本发明公开了一种有机工质动力循环发电系统协调控制系统及方法，包括依次连接形成工质侧循环通路的工质泵、蒸发器、透平和冷凝器，蒸发器和透平之间设置有调节阀，蒸发器与调节阀之间设置有压力测量变送器和温度测量变送器，透平同轴连接发电机，透平与发电机之间设置有转速测量变送器，冷凝器与冷却水输入管道连接，蒸发器通过管道与有机工质动力循环发电系统连接，工质泵、压力测量变送器、温度测量变送器、调节阀和转速测量变送器均与控制器并行连接组成协调控制系统。本发明为系统实际运行中的安全性、稳定性、高效性提供技术保障，有利于推广有机工质动力循环发电系统在低品位热源回收利用领域的应用，提高能源利用效率。
1.一种有机工质动力循环发电系统协调控制系统，其特征在于，包括依次连接形成工质侧循环通路的工质泵(1)、蒸发器(4)、透平(9)和冷凝器(12)，蒸发器(4)和透平(9)之间设置有调节阀(7)，蒸发器(4)与调节阀(7)之间设置有压力测量变送器(5)和温度测量变送器(6)，透平(9)同轴连接发电机(11)，透平(9)与发电机(11)之间设置有转速测量变送器(10)，冷凝器(12)与冷却水输入管道(13)连接，蒸发器(4)通过管道与有机工质动力循环发电系统连接，工质泵(1)、压力测量变送器(5)、温度测量变送器(6)、调节阀(7)和转速测量变送器(10)均与控制器(8)并行连接组成协调控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种有机工质动力循环发电系统协调控制系统，其特征在于，有机工质动力循环发电系统安热源包括流量或温度可调节热源和流量、温度处于波动热源，流量或温度可调节热源包括热源泵(2)，热源泵(2)与控制器(8)连接，热源泵(2)通过地热水输入管道(3)和蒸发器(4)连接，将热量传递到工质侧后回灌到地下；流量、温度处于波动热源包括工业余热输入管道(14)，工业余热输入管道(14)连接蒸发器(4)将热量传递到工质侧。
3.一种如权利要求1或2所述有机工质动力循环发电系统协调控制系统的协调控制方法，其特征在于，针对利用流量或温度可调节热源的有机工质动力循环发电系统在单机模式下的运行，根据温度测量变送器、压力测量变送器和转速测量变送器分别进行透平转速调节；针对利用流量、温度处于波动热源的有机工质动力循环发电系统在并网模式下的运行，根据温度测量变送器和压力测量变送器分别进行透平进汽压力调节。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，针对利用流量或温度可调节热源的有机工质动力循环发电系统在单机模式下的运行，透平转速调节法具体为：当外界电负荷增大时，透平主动力矩小于发电机的电磁阻力矩，透平转速下降，低于额定转速，转速测量变送器将测得的转速信号传输到控制器，控制器根据转速偏差输出控制指令增大调节阀开度，透平进口流量增大，透平主动力矩逐渐增大，透平转速下降速度减缓，透平转速逐渐上升；
由于调节阀开度增大导致管路阻力特性减小，工质泵出口流量增大、出口压力减小导致蒸发器内流量增大的同时出口蒸汽压力减小，低于额定压力，压力测量变送器将测得的压力信号传输到控制器，控制器根据压力偏差输出控制指令增大工质泵转速，工质泵出口压力增大，蒸发器出口蒸汽压力上升；蒸发器出口蒸汽温度减小，低于额定温度；
温度测量变送器将测得的温度信号传输至控制器，控制器根据温度偏差输出控制指令增大热源泵转速，热源流量增加，蒸发器的换热量增加，蒸发器出口蒸汽温度上升；
