母线段上。
40.通过每个新能源供电电路中的光伏发电模块和储能模块，便于就近消纳火力发电站所在地的太阳能，并利用第一断路器、第二断路器和第三断路器的投切，接入光伏发电模块所生成的电能，通过第一配电母线段实现在太阳能足够的情况下，为对应的辅助设备组进行供电，降低火力发电站的厂用电率，提升火力发电站电量外送能力和灵活性调峰能力，降低火力发电站的运行成本和检修成本，同时提高了机组检修期间配电段检修工作的灵活度，有利于节省机组检修工期；其中逆变器便于将光伏发电模块产生的直流电转换为第一配电母线段所需的交流电，第一变压器便于将电压转换为第一配电母线段所需的电压，进而方便对应的辅助设备组的正常供电。
41.优选地，如图2所示，每个所述新能源供电电路5还均包括风力发电模块58；
42.每个所述风力发电模块58均与对应的所述第一变压器53的输入端电连接。
43.在光伏发电模块的基础上，利用风力发电模块和储能模块，可以将风能转换为电能存储在储能模块中，进一步便于就近消纳火力发电站所在地的风能，并利用第一断路器、第二断路器和第三断路器的投切来为辅助设备组供电，进一步降低火力发电站的厂用电率，提升火力发电站电量外送能力和灵活性调峰能力，降低火力发电站的运行成本和检修成本。
44.优选地，如图2所示，所述电网供电电路3包括备用变压器31、至少一个第四断路器32和至少一个第五断路器33；所述第四断路器32的数量和所述第五断路器33的数量均与所述火力发电机1的数量相同，所有所述第四断路器32与所有所述火力发电机1一一对应，所有所述第五断路器33与所有所述辅助设备组2一一对应；
45.所述备用变压器31的输入端与外部电网电连接，所述备用变压器31的输出端分别与每个所述第四断路器32的一端和每个所述第五断路器33的一端电连接，每个所述发电机供电电路4均通过对应的所述第二配电母线段与对应的所述第四断路器32的另一端电连接，每个所述辅助设备组2均通过对应的所述第一配电母线段与对应的所述第五断路器33的另一端电连接。
46.当机组处于检修期间，且新能源供电电路无法正常供电时，可以利用第四断路器和第五断路器的投切来实现外部电网的接入，实现外部电网对辅助设备组的供电；备用变压器便于将外部电网提供的电压转换为辅助设备组所需的电压。
47.优选地，如图2所示，每个所述发电机供电电路4均包括第二变压器41、第六断路器42和第七断路器43；
48.在任一个所述发电机供电电路4中，所述第二变压器41的输入端与对应的所述火力发电机1电连接，所述高压变压器41的输出端依次通过所述第六断路器42和所述第七断路器43连接在对应的所述辅助设备组2的所述第一配电母线段上，对应的所述第四断路器32的另一端通过对应的所述第二配电母线段连接在所述第六断路器42和所述第七断路器43的公共端上。
49.通过第六断路器和第七断路器，可以在火力发电机组正常运行时，且新能源供电电能无法正常供电或无法提供足够的电能时，利用第六断路器和第七断路器的投切来实现火力发电机为对应的第一配电母线段供电，进而为对应的辅助设备组进行供电；其中，第二变压器便于将电压转换为第一配电母线段所需的电压，便于辅助设备组的正常供电和运行。
50.优选地，如图2所示，每个所述辅助设备组2均包括多个辅助设备以及与每个所述辅助设备一一对应的辅助断路器；
51.在每个所述辅助设备组2中，每个所述辅助设备均通过对应的所述辅助断路器连接在对应的所述第一配电母线段上。
52.通过上述结构的辅助设备组，便于各辅助设备组中各个辅助设备的独立供电和独立运行，避免各辅助设备之间的相互影响，在其中一个辅助设备出现异常时，不会影响其他的辅助设备的正常供电和正常运行，有利于整个火力发电机组的稳定性。
53.需要说明的是，在图2中的辅助设备未画出，只画出每个辅助设备对应的驱动电机；其中驱动电机有大电压驱动型(驱动电压为6kv或10kv)，也有小电压驱动型(驱动电压为380v)，当驱动电机为大电压驱动型时，每个驱动电机的输入端直接通过对应的辅助断路器连接对应的第一配电母线段上，输出端与对应的辅助设备相连；当驱动电机为小电压驱动型时，每个驱动电机还配置有对应的低压变压器，则每个驱动电机的输入端依次通过对应的低压变压器和辅助断路器连接对应的第一配电母线段上，输出端与对应的辅助设备相连。低压变压器是将高电压(6kv或10kv)转换为低电压(380v)的变压器，根据实际情况选择合适的型号或规格。
