余热发电驱动系统的主动保护方法、装置、设备及介质与流程

1.本公开涉及余热发电技术领域，尤其涉及一种余热发电驱动系统的主动保护方法、装置、设备及介质。


背景技术：

2.相关技术中，余热发电系统大多采用有机朗肯循环(organic rankine cycle，orc)发电技术，是以低沸点的有机溶液作为循环介质的朗肯循环系统，主要由换热器、透平机、发电机、冷凝器和工质泵组成。orc主要包括以下四个过程：循环介质被工质泵压缩，循环介质从低压上升到高压形成高压循环介质；高压循环介质进入换热器吸收外部热源成为饱和蒸汽；饱和蒸汽进入透平机膨胀做功驱动发电机发电，饱和蒸汽的温度和压力减小，并成为湿蒸汽；以及湿蒸汽进入冷凝器，被凝成为饱和液体；饱和液体的循环介质进入工质泵，循环往复。
3.余热发电驱动系统作为orc发电的核心动力设备，在发电状态时，饱和蒸汽大功率驱动透平机带动发电机的旋转部件高速旋转，若余热发电驱动系统发生故障，会导致发电机失控而出现飞车现象，进而会造成设备损坏，甚至影响人身安全。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本公开提供了一种余热发电驱动系统的主动保护方法、装置、设备及介质。
5.第一方面，本公开提供了一种余热发电驱动系统的主动保护方法，所述余热发电驱动系统至少包括整流回馈单元、逆变单元、发电单元、单元辅助设备和负载单元，所述逆变单元和所述发电单元电连接以形成第一通路，所述发电单元与负载单元电连接以形成第二通路；所述主动保护方法包括：
6.获取所述余热发电驱动系统中各单元以及单元辅助设备的状态参数；所述状态参数用于表征所述余热发电驱动系统中各单元以及单元辅助设备的运行状态，所述运行状态包括正常状态和故障状态；
7.根据所述状态参数，确定故障类型；所述故障类型至少包括单元自身故障和单元辅助设备故障；
8.根据所述故障类型，执行对应的保护措施；
9.其中，单元自身故障对应的保护措施为切断所述第一通路，同时导通所述第二通路；单元辅助设备故障对应的保护措施为控制所述发电单元按照设定程序停止工作。
10.可选地，所述故障类型还包括响应故障；所述主动保护方法还包括：
11.向所述余热发电驱动系统中各单元发送诊断数据；
12.接收所述余热发电驱动系统中各单元响应于所述诊断数据返回的反馈数据；
13.当所述反馈数据满足预设响应故障条件时，确定故障类型为响应故障。
14.可选地，所述当所述反馈数据满足预设响应故障条件，确定故障类型为响应故障，
包括：
15.当所述反馈数据不等于所述诊断数据的连续发生次数超过预设次数时，确定故障类型为响应故障。
16.可选地，所述主动保护方法还包括：
17.确定故障类型为响应故障，执行的保护措施为切断所述第一通路，同时导通所述第二通路。
18.可选地，所述发电单元至少包括发电机，所述发电单元的状态参数至少包括发电机的实际转速、实际转速变化率和实际输出电流；所述根据所述状态参数，确定故障类型，包括：
19.满足所述实际转速大于预设转速、所述实际转速变化率大于预设转速变化率以及所述实际输出电流超出预设电流阈值中的至少一种，确定故障类型为发电单元自身故障。
20.可选地，所述主动保护方法还包括：
21.确定接收到急停信号，执行的保护措施为切断所述第一通路，同时导通所述第二通路。
22.可选地，所述根据所述状态参数，确定故障类型之后，所述主动保护方法还包括：
23.将所述状态参数发送给余热发电系统控制器；以由所述余热发电系统控制器根据所述状态参数，调整余热发电系统中蒸汽单元的工作参数。
24.第二方面，本公开还提供了一种余热发电驱动系统的主动保护装置，所述余热发电驱动系统至少包括整流回馈单元、逆变单元、发电单元、单元辅助设备和负载单元，所述逆变单元和所述发电单元电连接以形成第一通路，所述发电单元与负载单元电连接以形成第二通路；所述主动保护装置包括：
25.获取模块，用于获取所述余热发电驱动系统中各单元以及单元辅助设备的状态参数；所述状态参数用于表征所述余热发电驱动系统中各单元以及单元辅助设备的运行状态，所述运行状态包括正常状态和故障状态；
26.确定模块，用于根据所述状态参数，确定故障类型；所述故障类型至少包括单元自身故障和单元辅助设备故障；
27.执行模块，用于根据所述故障类型，执行对应的保护措施；
28.其中，单元自身故障对应的保护措施为切断所述第一通路，同时导通所述第二通路；单元辅助设备故障对应的保护措施为控制所述发电单元按照设定程序停止工作。