最后系统工质流量稳定在较大值，透平转速、蒸发器出口蒸汽压力和温度都保持额定值。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，针对利用流量或温度可调节热源的有机工质动力循环发电系统在单机模式下的运行，透平转速调节法具体为：当外界电负荷增大时，透平主动力矩小于发电机的电磁阻力矩，透平转速下降，低于额定转速，转速测量变送器将测得的转速信号传输到控制器，控制器根据转速偏差输出控制指令增大热源泵转速，热源流量增加，蒸发器的换热量增加，蒸发器出口蒸汽温度增大，高于额定温度；
温度测量变送器将测得的温度信号传输至控制器，控制器输出控制指令增大工质泵转速，在管网阻力特性不变的情况下，工质泵出口流量和压力增大，蒸发器出口蒸汽温度下降；蒸发器出口蒸汽压力上升，高于额定压力；
压力测量变送器将测得的压力信号传输到控制器，控制器输出控制指令增大阀门开度，管网阻力特性减小，工质泵出口压力减小，流量增大，蒸发器出口蒸汽压力减小，蒸发器出口蒸汽流量增大，透平进口流量增大，透平主动力矩增加，透平转速下降速度减缓，透平转速逐渐上升；
最终系统工质流量稳定在较大值，透平转速、蒸发器出口蒸汽压力和温度都保持额定值。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，针对利用流量或温度可调节热源的有机工质动力循环发电系统在单机模式下的运行，透平转速调节法具体为：当外界电负荷增大时，透平主动力矩小于发电机的电磁阻力矩，透平转速下降，低于额定转速，转速测量变送器将测得的转速信号传输到控制器，控制器根据转速偏差输出控制指令增大工质泵转速，在管网阻力特性不变的情况下，工质泵出口压力和流量增大，透平进口流量增大，透平主动力矩增加，透平转速下降速度减缓然后透平转速逐渐上升；
工质泵转速增大导致蒸发器内工质流量增大而热源输入到系统的热量不变，导致蒸发器出口蒸汽温度减小，低于额定温度；温度测量变送器将测得的温度信号传输至控制器，控制器根据温度偏差输出控制指令增大热源泵转速，热源流量增加，蒸发器的换热量增加，蒸发器出口蒸汽温度上升；同时由于工质泵转速增大，工质泵出口压力增大，导致蒸发器出口蒸汽压力上升，高于额定压力；
压力测量变送器将测得的压力信号传输到控制器，控制器根据压力偏差输出控制指令增大阀门开度，管网阻力特性减小，工质泵出口压力减小，蒸发器出口压力减小；
最终系统工质流量稳定在较大值，透平转速、蒸发器出口蒸汽压力和温度都保持额定值。
7.根据权利要求4或5或6所述的方法，其特征在于，当外界电负荷减少时协调控制系统的控制方法与外界电负荷增大时协调控制系统的控制方法相反。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，针对利用流量、温度处于波动热源的有机工质动力循环发电系统在并网模式下的运行，透平进汽压力调节具体为：当工业余热流量或者温度增大时，输入系统热量增大，蒸发器换热量增大，蒸发器出口蒸汽温度增大，高于额定温度；
温度测量变送器将测得的温度信号传输至控制器，控制器根据温度偏差输出控制指令增大工质泵转速，管网阻力特性不变的情况下，工质泵出口流量增大，蒸发器内工质流量增大，蒸发器出口蒸汽温度减小；同时工质泵出口压力增大导致蒸发器出口蒸汽压力增大，高于额定压力；
压力测量变送器将测得的压力信号传输到控制器，控制器根据输出控制指令增大阀门开度，管网阻力特性减小，工质泵出口压力减小，蒸发器出口蒸汽压力减小；
最终系统工质流量稳定在较大值，蒸发器出口蒸汽压力和温度都保持在额定值。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当工业余热流量或者温度减小时控制系统的操作与工业余热流量或者温度增大时控制系统的操作相反。
