目前，隨著企業(yè)業(yè)務(wù)的不斷增長，數(shù)據(jù)中心日常所消耗的能源也呈同步增長趨勢，一旦發(fā)生市電中斷故障，單臺柴油發(fā)電機根本滿足不了數(shù)據(jù)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(tǒng)運行的經(jīng)濟性和系統(tǒng)可靠性，這就要求系統(tǒng)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(dān)下游系統(tǒng)中的有功和無功負(fù)荷，這些要求集中反映在對原動機的調(diào)速系統(tǒng)和同步發(fā)電機的調(diào)壓系統(tǒng)。

圖1? 柴油發(fā)電機系統(tǒng)圖

一、下垂控制（Droop Contol）

為了保證柴油發(fā)電機組并機運行的穩(wěn)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(wěn)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(xié)調(diào)，實現(xiàn)各機組之間的對等控制，保證了柴油發(fā)電機組并機系統(tǒng)的供需平衡和頻率穩(wěn)定。

下垂控制采用了電壓、電流雙環(huán)控制，電流內(nèi)環(huán)動態(tài)響應(yīng)速度快，用來提高發(fā)電機組的電能質(zhì)量，電壓外環(huán)控制器動態(tài)響應(yīng)速度較慢，可以控制系統(tǒng)的輸出電壓，并產(chǎn)生內(nèi)環(huán)參考信號。首先利用測量模塊采集負(fù)荷點的電壓和電流，計算出發(fā)電機組的輸出瞬時有功、無功功率，再經(jīng)過低通濾波器LPF得到相應(yīng)的平均功率；假設(shè)額定頻率運行時，發(fā)電機組輸出的有功功率為P，F、U分別為電力系統(tǒng)的頻率和額定電壓幅值，通過下垂環(huán)節(jié)得到輸出頻率和電壓幅值的指令，再通過電壓合成環(huán)節(jié)產(chǎn)生參考電壓，然后，參考電壓將作為電壓電流雙環(huán)節(jié)控制器的輸入。

二、調(diào)速（有功-頻率控制）系統(tǒng)

以同步發(fā)電機的額定功率f_N為基準(zhǔn)值，當(dāng)下游負(fù)載的有功功率增加到P_red，則同步發(fā)電機的輸出頻率下垂到f_ref這個新的穩(wěn)定值，AB段的斜率即為同步發(fā)電機的靜態(tài)調(diào)差系數(shù)m_p，Δf=f_ref-f_N，ΔP=P_N-P_red。在柴油發(fā)電機組并聯(lián)運行時，各發(fā)電機動態(tài)調(diào)整各自的頻率和功率，直至滿足所有負(fù)載需求。若各發(fā)電機組容量相同，則靜態(tài)調(diào)差系數(shù)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(tài)調(diào)差系數(shù)較大，機組承擔(dān)的下游負(fù)載自然也更多。

圖2? ?有功-頻率下垂控制特性曲線及結(jié)構(gòu)框圖

三、調(diào)壓（無功-電壓控制）系統(tǒng)

同理，CD段的斜率稱為同步發(fā)電機的無功-電壓下垂控制系數(shù)n_q，反應(yīng)了發(fā)電機組無功功率增量與端電壓偏差的關(guān)系，且ΔU=U_ref-U_N，ΔQ=Q_N-Q_red。由同步發(fā)電機勵磁功率單元控制框圖可知，經(jīng)過測量環(huán)節(jié)與調(diào)差環(huán)節(jié)的計算得出參考電壓，然后在與發(fā)電機端電壓進(jìn)行比較（其中調(diào)壓器為PI控制），使得發(fā)電機端電壓始終迅速跟蹤電壓指令。

圖3? ?無功-電壓下垂控制特性曲線及結(jié)構(gòu)框圖

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的柴油发电机组自动控制系统工作原理的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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