29.第三方面，本公开还提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器；
30.所述存储器上存储有可执行的程序或指令；
31.所述处理器运行所述程序或指令，以实现上述任一种主动保护方法的步骤。
32.第四方面，本公开还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序或指令，所述计算机程序被处理器执行，以实现上述任一种主动保护方法的步骤。
33.本公开提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
34.本公开提供的余热发电驱动系统的主动保护方法、装置、设备及介质，余热发电驱动系统至少包括整流回馈单元、逆变单元、发电单元和负载单元，逆变单元和发电单元电连接以形成第一通路，发电单元与负载单元电连接以形成第二通路；该主动保护方法包括：获取余热发电驱动系统中各单元以及单元辅助设备的状态参数；状态参数用于表征余热发电
驱动系统中各单元以及单元辅助设备的运行状态，运行状态包括正常状态和故障状态；根据状态参数，确定故障类型；故障类型至少包括单元自身故障和单元辅助设备故障；根据故障类型，执行对应的保护措施；其中，单元自身故障对应的保护措施为切断第一通路，同时导通第二通路；单元辅助设备故障对应的保护措施为控制发电单元按照设定程序停止工作。由此，当余热发电驱动系统发生故障时，执行对应的保护措施，防止发生飞车现象，从而保证了人身设备安全。
附图说明
35.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
36.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本公开实施例示意图提供的一种余热发电驱动系统的结构示意图；
38.图2为本公开实施例提供的一种余热发电驱动系统的主动保护方法的流程示意图；
39.图3为本公开实施例提供的另一种余热发电驱动系统的主动保护方法的流程示意图；
40.图4为本公开实施例提供的又一种余热发电驱动系统的主动保护方法的流程示意图；
41.图5为本公开实施例提供的“确定故障类型为响应故障”的一种细化流程示意图；
42.图6为本公开实施例提供的一种余热发电驱动系统的主动保护装置的结构示意图；
43.图7为本公开实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
44.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
45.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
46.为了解决背景技术部分提出的技术问题，本公开实施例提供了一种余热发电驱动系统的主动保护方法、装置、设备及介质，余热发电驱动系统至少包括整流回馈单元、逆变单元、发电单元和负载单元，逆变单元和发电单元电连接以形成第一通路，发电单元与负载单元电连接以形成第二通路；该主动保护方法包括：获取余热发电驱动系统中各单元以及单元辅助设备的状态参数；状态参数用于表征余热发电驱动系统中各单元以及单元辅助设备的运行状态，运行状态包括正常状态和故障状态；根据状态参数，确定故障类型；故障类型至少包括单元自身故障和单元辅助设备故障；根据故障类型，执行对应的保护措施；其
中，单元自身故障对应的保护措施为切断第一通路，同时导通第二通路；单元辅助设备故障对应的保护措施为控制发电单元按照设定程序停止工作。由此，当余热发电驱动系统发生故障时，执行对应的保护措施，防止发生飞车现象，从而保证了人身设备安全。
47.结合以下附图，对本公开实施例提供的余热发电驱动系统的主动保护方法、装置、设备及介质进行示例性说明。
48.图1为本公开实施例示意图提供的一种余热发电驱动系统的结构示意图。参照图1，该余热发电驱动系统至少包括整流回馈单元1、逆变单元2、发电单元3、单元辅助设备和负载单元4，逆变单元2和发电单元3电连接以形成第一通路，发电单元3与负载单元4电连接以形成第二通路。
49.本实施例中，余热发电驱动系统是有机朗肯循环(organic rankine cycle，orc)发电的核心动力设备；发电单元3包括发电机31和透平机32，发电机31和透平机32一体式连接；整流回馈单元1的一端与电网电源连接，另一端通过直流母线与逆变单元2的输入端连接，逆变单元2的输出端与发电机31连接，形成第一通路；发电机31与负载单元4连接，形成第二通路。