一种有机工质动力循环发电系统协调控制系统及方法
技术领域
[0001] 本发明属于低品位热源、工业余热回收利用、发电协调控制与动力工程技术领域，具体涉及一种有机工质动力循环发电系统协调控制系统及方法。
背景技术
[0002] 随着全球范围内经济的快速发展，能源消耗量与日俱增，低品位热源如太阳能、地热能以及工业活动产生的大量低温余热由于回收难度大、成本高而没有被有效充分地利用，大量能源被直接浪费。有机工质动力循环发电系统可以将低品位热源高效转换为电能，对降低能源消耗以及推进社会可持续发展意义重大。
[0003] 在有机工质动力循环发电系统研究领域，现有技术主要为热力性、经济性等方面的优化设计技术。为保证有机工质动力循环发电系统的安全、稳定、经济运行，需要配备控制系统对发电系统进行控制，而协调控制方法是指导设计控制系统所必需的，但目前国内外均未见完善的有机工质动力循环发电系统的协调控制方法公开。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种有机工质动力循环发电系统协调控制系统及方法，旨在为有机工质动力循环发电系统控制系统的实际建设提供理论指导，为系统实际运行中的安全性、稳定性、高效性提供技术保障。
[0005] 本发明采用以下技术方案：
[0006] 一种有机工质动力循环发电系统协调控制系统，包括依次连接形成工质侧循环通路的工质泵、蒸发器、透平和冷凝器，蒸发器和透平之间设置有调节阀，蒸发器与调节阀之间设置有压力测量变送器和温度测量变送器，透平同轴连接发电机，透平与发电机之间设置有转速测量变送器，冷凝器与冷却水输入管道连接，蒸发器通过管道与有机工质动力循环发电系统连接，工质泵、压力测量变送器、温度测量变送器、调节阀和转速测量变送器均与控制器并行连接组成协调控制系统。
[0007] 具体的，有机工质动力循环发电系统安热源包括流量或温度可调节热源和流量、温度处于波动热源，流量或温度可调节热源包括热源泵，热源泵与控制器连接，热源泵通过地热水输入管道和蒸发器连接，将热量传递到工质侧后回灌到地下；流量、温度处于波动热源包括工业余热输入管道，工业余热输入管道连接蒸发器将热量传递到工质侧。
[0008] 一种有机工质动力循环发电系统协调控制系统的协调控制方法，针对利用流量或温度可调节热源的有机工质动力循环发电系统在单机模式下的运行，根据温度测量变送器、压力测量变送器和转速测量变送器分别进行透平转速调节；针对利用流量、温度处于波动热源的有机工质动力循环发电系统在并网模式下的运行，根据温度测量变送器和压力测量变送器分别进行透平进汽压力调节。
[0009] 具体的，针对利用流量或温度可调节热源的有机工质动力循环发电系统在单机模式下的运行，透平转速调节法具体为：
[0010] 当外界电负荷增大时，透平主动力矩小于发电机的电磁阻力矩，透平转速下降，低于额定转速，转速测量变送器将测得的转速信号传输到控制器，控制器根据转速偏差输出控制指令增大调节阀开度，透平进口流量增大，透平主动力矩逐渐增大，透平转速下降速度减缓，透平转速逐渐上升；
[0011] 由于调节阀开度增大导致管路阻力特性减小，工质泵出口流量增大、出口压力减小导致蒸发器内流量增大的同时出口蒸汽压力减小，低于额定压力，压力测量变送器将测得的压力信号传输到控制器，控制器根据压力偏差输出控制指令增大工质泵转速，工质泵出口压力增大，蒸发器出口蒸汽压力上升；蒸发器出口蒸汽温度减小，低于额定温度；
[0012] 温度测量变送器将测得的温度信号传输至控制器，控制器根据温度偏差输出控制指令增大热源泵转速，热源流量增加，蒸发器的换热量增加，蒸发器出口蒸汽温度上升；
