上海航天能源股份有限公司 高慧峰

DE65型微型燃气轮机发电机组不间断电源

上海航天能源股份有限公司 高慧峰

目前，重要负荷的不间断供电主要靠UPS来保障，但大功率的UPS价格昂贵、占地面积大，环保性能差，使用率低；基于微型燃气轮机的高度可靠运行特点，若实现供电不间断，使备用电源转变为常用电源则可获得明显的投资效益。针对上述现状，研究开发一套基于微型燃气轮机的不间断供电系统，且配置相应上位控制软件，具备实用及展示功能。

燃气 微燃机 不间断供电

0 前言

微型燃气轮机发电机组(以下简称微燃机)是当前技术先进的发电设备，其运行可靠、电能质量稳定。微燃机采用富氧燃烧技术，整个燃烧过程非常充分，污染物排放量极低，NOx仅为9×10-6。所以，非常适合直接安装于用户端，保障用户的供电安全，并能起到节能环保的作用。

目前，基于微燃机的分布式供能系统在国内得到快速的发展。这种系统安装简单、设备运行可靠、运行模式灵活、后期维护工作量少，甚至可以做到无人值守。非常符合分布式供能系统对原动机的要求。该系统可以并网运行或者孤网运行，并可以实现并网和孤网模式之间的自动转换。经过长期的实践过程，我们发现，如果能够在自动转换的基础之上实现不间断供电的功能，那么，该系统对于用户供电的安全性能将得到质的提高，必然能够扩大微燃机的应用领域，增加系统的功能性，在分布式供能热电联供的基础之上，替代传统的UPS和蓄电池组的不间断供电方式，可起到事半功倍的效果。

1 设计主要难点

微型燃气轮机可以与电网并列运行(并网模式)和独立带载运行(孤网模式)。当电网失电时，微燃机可以自动转换成孤网模式，但是在自动转换的过程中，要有大约10秒的供电中断，已经影响到用户的供电。另外，在微燃机冷态启动的条件下，微燃机需要盘车、点火、加速、运行等一系列状态大约2分钟后才能进入带载状态，以上两点，都是微燃机运行过程中可能实现的供电中断的情况，也是该项目要重点解决的技术难点和关键。

2 解决方案

本项目的主要目标就是解决微燃机在并网模式转换为孤网模式时短暂的断电工程，经过前期的测试，该断电过程为7~12秒。整个设计拟采用常规的UPS电源来支撑这一短暂的断电时间，从而做到整个系统供电的不中断。由于断电时间非常短，UPS的蓄电池组容量非常小，并且该不间断供电系统在市电正常供应的情况下，做为常用的高效供能系统使用。所以，尽管整个系统的设计结合了传统的UPS电源，但是，他们之间是有本质的区别的。

2.1 不间断供电工作原理

市电正常供应的情况下，微燃机采用并网不上网的运行模式，与市电并列运行。当市电失电时，双模式控制器检测到市电侧低压信号，控制主控开关分闸，断开主控开关和微燃机的连接。控制微燃机进行并网到孤网模式的转换，此过程约7~12秒，微燃机无带载能力，由在线UPS向负载供电。待微燃机完全转换为孤网模式后，微燃机孤网运行，继续向负载供应电力。当市电复电时，双模式控制器检测到电压信号，控制主控开关合闸，电源立刻切换为市电，同时，双模式控制器控制微燃机完成孤网到并网模式的转换。在整个转换过程中，完全能够实现不间断供电的功能。