50.发电单元3的启动程序具体如下：启动初期无外部动力驱动发电机31，即未向透平机32通入饱和蒸汽，由整流回馈单元1将电网电源提供的交流电转变为直流电并传输给逆变单元2，逆变单元2将直流电转变为频率和电压幅值均可调的交流电，向发电机31提供维持发电机31以恒定转速转动所需的电磁力矩，依靠电磁力矩使发电机31稳定在恒定转速，此时发电机31处于电动状态；当有外部动力同向驱动发电机31(即开始向透平机32通入饱和蒸汽)时，外部动力与电磁力矩同向，二者共同驱动发电机31，随着外部动力的增大，维持恒定转速需要的电磁力矩逐渐减少，对应的发电机31的工作电流也逐渐减小；随着外部动力不断增大，当外部动力的力矩等于维持发电机31稳定在恒定转速所需的力矩时，发电机31输出的电磁力矩为零，此时发电机31的工作电流等于零；外部动力继续增大，为了使发电机31稳定在恒定转速需要发电机31输出与外部动力方向相反的电磁力矩，此时发电机31的工作电流为负电流，发电机31进入发电状态；当外部动力稳定不变时，为了使发电机31稳定在恒定转速，发电机31的电磁力矩也稳定在某一固定值附近，发电机31进入稳定发电状态。
51.外部动力是由饱和蒸汽通入透平机32后膨胀做功产生的，外部动力能够驱动发电机31的旋转部件旋转；当发电机31的电磁力矩与外部动力的力矩方向相反时，发电机31进入发电状态，发电机31将机械能转变为电能；发电机31向逆变单元2输出交流电，此时逆变单元2和整流回馈单元1的功能互换，逆变单元2将发电机31输出的初始电能转变为直流电，整流回馈单元1将直流电转变成所需频率的交流电，进而向电网电源供电。
52.其中，余热发电驱动系统还包括单元辅助设备，例如，整流回馈单元1的辅助回路。余热发电驱动系统还包括主动保护单元5、通讯单元6和切换单元8，主动保护单元5通过通讯单元6与整流回馈单元1、逆变单元2以及余热发电系统控制器7通讯连接；切换单元8位于逆变单元2和发电单元3第一通路以及发电单元3与负载单元4第二通路，切换单元8受控于主动保护单元5进行关断和闭合的切换，以切断或导通第一通路/第二通路；余热发电驱动系统在正常工况下，第一通路处于导通状态，第二通路处于切断状态。
53.主动保护单元5可通过逻辑电路来控制切换单元8，还可以通过无线遥控技术来控制切换单元8，在此不限定。
54.通讯单元6可设置为交互机61，还可以设置为本领域技术人员可知的其他具有双向通讯功能的电子器件，在此不限定。
55.负载单元4包括电容和电阻负载中的至少一种，电容能够将发电机31产生的电能快速吸收并存储起来，电阻负载能够将发电机31产生的电能转化为热能，将电能快速消耗掉。
56.整流回馈单元1和逆变单元2还具有监测功能。整流回馈单元1可监测整流回馈单元1自身实时参数、整流回馈单元1自身的报警及故障状态、充电完成状态及与电网同步状态，还可以通过硬件接口监测整流回馈单元1与电网电源的连接状态、余热发电系统急停状态、整流回馈单元1辅助回路状态以及主动保护单元5输出状态等。逆变单元2可监测发电机31的运行实时参数、逆变单元2自身的报警及故障状态，还可以硬件接口监测整流回馈单元1与电网电源的连接状态、余热发电系统急停状态以及电网同步状态等。整流回馈单元1和逆变单元2还可以将上述监测信息传输给主动保护单元5。
57.本公开实施例还提供了一种余热发电驱动系统的主动保护方法，应用于余热发电驱动系统中的主动保护单元5。
58.图2为本公开实施例提供的一种余热发电驱动系统的主动保护方法的流程示意图。参照图2，该主动保护方法包括：
59.s210、获取余热发电驱动系统中各单元以及单元辅助设备的状态参数。
60.其中，状态参数用于表征余热发电驱动系统中各单元以及单元辅助设备的运行状态，运行状态包括正常状态和故障状态；示例性地，运行状态为正常状态时，对应的状态参数的赋值为“1”，运行状态为故障状态时，对应的状态参数的赋值为“0”。
61.状态参数包括但不限于整流回馈单元1和逆变单元2能够监测到的所有状态参数，还包括本领域技术技术人员可知的其他参数，在此不限定。
62.需要说明的是，发电单元自身不具备监测功能，正常工作时发电单元与逆变单元电连接，因此可利用逆变单元对发电单元的的状态参数进行监测。发电单元至少包括发电机，发电机的状态参数至少包括发电机的实际转速、实际转速变化率和实际输出电流。
63.s220、根据状态参数，确定故障类型。
64.其中，故障类型至少包括单元自身故障和单元辅助设备故障。