[0013] 最后系统工质流量稳定在较大值，透平转速、蒸发器出口蒸汽压力和温度都保持额定值。
[0014] 具体的，针对利用流量或温度可调节热源的有机工质动力循环发电系统在单机模式下的运行，透平转速调节法具体为：
[0015] 当外界电负荷增大时，透平主动力矩小于发电机的电磁阻力矩，透平转速下降，低于额定转速，转速测量变送器将测得的转速信号传输到控制器，控制器根据转速偏差输出控制指令增大热源泵转速，热源流量增加，蒸发器的换热量增加，蒸发器出口蒸汽温度增大，高于额定温度；
[0016] 温度测量变送器将测得的温度信号传输至控制器，控制器输出控制指令增大工质泵转速，在管网阻力特性不变的情况下，工质泵出口流量和压力增大，蒸发器出口蒸汽温度下降；蒸发器出口蒸汽压力上升，高于额定压力；
[0017] 压力测量变送器将测得的压力信号传输到控制器，控制器输出控制指令增大阀门开度，管网阻力特性减小，工质泵出口压力减小，流量增大，蒸发器出口蒸汽压力减小，蒸发器出口蒸汽流量增大，透平进口流量增大，透平主动力矩增加，透平转速下降速度减缓，透平转速逐渐上升；
[0018] 最终系统工质流量稳定在较大值，透平转速、蒸发器出口蒸汽压力和温度都保持额定值。
[0019] 具体的，针对利用流量或温度可调节热源的有机工质动力循环发电系统在单机模式下的运行，透平转速调节法具体为：
[0020] 当外界电负荷增大时，透平主动力矩小于发电机的电磁阻力矩，透平转速下降，低于额定转速，转速测量变送器将测得的转速信号传输到控制器，控制器根据转速偏差输出控制指令增大工质泵转速，在管网阻力特性不变的情况下，工质泵出口压力和流量增大，透平进口流量增大，透平主动力矩增加，透平转速下降速度减缓然后透平转速逐渐上升；
[0021] 工质泵转速增大导致蒸发器内工质流量增大而热源输入到系统的热量不变，导致蒸发器出口蒸汽温度减小，低于额定温度。温度测量变送器将测得的温度信号传输至控制器，控制器根据温度偏差输出控制指令增大热源泵转速，热源流量增加，蒸发器的换热量增加，蒸发器出口蒸汽温度上升；同时由于工质泵转速增大，工质泵出口压力增大，导致蒸发器出口蒸汽压力上升，高于额定压力；
[0022] 压力测量变送器将测得的压力信号传输到控制器，控制器根据压力偏差输出控制指令增大阀门开度，管网阻力特性减小，工质泵出口压力减小，蒸发器出口压力减小；
[0023] 最终系统工质流量稳定在较大值，透平转速、蒸发器出口蒸汽压力和温度都保持额定值。
[0024] 进一步的，当外界电负荷减少时协调控制系统的控制方法与外界电负荷增大时协调控制系统的控制方法相反。
[0025] 具体的，针对利用流量、温度处于波动热源的有机工质动力循环发电系统在并网模式下的运行，透平进汽压力调节具体为：
[0026] 当工业余热流量或者温度增大时，输入系统热量增大，蒸发器换热量增大，蒸发器出口蒸汽温度增大，高于额定温度；
[0027] 温度测量变送器将测得的温度信号传输至控制器，控制器根据温度偏差输出控制指令增大工质泵转速，管网阻力特性不变的情况下，工质泵出口流量增大，蒸发器内工质流量增大，蒸发器出口蒸汽温度减小；同时工质泵出口压力增大导致蒸发器出口蒸汽压力增大，高于额定压力；
[0028] 压力测量变送器将测得的压力信号传输到控制器，控制器根据输出控制指令增大阀门开度，管网阻力特性减小，工质泵出口压力减小，蒸发器出口蒸汽压力减小；
[0029] 最终系统工质流量稳定在较大值，蒸发器出口蒸汽压力和温度都保持在额定值。
[0030] 进一步的，当工业余热流量或者温度减小时控制系统的操作与工业余热流量或者温度增大时控制系统的操作相反。