2.2 不间断供电系统组成或构成

如图1所示，整个不间断供电系统由C30微燃机、双模式控制器、在线UPS、主控开关、上位控制系统和负载箱等组成。

图1 不间断供电系统组成

2.3 不间断供电系统主要技术指标

2.3.1 系统的主要技术指标

(1)系统供电状态：无中断(0秒)。(2)系统额定功率：65 kW。

2.3.2 双模式控制器主要技术指标

(1)市电侧电压输入：3×400 VAC，3 Wires 3相3线。

(2)负载侧电压输入：3×400 VAC，3 Wires 3相3线。

(3)频率：50/60 Hz。

(4)工作电压：24 VDC通过内置AC/DC开关电源。

(5)直流变换器：12V/24 V for C30 专用于C30机组的电源输入。

(6)电力消耗：最大100 W。

2.3.3 负载箱主要技术指标

(1)额定电压：AC380 V/220 V三相四线制 星型接法。

(2)阻性功率：5 ~100 kW以5 kW步进可调。

(3)阻性功率档位：5 kW、5 kW、10 kW、20 kW、30 kW、30 kW。

(4)感性功率：5~30 kvar以5 kvar步进可调。

(5)感性功率档位：5 kvar、5 kvar、10 kvar、10 kvar。

(6)电阻元件：采用合金材料绕至于陶瓷骨架上，无红热现象，温飘小。

(7)冷却方式：强制风冷，风机电源AC 220 V独立供电。

(8)接线方式：A/B/C/N三相四线制，通过铜排引出。

2.3.4 UPS主要技术指标

(1)输入电压：210~475 VAC 3相4线+地线。

(2)输入频率：40~70 Hz。

(3)蓄电池组：铅酸蓄电池，12V，32节，65 AH。

(4)输出电压：380/220 VAC 3相4线+地线。

(5)输出频率：50/60 Hz。

(6)输出功率因数：0.8。

(7)过载能力：125% 10分钟； 150% 1分钟。

(8)使用环境温度：0~40 ℃。

3 结语

本项目不仅开发了一套基于微型燃气轮机的不间断供电系统，并且配置了相应的上位控制软件，具有展示功能，将热电联产和不间断电源集成到一个平台，系统可实现市电和微燃机运行和转换过程供电的不中断，并且能在上位机上展示各种工作状态，供客户参观演示使用。本技术可以有效地推进热电联供系统在医疗系统中的推广，大大促进冷热电联供系统业务的发展和应用。

基于微型燃气轮机的不间断供电方案，可以充分发挥其运行可靠性，并且使得备用电源具有日常供电的功能，极大提高设备的使用率。产品的开发具有极高的现实意义。

图9 爆管判断截屏

4 趋势与展望

综上所述，抢修辅助决策系统如果不能导入GPS坐标点，带来的后果是低效率、低准确率。这样的情况持续发展下去，位置偏差会累积，给查阅图纸带来不便，并造成不能和其他横向系统很好地衔接。除此以外系统中一些绘图、打印格式设置、比例显示等功能还需进一步提升精准性。写这篇论文时，我们已采取了一定的改进措施，如通过解析数据库格式实现了GPS数据批量导入，但真正实现1:10 000及时性与准确性的问题，还是要将1:10 000和1:500的数据结合在一起，这可以在系统原有的基础上一步一步完善，也可以在地理信息系统的升级中予以解决，使燃气GIS抢修决策系统发挥更好的作用。

Abstract:This paper introduces the advantage of gas network surveying and mapping with GPS RTK, the feasibility of GPS Coordinate by importing current emergency repair decision system, and gives some suggestions to improve its accuracy.

Keywords:Gas network, Emergency auxiliary decision system, RTK, GPS Coordinate importing

DE65 Uninterrupted Power Supply of Micro Gas Turbine Generator Set

Shanghai Aerospace Energy Co., Ltd. Gao Huifeng

At present, uninterrupted power supply for the important load mainly relies on UPS’s guarantee, but high power UPS is expensive, covers a large area, poor environmental performance, low utilization rate. Basing on highly reliable operation characteristics of micro gas turbine, obvious investment benefits will be obtained by achieving uninterrupted power supply, that is to say, changing the standby power supply into the frequently-used power supply. In view of the above situation, an uninterrupted power supply system basing on micro gas turbine has been developed, configuring the corresponding upper control software. This system has practical and display functions.

gas, micro combustion engine, uninterrupted power supply

Discussion on Application of GPS Coordinate in the Emergency Auxiliary Decision System

Shanghai Dazhong Gas Co., Ltd. Wang Haining