65.具体地，接收到整流回馈单元1和逆变单元2发送的状态参数后，根据状态参数和状态参数的赋值，确定故障类型；例如，若整流回馈单元1自身的报警及故障状态的赋值为“0”，则确定故障类型为整流回馈单元自身故障；再例如，若整流回馈单元1辅助回路状态的赋值为“0”，则确定故障类型为单元辅助设备故障。
66.s230、根据故障类型，执行对应的保护措施。
67.其中，单元自身故障对应的保护措施为切断第一通路，同时导通第二通路；单元辅助设备故障对应的保护措施为控制发电单元按照设定程序停止工作。
68.具体地，确定故障类型为单元自身故障，例如，整流回馈单元1、逆变单元2和发电机31中的至少一个发生故障，执行的保护措施为切断第一通路，并导通第二通路，如此，逆变单元2停止向发电机31供电，负载单元4快速吸收或消耗发电机31产生的电能，对发电机31进行紧急制动，使发电机31的旋转部件的转速快速降低直至停止旋转；确定故障类型为单元辅助设备故障，例如，整流回馈单元辅助回路发生故障，执行保护措施为控制发电单元
3按照设定程序停止工作，即控制发电机31的旋转部件逐渐停止旋转；如此，防止旋转部件发生飞车，从而保证了设备安全和人身安全。
69.控制发电单元3停止工作的程序与启动程序相反，具体如下：停止向透平机32通入饱和蒸汽，施加在发电机31旋转部件上的外部动力的逐渐减小，此时发电机31电磁力矩的方向与外部动力的方向相反，为了使发电机31的转速维持在恒定转速，随着外部动力的减小，发电机的电磁力矩也逐渐减小；外部动力持续减小，发动电机31所需的电磁力矩减小为零，发电机31停止发电，此时发电机31的工作电流为0，即逆变单元2停止向发电机31供电；外部动力继续减小直至为零，发电机31的旋转部件停止转动。
70.需要说明的是，正常工况下，主动保护单元5基于切换单元8控制第一通路处于导通状态，第二通路处于切断状态；如此，发电机31产生的电能经过逆变单元2和整流回馈单元1处理后回馈至电网电源。
71.本公开实施例提供的余热发电驱动系统的主动保护方法，余热发电驱动系统至少包括整流回馈单元、逆变单元、发电单元和负载单元，逆变单元和发电单元电连接以形成第一通路，发电单元与负载单元电连接以形成第二通路；该主动保护方法包括：获取余热发电驱动系统中各单元以及单元辅助设备的状态参数；状态参数用于表征余热发电驱动系统中各单元以及单元辅助设备的运行状态，运行状态包括正常状态和故障状态；根据状态参数，确定故障类型；故障类型至少包括单元自身故障和单元辅助设备故障；根据故障类型，执行对应的保护措施；其中，单元自身故障对应的保护措施为切断第一通路，同时导通第二通路；单元辅助设备故障对应的保护措施为控制发电单元按照设定程序停止工作。由此，当余热发电驱动系统发生故障时，执行对应的保护措施，防止发生飞车现象，从而保证了人身设备安全。
72.在一些实施例中，如图3所示，为本公开实施例提供的另一种余热发电驱动系统的主动保护方法的流程示意图。参照图3，故障类型还包括响应故障；该主动保护方法还包括：
73.s310、向余热发电驱动系统中各单元发送诊断数据。
74.s320、接收余热发电驱动系统中各单元响应于诊断数据返回的反馈数据。
75.具体地，结合图1，主动保护单元5通过交换机61实现与整流回馈单元1、逆变单元2以及余热发电系统控制器7之间的双向通讯；首先，控制主动保护单元5向整流回馈单元1和逆变单元2发送诊断数据；整流回馈单元1和逆变单元2接收到诊断数据后，响应于诊断数据会向主动保护单元5返回对应的反馈数据；诊断数据的传输路径和反馈数据的传输路径相同，但传输方向相反。
76.s330、当反馈数据满足预设响应故障条件时，确定故障类型为响应故障。
77.在正常工况下，诊断数据和反馈数据相等，因此预设响应故障条件可设置为反馈数据不等于诊断数据，当反馈数据不等于诊断数据时，表明出现数据丢包现象，确定故障类型为响应故障；预设响应故障条件还可以设置为反馈数据不等于诊断数据的连续发生次数超过预设次数，假设预设次数为3次，当反馈数据不等于诊断数据的连续发生3次，确定故障类型为响应故障。
78.本实施例中，导致反馈数据不等于诊断数据的情况至少包括以下两种：一是被诊断单元(整流回馈单元1和逆变单元2中的至少一个)发生死机，不能对诊断数据进行响应；二是被诊断单元与主动保护单元的通讯路径发生故障，例如网线松动或断开。
79.需要说明的是，本公开实施例仅示例性将上述导致反馈数据不等于诊断数据的两种情况均定义为响应故障，但并不构成对本公开实施例提供的余热发电驱动系统的主动保护方法的限定。在其他实施方式中，还可以将上述两种情况进行细分，分别确定为死机故障和通讯路径故障，在此不限定。