[0031] 与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
[0032] 本发明一种有机工质动力循环发电系统协调控制系统，将工质泵、蒸发器、透平和冷凝器依次连接形成工质侧循环通路，并设置敏感元件与控制器并行连接组成协调控制系统，设置敏感元件可以实现对系统被控量的实时监测，一旦被控量实际测量值与被控量的额定值发生偏差，可以通过控制器对系统中相应元件进行实时调节，保证有机工质动力循环发电系统可以快速准确地将被控量控制在额定值附近并达到稳定，从而保证系统运行的高效性，同时防止被控量大范围偏离额定值而造成发电系统设备故障或损坏，从而保证系统运行的安全性。
[0033] 本发明提出一种有机工质动力循环发电系统协调控制方法，通过透平转速调节法可以控制利用流量或温度可调节热源的有机工质动力循环发电系统在单机模式下的运行，通过保证透平转速稳定以保证发电系统发电频率的稳定；通过透平进汽压力调节法可以控制利用流量、温度处于波动热源的有机工质动力循环发电系统在并网模式下的运行，以保证发电系统废热利用最大化。利用本发明提出的有机工质动力循环发电系统协调控制方法，系统可以高效回收利用低品位热源，提高能源利用效率，减轻对化石能源的依赖，对于减少能源消耗以及缓解大气污染具有重要意义，有利于社会可持续发展。
[0034] 进一步的，第一种透平转速调节法的特点是，外界负荷改变时，可以充分利用蒸发器的热量蓄存能力使得系统更快速地达到稳定状态，可以较快地适应电网外界负荷要求并保证透平发电频率的稳定。
[0035] 进一步的，第二种透平转速调节法的特点是，外界负荷改变时，可以在汽压波动很小的情况下使系统达到稳定状态以保证透平发电频率的稳定。
[0036] 进一步的，第三种透平转速调节法的特点是，外界负荷改变时，可以在汽压波动不大的情况下使得系统较快速地达到稳定状态以保证透平发电频率的稳定，避免压力波动过大和调节时间过长的情况产生。
[0037] 进一步的，透平进汽压力调节法的特点是，余热流量或温度变化时，可以在汽压波动很小的情况下使得系统快速地达到稳定状态，使有机工质循环发电系统可以在保证透平进汽压力稳定的情况下最大化地利用余热源的热量。
[0038] 综上所述，本发明方法旨在为有机工质动力循环发电系统控制系统的实际建设提供理论指导，为系统实际运行中的安全性、稳定性、高效性提供技术保障，有利于推广有机工质动力循环发电系统在低品位热源回收利用领域的应用，提高能源利用效率，为我国节能减排事业做贡献。
[0039] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0040] 图1为利用地热水的有机工质动力循环发电系统示意图；
[0041] 图2为利用工业余热的有机工质动力循环发电系统示意图。
[0042] 其中：1.工质泵；2.热源泵；3.地热水输入管道；4.蒸发器；5.压力测量变送器；6.温度测量变送器；7.调节阀；8.控制器；9.透平；10.转速测量变送器；11.发电机；12.冷凝器；13.冷却水输入管道；14.工业余热输入管道。
具体实施方式
[0043] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0044] 工业活动中产生的大量低温余热被直接丢弃或者以很低的效率回收，除此之外自然界中存在的太阳能和地热能等低品位热源也没有被有效地回收利用，造成严重的能源浪费。有机工质动力循环发电系统可以高效回收利用这些低品位热源，对于减少能源消耗以及缓解大气污染具有重要意义，有利于社会可持续发展。
