柴油發(fā)電機的控制系統(tǒng)是如何工作的

　　目前，隨著企業(yè)業(yè)務(wù)的不斷增長，數(shù)據(jù)中心的日常能耗也呈現(xiàn)同步增長趨勢。在市電中斷的情況下，單臺柴油發(fā)電機根本無法滿足數(shù)據(jù)中心的備用電源容量需求，因此往往需要多臺機組并聯(lián)運行。那么柴油發(fā)電機組的控制系統(tǒng)是如何工作的呢?讓我們看看下一個季度。

　　首先，下垂控制

　　為了保證柴油發(fā)電機組并聯(lián)運行的穩(wěn)定性，常采用下垂控制，即采用P/f下垂控制和Q/V下垂控制，以獲得穩(wěn)定的頻率和電壓。該控制方法分別控制各機組輸出的有功功率和無功功率，無需各機組之間的通信和協(xié)調(diào)，實現(xiàn)了各機組之間的平等控制，保證了柴油發(fā)電機組并聯(lián)系統(tǒng)的供需平衡和頻率穩(wěn)定。

　　下垂控制采用電壓和電流雙環(huán)控制。電流內(nèi)環(huán)動態(tài)響應(yīng)速度快，用于改善發(fā)電機組的電能質(zhì)量。電壓外環(huán)控制器動態(tài)響應(yīng)速度慢，可以控制系統(tǒng)輸出電壓，產(chǎn)生內(nèi)環(huán)參考信號。測量模塊首先采集負載點的電壓和電流，計算起動電機單元的瞬時有功和無功功率，然后通過低通濾波器LPF得到相應(yīng)的平均功率;假設(shè)額定頻率運行，發(fā)電機組輸出的有功功率為P，F(xiàn)和U分別為電力系統(tǒng)的頻率和額定電壓幅值。輸出頻率和電壓幅值指令通過droop環(huán)節(jié)獲得，然后通過電壓合成環(huán)節(jié)產(chǎn)生參考電壓，再將參考電壓作為電壓電流雙環(huán)節(jié)控制器的輸入。

　　第二，速度控制(主動頻率控制)系統(tǒng)

　　以同步發(fā)電機的額定功率fN為參考值，當(dāng)下游負載有功功率增加到Pred時，同步發(fā)電機的輸出頻率下降到一個新的穩(wěn)定值fref，ab段的斜率為同步發(fā)電機的靜差調(diào)節(jié)系數(shù)mp， f=fref-fn， p=pn-pred。當(dāng)柴油發(fā)電機組并聯(lián)運行時，每臺發(fā)電機動態(tài)調(diào)整自己的頻率和功率，直到滿足所有負載要求。如果每臺發(fā)電機組容量相同，則靜差調(diào)節(jié)系數(shù)相同，輸出功率自然相同;如果機組容量不同，機組容量越大的機組靜態(tài)差調(diào)節(jié)系數(shù)越大，機組承擔(dān)的下游負荷自然就越多。

　　第三，電壓調(diào)節(jié)(無功電壓控制)系統(tǒng)

　　同理，截面CD的斜率稱為同步發(fā)電機無功電壓下垂控制系數(shù)nq，它反映了無功功率增量與發(fā)電機組端電壓偏差的關(guān)系， u=uref-un， q=qn-qred。根據(jù)同步發(fā)電機勵磁功率單元控制框圖，通過測量環(huán)節(jié)和差值調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)計算出參考電壓，然后與發(fā)電機端電壓(其中調(diào)壓器為PI控制)進行比較，使發(fā)電機端電壓始終快速跟蹤電壓指令。