80.在一些实施例中，如图4所示，为本公开实施例提供的又一种余热发电驱动系统的主动保护方法的流程示意图。参照图4，s330“当反馈数据满足预设响应故障条件，确定故障类型为响应故障”包括：
81.s430、当反馈数据不等于诊断数据的连续发生次数超过预设次数时，确定故障类型为响应故障。
82.以反馈数据和诊断数据的单次比较结果作为确定响应故障的依据，可能会发生误判的情况，为提高准确性，增加反馈数据和诊断数据的比较次数，如果反馈数据均不等于诊断数据的连续发生次数超过预设次数，则确定故障类型为响应故障。
83.在一些实施例中，如图3或图4所示，该主动保护方法还包括：
84.s340/s440、确定故障类型为响应故障，执行的保护措施为切断第一通路，同时导通第二通路。
85.示例性地，当整流回馈单元1和逆变单元2中的至少一个发生响应故障时，例如死机，其无法对主动保护单元发送的诊断数据做出响应，其也无法正常驱动发电单元3进行发电以及将发电单元3产生的电能回馈至电网电源，因此，为了保证余热发电系统的稳定性运行和人员设备安全，执行保护措施，具体为：主动保护单元基于切换单元控制逆变单元和发电机之间的第一通路切断，同时控制发电机与负载单元之间的第二通路导通，利用负载单元将发电机产生的电能快速吸收或消耗，使发电机的旋转部件快速停止旋转，防止放生飞车。
86.在其他实施方式中，还可以将响应故障细化为死机故障和通讯路径故障，针对不同故障采取不同的保护措施，具体为；确定故障类型为死机故障，执行的保护措施为切断第一通路，同时导通第二通路；确定故障类型为通讯路径故障，执行的保护措施是报警提示，提醒运行人员检查网线以及网线接口以恢复通讯；提示方式包括但不限于听觉提示(例如语音播报、特定铃声和嗡鸣声等)、视觉提示(例如指示灯或显示屏)、触觉提醒(例如振动)和嗅觉提示(例如散发特定气味)，在此不限定。
87.示例性地，如图5所示，为本公开实施例提供的“确定故障类型为响应故障”的一种细化流程示意图。参照图5，该主动保护方法包括：
88.s501，初始化相关数据。
89.示例性地，设置故障计数器f_count的初始值为“0”，诊断数据s_diagdata的初始值为“1”，反馈数据r_diagdata的初始值为“0”，故障诊断状态state的初始值为“0”，诊断数据最大值s_diagdata_max设置为3000，故障计数器故障值f_count_value设置为3。
90.s502、向与余热发电驱动系统中对应单元发送诊断数据。
91.示例性地，向整流回馈单元和/或逆变单元发送诊断数据。
92.s503、接收余热发电驱动系统中对应单元返回的反馈数据。
93.其中，s502～s503与s310～s320处相同，可参见s310～s320处解释说明，在此不再赘述。
94.s504、判断反馈数据是否不等于诊断数据。
95.具体地，对反馈数据与诊断数据进行比较，当反馈数据不等于诊断数据，即判定结果为是，执行s505；当反馈数据等于诊断数据，即判定结果为否，执行s506。
96.s505、将故障计数器在当前值的基础上累计加1。
97.当反馈数据r_diagdata与诊断数据s_diagdata不相等，即s_diagdata≠r_diagdata时，表明出现数据丢包现象，该单元可能存在响应故障，将故障计数器f_count在当前值的基础上累计加1。
98.本步骤结束后执行s507。
99.s506、将故障计数器的当前值清零。
100.当反馈数据r_diagdata与诊断数据s_diagdata相同，即s_diagdata＝r_diagdata，表明该单元的响应正常，将故障计数器f_count进行清零。
101.本步骤结束后执行s507。
102.s507、判断诊断数据是否超过设定的诊断数据最大值。
103.示例性地，诊断数据最大值s_diagdata_max设置为3000；当诊断数据大于诊断数据最大值，即s_diagdata＞s_diagdata_max时，执行s508；当诊断数据小于或等于诊断数据最大值，即s_diagdata≤s_diagdata_max，执行s590。
104.s508、将诊断数据重新初始化。
105.其中，诊断数据的初始值为“1”。本步骤结束后执行s510。
106.s509、将诊断数据在当前值得基础上累计加1。
107.示例性地，如果执行本步骤前诊断数据的当前值为“1”，则执行本步骤后诊断数据的当前值为2。本步骤结束后执行s510。
