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      柴油發電機組自動控制系統工作原理

      作者:來源:發布時間:2022-04-18 13:42:06

      【摘要】: 目前,隨著企業業務的不斷增長,數據中心日常所消耗的能源也呈同步增長趨勢,一旦發生市電中斷故障,單臺柴油發電機根本滿足不了數據中心后備電源容量需求,所以,往往需要多臺機組并機
      目前,隨著企業業務的不斷增長,數據中心日常所消耗的能源也呈同步增長趨勢,一旦發生市電中斷故障,單臺柴油發電機根本滿足不了數據中心后備電源容量需求,所以,往往需要多臺機組并機運行。為了提高電力系統運行的經濟性和系統可靠性,這就要求系統控制邏輯上不僅要求機組本身具有良好的性能,而且要求各機組間合理承擔下游系統中的有功和無功負荷,這些要求集中反映在對原動機的調速系統和同步發電機的調壓系統。

      一、下垂控制(Droop Contol)vBd柴油發電機_船用柴油發電機,高壓柴油發電機_江蘇凱華動力有限公司

      為了保證柴油發電機組并機運行的穩定性,往往采用下垂控制,即分別通過P/f下垂控制和Q/V下垂控制來獲取穩定的頻率和電壓,這種控制方式對各機組輸出的有功功率和無功功率分別控制,無需各機組間的通信協調,實現各機組之間的對等控制,保證了柴油發電機組并機系統的供需平衡和頻率穩定。vBd柴油發電機_船用柴油發電機,高壓柴油發電機_江蘇凱華動力有限公司

      下垂控制采用了電壓、電流雙環控制,電流內環動態響應速度快,用來提高發電機組的電能質量,電壓外環控制器動態響應速度較慢,可以控制系統的輸出電壓,并產生內環參考信號。首先利用測量模塊采集負荷點的電壓和電流,計算出發電機組的輸出瞬時有功、無功功率,再經過低通濾波器LPF得到相應的平均功率;假設額定頻率運行時,發電機組輸出的有功功率為P,F、U分別為電力系統的頻率和額定電壓幅值,通過下垂環節得到輸出頻率和電壓幅值的指令,再通過電壓合成環節產生參考電壓,然后,參考電壓將作為電壓電流雙環節控制器的輸入。vBd柴油發電機_船用柴油發電機,高壓柴油發電機_江蘇凱華動力有限公司

      二、調速(有功-頻率控制)系統vBd柴油發電機_船用柴油發電機,高壓柴油發電機_江蘇凱華動力有限公司

      以同步發電機的額定功率fN為基準值,當下游負載的有功功率增加到Pred,則同步發電機的輸出頻率下垂到fref這個新的穩定值,AB段的斜率即為同步發電機的靜態調差系數mp,Δf=fref-fN,ΔP=PN-Pred。在柴油發電機組并聯運行時,各發電機動態調整各自的頻率和功率,直至滿足所有負載需求。若各發電機組容量相同,則靜態調差系數也相同,輸出功率自然也相同;若機組容量不同,則單機容量較大的機組靜態調差系數較大,機組承擔的下游負載自然也更多。vBd柴油發電機_船用柴油發電機,高壓柴油發電機_江蘇凱華動力有限公司

       

      三、調壓(無功-電壓控制)系統vBd柴油發電機_船用柴油發電機,高壓柴油發電機_江蘇凱華動力有限公司

      同理,CD段的斜率稱為同步發電機的無功-電壓下垂控制系數nq,反應了發電機組無功功率增量與端電壓偏差的關系,且ΔU=Uref-UN,ΔQ=QN-Qred。由同步發電機勵磁功率單元控制框圖可知,經過測量環節與調差環節的計算得出參考電壓,然后在與發電機端電壓進行比較(其中調壓器為PI控制),使得發電機端電壓始終迅速跟蹤電壓指令。vBd柴油發電機_船用柴油發電機,高壓柴油發電機_江蘇凱華動力有限公司
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