[0045] 有机工质动力循环发电系统的运行模式有两种：单机运行和并网运行；单机运行模式下控制系统的任务是将汽轮发电机组转速控制在额定转速附近以保证发电频率的稳定；并网运行模式下控制系统的任务为保证系统废热利用最大化。
[0046] 有机工质动力循环发电系统和电站发电系统不同之处在于，电站发电系统锅炉出口蒸汽参数稳定，在汽轮机调节中不需要对其加以控制，而有机工质动力循环发电系统蒸发器出口的蒸汽参数会随着系统工况变化而改变，需要加以控制使其稳定在额定值附近。热源种类不同时，即热源的流量或温度可根据系统工况调节(热源可调节)与热源的流量、温度处于波动(热源波动)时控制系统的布置形式有所区别
[0047] 本发明一种有机工质动力循环发电系统协调控制系统，包括工质泵1、蒸发器4、调节阀7、控制器8、透平9、发电机11和冷凝器12，工质泵1的一端依次经蒸发器4、透平9和冷凝器12与工质泵12的另一端连接形成工质侧循环通路，调节阀7设置在蒸发器4和透平9之间的连接管道上，透平9同轴连接发电机11，透平9与发电机11之间设置有转速测量变送器10，冷凝器12与冷却水输入管道13连接，蒸发器4通过管道与有机工质动力循环发电系统连接，蒸发器4与调节阀7之间的管道上设置有压力测量变送器5和温度测量变送器6，控制器8分别与压力测量变送器5、温度测量变送器6、调节阀7、转速测量变送器10和工质泵1并行连接组成协调控制系统。
[0048] 有机工质动力循环发电系统包括流量或温度可调节热源和流量、温度处于波动热源，流量或温度可调节热源包括热源泵2，热源泵2与控制器8连接，热源泵2通过地热水输入管道3和蒸发器4连接，将热量传递到工质侧后回灌到地下；流量、温度处于波动热源包括工业余热输入管道14，工业余热输入管道14连接蒸发器4将热量传递到工质侧。
[0049] 本发明提供了一种有机工质动力循环发电系统协调控制系统及方法，针对利用流量或温度可调节热源(以地热水为例)的有机工质动力循环发电系统在单机模式下的运行提出三种调节方法；针对利用流量、温度处于波动热源(以工业余热为例)的有机工质动力循环发电系统在并网模式下的运行提出两种调节方法；为有机工质动力循环发电系统控制系统的实际建设提供理论指导，为系统实际运行中的安全性、稳定性、高效性提供技术保障。有利于推进低品位热源和可再生能源的回收利用，提高能源利用效率。
[0050] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0051] 以地热水为例，请参阅图1，本发明一种热源可调节的有机工质循环发电系统，由工质泵1、热源泵2、热源供热输入管道3、蒸发器4、压力测量变送器5、温度测量变送器6、调节阀7、控制器8、透平9、转速测量变送器10、发电机11、冷凝器12、冷却水输入管道13组成。
[0052] 工质泵1与蒸发器4连接，蒸发器4与调节阀7连接，蒸发器4与调节阀7的连接管道上依次安装有温度测量变送器5和压力测量变送器6，调节阀7与透平9连接，透平9与发电机11同轴连接，透平9与发电机11的连接轴上安装有转速测量变送器10，透平9与冷凝器12连接，冷凝器12与工质泵1连接形成工质侧循环通路。
[0053] 地热水输入管道3依次连接热源泵2和蒸发器4将热量传递到工质侧后回灌到地下。
[0054] 冷却水输入管道13通过与冷凝器12换热将有机工质冷凝至液态。
[0055] 控制器8与工质泵1、热源泵2、温度测量变送器5、压力测量变送器6、调节阀7、转速测量变送器10并行连接，组成协调控制系统。