108.s510、判断故障计数器是否大于故障计数器故障值。
109.具体地，当故障计数器大于故障计数器故障值时，即f_count＞f_count_value，执行s511；当故障计数器小于或等于故障计数器故障值时，即f_count≤f_count_value，执行s512。
110.s511、确定故障诊断状态的输出值为1。
111.具体地，当故障计数器大于故障计数器故障值时，表明诊断数据不等于反馈数据的连续发生次数超过了预设次数，确定该单元存在响应故障，对应的故障诊断状态state的输出值为“1”，执行对应的保护措施，具体为切断第一通路并导通第二通路，由制动单元快速吸收发电机产生的电能。本步骤结束后返回执行s502。
112.s512、确定故障诊断状态的输出值为0。
113.具体地，当故障计数器小于或等于故障计数器故障值时，表明诊断数据不等于反馈数据的连续发生次数没超过了预设次数，还不能确定该单元是否存在响应故障，故确定故障诊断状态state的数值为“0”，不执行保护措施。本步骤结束后返回执行s502。
114.需要说明的是，图5仅示例性地示出了诊断数据最大值为“3000”，故障计数器故障致为“3”，当并不够成对本公开实施例提供的主动保护方法的限定。在其他实施方式中，诊断数据最大值可根据余热发电驱动系统中各单元的数据范围大小进行设置，故障计数器故障值可根据主动保护单元的安全裕度和保护实时性进行设置，在此不限定。
115.在一些实施例中，发电单元至少包括发电机，发电单元的状态参数至少包括发电
机的实际转速、实际转速变化率和实际输出电流；“根据状态参数，确定故障类型”包括：
116.满足实际转速大于预设转速、实际转速变化率大于预设转速变化率以及实际输出电流超出预设电流阈值中的至少一种，确定故障类型为发电单元自身故障。
117.其中，由于发电机负载过大、发电机旋转部件(转子)和透平机的轴向晃动或径向跳动超限等原因导致转子与定子发生接触，进而造成发电机失步；发电机发生失步，对应的发电机的实际转速、实际转速变化率和实际输出电流也会发生变化，在满足实际转速大于预设转速、实际转速变化率大于预设转速变化率以及实际输出电流超出预设电流阈值中的至少一种时，确定故障类型为发电单元自身故障，对应的保护措施为切断第一通路，同时导通第二通路。
118.在一些实施例中，该主动保护方法还包括：
119.确定接收到急停信号，执行的保护措施为切断第一通路，同时导通第二通路。
120.其中，结合图1，在余热发电系统控制器7、整流回馈单元1以及逆变单元2上均设有急停按钮；当运行人员发现系统故障时，可手动按下急停按钮触发急停信号；主动保护单元5接收到急停信号后，基于切换单元8控制第一通路切断，同时控制第二通路导通，利用负载单元将发电机产生的电能快速吸收或消耗，使发电机的旋转部件迅速停止旋转，防止放生飞车，保证了人身设备安全。
121.在一些实施例中，“根据状态参数，确定故障类型”之后，该主动保护方法还包括：
122.将状态参数发送给余热发电系统控制器；以由余热发电系统控制器根据状态参数，调整余热发电系统中蒸汽单元的工作参数。
123.其中，蒸汽单元至少包括换热器、蒸发器、冷凝器和工质泵等设备。结合图1，在确定了故障类型后，主动保护单5通过交换机61将故障类型对应的状态参数(或者状态参数和保护策略)发送给余热发电系统控制器7，由余热发电系统控制器7对饱和蒸汽量以及蒸汽单元中各设备的工作参数进行调整，例如，停止向透平机32通入饱和蒸汽，即降低饱和蒸汽量，对应的减小了对发电机31的旋转部件施加的外部动力，配合保护措施将旋转部件快速停止旋转，防止发生飞车，保证了人身设备安全。
124.基于同一发明构思，本公开实施例还提供了一种余热发电驱动系统的主动保护装置，该主动保护装置用于执行上述任一种主动保护方法的步骤，具有对应的有益效果，相同之处可参照上文理解，后文中不赘述。
125.在一些实施例中，如图6所示，为本公开实施例提供的一种余热发电驱动系统的主动保护装置的结构示意图。参照图1和图6，余热发电驱动系统至少包括整流回馈单元1、逆变单元2、发电单元3、单元辅助设备和负载单元4，逆变单元2和发电单元3电连接以形成第一通路，发电单元3与负载单元4电连接以形成第二通路；该主动保护装置600包括：获取模块601，用于获取余热发电驱动系统中各单元以及单元辅助设备的状态参数；状态参数用于表征余热发电驱动系统中各单元以及单元辅助设备的运行状态，运行状态包括正常状态和故障状态；确定模块602，用于根据状态参数，确定故障类型；故障类型至少包括单元自身故障和单元辅助设备故障；执行模块603，用于根据故障类型，执行对应的保护措施；其中，单元自身故障对应的保护措施为切断第一通路，同时导通第二通路；单元辅助设备故障对应的保护措施为控制发电单元按照设定程序停止工作。