54.具体地，以新厂用母线i段为例，采用图2所示的供电系统可以实现如下几种情况下的供电过程：
55.1、在火力发电机组正常运行情况下
56.(1)第六断路器42闭合状态，当新能源供电电路能够满足新厂用母线段设备使用时，第一断路器55闭合、第二断路器56闭合、第三断路器57断开、第七断路器43断开、第四断路器32断开、第五断路器33断开，利用新能源供电电路供新厂用母线i段所带负荷使用，同时给储能模块充电；
57.(2)第六断路器42闭合状态，当新能源供电电路出力较低或不稳定，不能满足新厂用母线i段所带负荷用电时，在(1)运行方式的基础上第三断路器57自动闭合，储能模块输出电流供新厂用母线i段所带负荷使用；
58.(3)第六断路器42闭合状态，当遇到连续阴天、无风等特殊情况下，新能源供电电路无法满足新厂用母线i段所带负荷时，断开第一断路器55和第二断路器56，闭合第七断路器43，利用火力发电机给新厂用母线i段供电，同时给储能模块充电。
59.2、在火力发电机组检修情况下
60.(1)机组检修期间，保持第六断路器42断开状态，当新能源供电电路能够满足机组检修用电量时，闭合第一断路器55、第二断路器56、第三断路器57和第七断路器43，利用新能源发电供检修期间的用电；
61.(2)机组检修期间，保持第六断路器42断开状态，当遇到连续阴天、无风等特殊情况下，新能源供电电路不能满足机组检修全部用电时，可以断开第一断路器55和第二断路器56，闭合第五断路器33，利用外购电供检修期间的用电；
62.(3)机组检修期间，保持第六断路器42断开状态，当遇到连续阴天、无风等特殊情况下，新能源供电电路不能满足机组检修全部用电且第五断路器33有检修工作时，可以闭合第四断路器32和第七断路器43，利用外购电供检修期间的用电；
63.(4)机组检修期间，保持第六断路器42断开状态，当遇到连续阴天、无风等特殊情
况下，新能源供电电路不能满足机组检修全部用电且第四断路器32有检修工作时，可以闭合第五断路器33和第七断路器43，利用外购电供检修期间的用电。
64.(5)机组检修期间，当新能源供电电路有检修任务时，断开第一断路器55、第二断路器56和第三断路器57，采用第四断路器32闭合、第七断路器43闭合的方式或者第五断路器33闭合、第七断路器43断开的方式给新厂用母线i段供电。
65.对于新厂用母线ii段，在机组正常运行、机组检修两种工况下的供电方式与新厂用母线i段的供电方式相同，只需要倒换对应的断路器即可，具体细节此处不再赘述。
66.需要说明的是，本实施例中的第一变压器为箱式变压器，能将光伏发电模块或风力发电模块的输出电压转换为厂用6kv或10kv，同时还极其适用于新能源发电的户外环境，延长使用寿命；第二变压器为高压变压器，能将火力发电机的输出电压(通常为20kv)转换为厂用6kv或10kv；备用变压器是将外部电网接入的电压转换为厂用6kv或10kv。本实施例中的光伏发电模块、逆变器、储能模块、风力发电模块、各断路器和各变压器均可根据实际情况选择合适的型号，具体型号此处不再列举；且本实用新型仅通过结构的改进，结合各断路器的投切来实现各电路的启闭，进而实现不同模式下的供电，各断路器的投切既可以采取手动投切的方式，又可以采用外部设备的投切软件来实现，本实用新型不涉及计算机程序的改进，仅涉及硬件结构的改进，为火力发电机组的供电系统提供硬件基础。
67.读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
68.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
69.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。