[0056] 有机工质动力循环发电系统利用地热水作为热源时，一般在单机模式下运行，敏感元件有三个：蒸发器4出口蒸汽的温度测量变送器6，蒸发器4出口的压力测量变送器5，透平9的转速测量变送器10；被控量有三个：透平转速，蒸发器出口蒸汽温度，蒸发器出口蒸汽压力。
[0057] 调节方法有以下三种：
[0058] 1)透平转速调节法
[0059] 当外界电负荷增大时，透平主动力矩小于发电机的电磁阻力矩，透平转速下降，低于额定转速，转速测量变送器将测得的转速信号传输到控制器，控制器根据转速偏差输出控制指令增大调节阀开度，使得透平进口流量增大，透平主动力矩逐渐增大，透平转速下降速度减缓然后透平转速逐渐上升。
[0060] 调节阀开度增大导致管路阻力特性减小，工质泵出口流量增大、出口压力减小导致蒸发器内流量增大的同时出口蒸汽压力减小，低于额定压力。
[0061] 压力测量变送器将测得的压力信号传输到控制器，控制器根据压力偏差输出控制指令增大工质泵转速，工质泵出口压力增大，导致蒸发器出口蒸汽压力上升；同时由于热源输入到系统的热量不变而蒸发器内的工质流量增大导致蒸发器出口蒸汽温度减小，低于额定温度。
[0062] 温度测量变送器将测得的温度信号传输至控制器，控制器根据温度偏差输出控制指令增大热源泵转速，热源流量增加，蒸发器的换热量增加，蒸发器出口蒸汽温度上升。
[0063] 最终系统工质流量稳定在较大值，透平转速、蒸发器出口蒸汽压力和温度都保持在额定值附近。
[0064] 当外界电负荷减少时协调控制系统的控制方法与外界电负荷增大时协调控制系统的控制方法完全相反。
[0065] 第一种透平转速调节法可以充分利用蒸发器的热量蓄存能力使得系统更快速地达到稳定状态，可以较快地适应电网外界负荷要求，但是调节过程中汽压波动较大。
[0066] 2)透平转速调节法
[0067] 当外界电负荷增大时，透平主动力矩小于发电机的电磁阻力矩，透平转速下降，低于额定转速，转速测量变送器将测得的转速信号传输到控制器，控制器根据转速偏差输出控制指令增大热源泵转速，热源流量增加，蒸发器的换热量也随之增加，使得蒸发器出口蒸汽温度增大，高于额定温度。
[0068] 温度测量变送器将测得的温度信号传输至控制器，控制器输出控制指令增大工质泵转速，在管网阻力特性不变的情况下，工质泵出口流量和压力都将增大，导致蒸发器内工质流量增大，进而使得蒸发器出口蒸汽温度下降；同时导致蒸发器出口蒸汽压力上升，高于额定压力。
[0069] 压力测量变送器将测得的压力信号传输到控制器，控制器输出控制指令增大阀门开度，管网阻力特性减小，工质泵出口压力减小，流量增大，导致蒸发器出口蒸汽压力减小，蒸发器出口蒸汽流量增大，使得透平进口流量增大，导致透平主动力矩增加，透平转速下降速度减缓然后透平转速逐渐上升。
[0070] 最终系统工质流量稳定在较大值，透平转速、蒸发器出口蒸汽压力和温度都保持在额定值附近。
[0071] 当外界电负荷减少时协调控制系统的控制方法与外界电负荷增大时协调控制系统的控制方法完全相反。
[0072] 第二种透平转速调节法可以在汽压波动很小的情况下使系统达到稳定状态以保证透平发电频率的稳定，但是调节速度较慢。
[0073] 3)透平转速调节法
[0074] 当外界电负荷增大时，透平主动力矩小于发电机的电磁阻力矩，透平转速下降，低于额定转速，转速测量变送器将测得的转速信号传输到控制器，控制器根据转速偏差输出控制指令增大工质泵转速，在管网阻力特性不变的情况下，工质泵出口压力和流量都增大，进而使得透平进口流量随之增大，导致透平主动力矩增加，透平转速下降速度减缓然后透平转速逐渐上升。工质泵转速增大导致蒸发器内工质流量增大而热源输入到系统的热量不变，导致蒸发器出口蒸汽温度减小，低于额定温度。
