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                  柴油發電機的控制系統是如何工作的

                  2020-12-30

                    目前,隨著企業業務的不斷增長,數據中心的日常能耗也呈現同步增長趨勢。在市電中斷的情況下,單臺柴油發電機根本無法滿足數據中心的備用電源容量需求,因此往往需要多臺機組并聯運行。那么柴油發電機組的控制系統是如何工作的呢?讓我們看看下一個季度。


                    首先,下垂控制


                    為了保證柴油發電機組并聯運行的穩定性,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調,實現了各機組之間的平等控制,保證了柴油發電機組并聯系統的供需平衡和頻率穩定。


                    下垂控制采用電壓和電流雙環控制。電流內環動態響應速度快,用于改善發電機組的電能質量。電壓外環控制器動態響應速度慢,可以控制系統輸出電壓,產生內環參考信號。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得到相應的平均功率;假設額定頻率運行,發電機組輸出的有功功率為P,F和U分別為電力系統的頻率和額定電壓幅值。輸出頻率和電壓幅值指令通過droop環節獲得,然后通過電壓合成環節產生參考電壓,再將參考電壓作為電壓電流雙環節控制器的輸入。

                  柴油發電機的控制系統是如何工作的

                    第二,速度控制(主動頻率控制)系統


                    以同步發電機的額定功率fN為參考值,當下游負載有功功率增加到Pred時,同步發電機的輸出頻率下降到一個新的穩定值fref,ab段的斜率為同步發電機的靜差調節系數mp, f=fref-fn, p=pn-pred。當柴油發電機組并聯運行時,每臺發電機動態調整自己的頻率和功率,直到滿足所有負載要求。如果每臺發電機組容量相同,則靜差調節系數相同,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差調節系數越大,機組承擔的下游負荷自然就越多。


                    第三,電壓調節(無功電壓控制)系統


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


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