126.在一些实施例中，故障类型还包括响应故障；该主动保护装置还包括：发送模块和
接收模块；发送模块，用于向余热发电驱动系统中各单元发送诊断数据；接收模块，用于接收余热发电驱动系统中各单元响应于诊断数据返回的反馈数据；确定模块还用于当反馈数据满足预设响应故障条件时，确定故障类型为响应故障。
127.在一些实施例中，确定模块用于当反馈数据满足预设响应故障条件，确定故障类型为响应故障，包括：当反馈数据不等于诊断数据的连续发生次数超过预设次数时，确定故障类型为响应故障。
128.在一些实施例中，确定故障类型为响应故障，执行的保护措施为切断第一通路，同时导通第二通路。
129.在一些实施例中，发电单元至少包括发电机，发电单元的状态参数至少包括发电机的实际转速、实际转速变化率和实际输出电流；确定模块用于根据状态参数，确定故障类型，包括：满足实际转速大于预设转速、实际转速变化率大于预设转速变化率以及实际输出电流超出预设电流阈值中的至少一种，确定故障类型为发电单元自身故障。
130.在一些实施例中，确定接收到急停信号，执行的保护措施为切断第一通路，同时导通第二通路。
131.在一些实施例中，根据状态参数，确定故障类型之后，发送模块还用于将状态参数发送给余热发电系统控制器；以由余热发电系统控制器根据状态参数，调整余热发电系统中蒸汽单元的工作参数。
132.该主动保护装置可以采用软件和/或硬件实现，并可集成在任意具有计算能力的处理器或电子设备上。本公开装置实施例中未详尽描述的内容可以参考本公开任意方法实施例中的描述。
133.在上述实施方式的基础上，本公开实施例还提供了一种电子设备。如图7所示，该电子设备700包括：存储器701和处理器702；存储器701上存储有可执行的程序或指令；处理器702运行程序或指令，以实现上述任一种主动保护方法的步骤。
134.其中，处理器702可以是中央处理单元(cpu)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制计算机中的其他组件以执行期望的功能。
135.存储器701可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(ram)和/或高速缓冲存储器(cache)等。非易失性存储器例如可以包括只读存储器(rom)、硬盘、闪存等。在计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器702可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本技术的各个实施例的方法步骤以及/或者其他期望的功能。
136.除了上述方法和装置以外，本公开的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本技术各种实施例的方法步骤。
137.所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如java、c++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备
或服务器上执行。
138.在上述实施方式的基础上，本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行，以实现上述任一种主动保护方法的步骤，具有对应的有益效果，为避免重复描述，在此不再赘述。
139.上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。
140.计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd－rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
141.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