[0075] 温度测量变送器将测得的温度信号传输至控制器，控制器根据温度偏差输出控制指令增大热源泵转速，热源流量增加，蒸发器的换热量也随之增加，蒸发器出口蒸汽温度上升；同时由于工质泵转速增大，工质泵出口压力增大，导致蒸发器出口蒸汽压力上升，高于额定压力。
[0076] 压力测量变送器将测得的压力信号传输到控制器，控制器根据压力偏差输出控制指令增大阀门开度，管网阻力特性减小，工质泵出口压力减小，导致蒸发器出口压力减小。
[0077] 最终系统工质流量稳定在较大值，透平转速、蒸发器出口蒸汽压力和温度都保持在额定值附近。
[0078] 当外界电负荷减少时协调控制系统的控制方法与外界电负荷增大时协调控制系统的控制方法完全相反。
[0079] 第三种透平转速调节法综合前两种透平转速调节法的特点，可以在汽压波动不大的情况下使得系统较快速达到稳定状态以保证透平发电频率的稳定，而不会产生压力波动过大和调节时间过长的情况。
[0080] 以工业余热为例，请参阅图2，一种热源波动的有机工质循环发电系统，由工质泵1、工业余热输入管道14、蒸发器4、压力测量变送器5、温度测量变送器6、调节阀7、控制器8、透平9、发电机11、冷凝器12、冷却水输入管道13组成。
[0081] 工质泵1与蒸发器4连接，蒸发器4与调节阀7连接，蒸发器4与调节阀7的连接管道上依次安装有压力测量变送器5和温度测量变送器6，调节阀7与透平9连接，透平9与发电机11同轴连接，透平9与冷凝器12连接，冷凝器12与工质泵1连接形成工质侧循环通路。
[0082] 工业余热输入管道14连接蒸发器4将热量传递到工质侧。
[0083] 冷却水输入管道13通过与冷凝器12换热将有机工质冷凝至液态；控制器8与工质泵1、温度测量变送器6、压力测量变送器5、调节阀7并行连接，组成协调控制系统。
[0084] 有机工质动力循环发电系统利用工业余热作为热源时，由于热源温度流量处于波动中，单机运行很难保证透平转速及发电频率的稳定，一般在并网模式下运行；并网运行时，利用工业余热的有机工质动力发电系统按照废热利用最大化原则，透平转速靠电网维持，敏感元件有两个：蒸发器4出口蒸汽的温度测量变送器6，蒸发器4出口的压力测量变送器5；被控量有两个：蒸发器出口蒸汽压力，蒸发器出口蒸汽温度。
[0085] 调节方法为透平进汽压力调节法
[0086] 当工业余热流量或者温度增大时，输入系统热量增大，使得蒸发器换热量增大，进而使得蒸发器出口蒸汽温度增大，高于额定温度。温度测量变送器将测得的温度信号传输至控制器，控制器根据温度偏差输出控制指令增大工质泵转速，管网阻力特性不变的情况下，工质泵出口流量增大，导致蒸发器内工质流量增大，进而使得蒸发器出口蒸汽温度减小；同时工质泵出口压力增大导致蒸发器出口蒸汽压力增大，高于额定压力。
[0087] 压力测量变送器将测得的压力信号传输到控制器，控制器根据输出控制指令增大阀门开度，管网阻力特性减小，工质泵出口压力减小，导致蒸发器出口蒸汽压力减小。
[0088] 最终系统工质流量稳定在较大值，蒸发器出口蒸汽压力和温度都保持在额定值附近。
[0089] 当工业余热流量或者温度减小时协调控制系统的控制方法与工业余热流量或者温度增大时时协调控制系统的控制方法完全相反。
[0090] 透平进汽压力调节法可以在汽压波动很小的情况下使得系统快速地达到稳定状态，使有机工质循环发电系统可以在保证透平进汽压力稳定的情况下达到余热利用的最大化。
[0091] 以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