142.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种余热发电驱动系统的主动保护方法，其特征在于，所述余热发电驱动系统至少包括整流回馈单元、逆变单元、发电单元、单元辅助设备和负载单元，所述逆变单元和所述发电单元电连接以形成第一通路，所述发电单元与负载单元电连接以形成第二通路；所述主动保护方法包括：获取所述余热发电驱动系统中各单元以及单元辅助设备的状态参数；所述状态参数用于表征所述余热发电驱动系统中各单元以及单元辅助设备的运行状态，所述运行状态包括正常状态和故障状态；根据所述状态参数，确定故障类型；所述故障类型至少包括单元自身故障和单元辅助设备故障；根据所述故障类型，执行对应的保护措施；其中，单元自身故障对应的保护措施为切断所述第一通路，同时导通所述第二通路；单元辅助设备故障对应的保护措施为控制所述发电单元按照设定程序停止工作。2.根据权利要求1所述的主动保护方法，其特征在于，所述故障类型还包括响应故障；所述主动保护方法还包括：向所述余热发电驱动系统中各单元发送诊断数据；接收所述余热发电驱动系统中各单元响应于所述诊断数据返回的反馈数据；当所述反馈数据满足预设响应故障条件时，确定故障类型为响应故障。3.根据权利要求2所述的主动保护方法，其特征在于，所述当所述反馈数据满足预设响应故障条件，确定故障类型为响应故障，包括：当所述反馈数据不等于所述诊断数据的连续发生次数超过预设次数时，确定故障类型为响应故障。4.根据权利要求3所述的主动保护方法，其特征在于，所述主动保护方法还包括：确定故障类型为响应故障，执行的保护措施为切断所述第一通路，同时导通所述第二通路。5.根据权利要求1所述的主动保护方法，其特征在于，所述发电单元至少包括发电机，所述发电单元的状态参数至少包括发电机的实际转速、实际转速变化率和实际输出电流；所述根据所述状态参数，确定故障类型，包括：满足所述实际转速大于预设转速、所述实际转速变化率大于预设转速变化率以及所述实际输出电流超出预设电流阈值中的至少一种，确定故障类型为发电单元自身故障。6.根据权利要求1所述的主动保护方法，其特征在于，还包括：确定接收到急停信号，执行的保护措施为切断所述第一通路，同时导通所述第二通路。7.根据权利要求1-6任一项所述的主动保护方法，其特征在于，所述根据所述状态参数，确定故障类型之后，所述主动保护方法还包括：将所述状态参数发送给余热发电系统控制器；以由所述余热发电系统控制器根据所述状态参数，调整余热发电系统中蒸汽单元的工作参数。8.一种余热发电驱动系统的主动保护装置，其特征在于，所述余热发电驱动系统至少包括整流回馈单元、逆变单元、发电单元、单元辅助设备和负载单元，所述逆变单元和所述发电单元电连接以形成第一通路，所述发电单元与负载单元电连接以形成第二通路；所述主动保护装置包括：
获取模块，用于获取所述余热发电驱动系统中各单元以及单元辅助设备的状态参数；所述状态参数用于表征所述余热发电驱动系统中各单元以及单元辅助设备的运行状态，所述运行状态包括正常状态和故障状态；确定模块，用于根据所述状态参数，确定故障类型；所述故障类型至少包括单元自身故障和单元辅助设备故障；执行模块，用于根据所述故障类型，执行对应的保护措施；其中，单元自身故障对应的保护措施为切断所述第一通路，同时导通所述第二通路；单元辅助设备故障对应的保护措施为控制所述发电单元按照设定程序停止工作。9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器；所述存储器上存储有可执行的程序或指令；所述处理器运行所述程序或指令，以实现如权利要求1-7任一项所述的主动保护方法的步骤。10.一种计算机可读介质，其特征在于，其上存储有计算机程序或指令，所述计算机程序被处理器执行，以实现如权利要求1-7任一项所述的主动保护方法的步骤。

技术总结
本公开涉及余热发电驱动系统的主动保护方法、装置、设备及介质，该主动保护方法包括：获取余热发电驱动系统中各单元以及单元辅助设备的状态参数；状态参数用于表征余热发电驱动系统中各单元以及单元辅助设备的运行状态；根据状态参数，确定故障类型；故障类型至少包括单元自身故障和单元辅助设备故障；根据故障类型，执行对应的保护措施；其中，单元自身故障对应的保护措施为切断逆变单元与发电单元之间第一通路，同时导通发电单元与负载单元之间的第二通路；单元辅助设备故障对应的保护措施为控制发电单元按照设定程序停止工作。由此，当余热发电驱动系统发生故障时，执行对应的保护措施，防止发生飞车现象，从而保证了人身设备安全。备安全。备安全。


技术研发人员：李涛 叶胜钱 夏滨 张生海 李永思 杨海明
受保护的技术使用者：北京二十一世纪科技发展有限公司
技术研发日：2023.04.06
技术公布日：2023/7/18