柴油发电机组并联运行分析与综合控制的研究

陈传勇

摘要：现代通信网的预备电力系统中，尤其是在军事通信应用领域，柴油发电机是最常用的预备电力，随着科学技术的快速发展，柴油发电机的技术不断更新和完善，柴油发电机的稳定性和柴油发电机的特性对通信设备的电力供应很重要。

关键词：柴油发电机;并联;运行分析

0  引言

人类进入工业革命以来，经历过三次重大历史革命，第一次飞跃到20世纪20年代，石油供应系统从压缩式跃进到机械喷射式。第二次飞跃到20世纪50年代，实现了增压技术的飞跃性改革，第三次飞跃是电子技术在汽车产业中应用的飞跃发展，柴油机械设备的井喷式发展。经过三次发展飞速的工业革命，柴油机构电器控制技术已经被认为是衡量世界柴油机构技术先进水平的判断标准，柴油机引擎速度为了调节和解决稳定性问题，以计算机技术为核心的柴油机数码自动控制技术成为了代表性的技术。

柴油发电机领域除了安全性和稳定性外，还应考虑节能，即电能的经济性。负载和频率变化范围很大时，应安排两台以上的柴油发电机，备用设备的出现，需要考虑电器供应系统的安全性。针对相应的机器组装对数也可以根据负载的变化进行调整，柴油发电机的并联运行比现有的单个柴油引擎运行具有以下优势：

①供电方式灵活，经济;

②电压相对稳定，可提高供电质量，特别是电力系统的大负荷运行时，并行运行可以减少大负荷运行引起的电压和频率波动;

③提高可靠性和安全性，多台机器组合并运行，一组机器组出故障，可以继续确保关键用电负荷的需求，避免事故扩大，减少损失。柴油发电机的并行运行方式可根据实际外载调整机器的数量，避免过度的空转和过度使用。

1  运行基本条件

一台发电机械设备首先投入运行，电压传递到母线，另一台机器设备启动后，必须与前一台机器合并，发电机关闭时，不得有有害的冲击电流，因为轴不能突然产生冲击，关上后，转子要迅速同步。即，转子的转速与规定的转速相同，因此，发电设备的并行运行应满足以下条件：发电设备电压的有效值和波形必须是一样的，两个发电设备的电压的相位应该是一样的，两个发电设备的频率相同，两个发电设备的相互作用相同。

频率和电压是电力系统运行的两个重要质量指标，电力网的频率和电压的变化对负荷和机械设备的运行产生不利的影响，为了避免相互震动的影响，同一模式的两个三相基调规定在总功率的20-100%范围内，稳定并行，负荷稳定，流配率和无公害功率分配的差距必须在10%以上，调速器根据原动机的实际转速和给定的转速的差异，自动调整转速柴油机，柴油机的旋转速度n（或频率f）和柴油机输出P的关系是柴油机的调速特性，调节静态速度的功能是调节节气自动调节时机械设备的旋转速度或频率和输出提供的功率所谓关系。所以调节速度对于柴油发电机的并行运行稳定性很重要，为了稳定柴油发电机的并行运行，需要将其放在功率分配和调频上，调节速度的特性不同。电力网的负载变化时，可以自动的、稳定的分配（按比例分配），两种功能同时进行稳定运行，但两个曲线的倾斜率不同（调节率不同）的功率可以按比例平均分配没有，调节器的调整率为3-5%，工力比例分配偏差不得超过各个额定功率的±10%，调速功能都没有相同的特性，不能并行运行，两者没有差异，稳定的作业场所不存在。在电力网的变化中，整个功率变化都是由无差别特性的发电机负责（有功率分布不均匀）。

2  问题分析及解决

2.1 准同期及同期并列法

准同机是正确的周期，准同步并行运行时，发电机组的电压必须相同，频率和位相必须相同，它可以通过设置在同步面板上的两个电压计、两个频率表、同步显示等来监测。程序如下：

打开发电机的负荷开关，将电压送入母线，其他机组处于预备状态，打开同步开关，调整并联发电机的旋转速度，使同步旋转速度（发电机和其他机器设备的频率差在半周期以内）接近，调整并行发电机的电压，接近其他发电机的电压，当频率和电压相差无几时，同步计量器的旋转速度逐渐减慢，同步指示灯亮。当发电机连接时，并行单元的位相与其他单元的位相相同，同步计量的指针也相同，当并列单元与其他单元的位差最大时，同步表指向下面的中心位置，同步灯最亮，表针向时针旋转时，并联发电机的频率高于其它机组，从而降低并联发电机的旋转速度。反之，表针向逆时针旋转时，应提高并联发电机的旋转速度，表针随着时针方向慢慢旋转，当指针接近同步点时，应立即连接并联电路断路器，将两个机构并联起来做，经过并行程序后，切断同步时钟的开关和相应同步开关，当两台发电机空载时，可能会发生频率差和电压差，两台机器组的监视计量器（电流计，电力计量器，功率计量器）反映实际的功率，一是旋转速度（频率）不一致而引起的反攻，另一是电压不均所引起的反攻。

2.2 发电机问题探究

2.2.1 频率逆功

如果两个设备的频率不同，就会造成电压电流功率的差异。这时一台机器设备的旋转调整速度，根据功率表的指示调整功率表的指示，将功率表指示调整为0，两个涉笔组的电力指示为0，两个机械组的旋转速度（频率）基本相同，但此時电流表上仍然有显示，即电压差逆向功。

2.2.2 电压逆功

两台机组的电力指示为0，电流界仍有电流指示，可以调整一台机组的电压调整按钮，调整时要注意电流表和功率的指示。过后，根据电力计量器的指示，将电力参数调整为0.5或以上，一般可调整为0.8左右，这是最好的状态。

在实体工程运营过程中，柴油发电机、涡轮机机组等设备之间的关系比较密切。通常由于一个细部的变化，会影响整个系统的稳定运行，甚至还会影响系统运行的安全，从模型结构的角度来看，PID控制算法的应用对推进模式调节器的高效运行起着积极的作用。调节变量变化相关内容的原因是可以更直观地显示数据变量，转速参数的变化，是指根据柴油引擎的运行状况和外部负荷的变化而发生一定程度的变化。除此之外，部分参数控制可以通过控制给水量来保证系统的稳定运行，并在合理的范围内维持柴油机的系统转动速度，建立柴油发电机，并列运行模拟模型，并将相应的参数通过调整模拟实验，可以知道柴油发电机械的静态和动态稳定特性可以建立相应的发电站环境并实现，在高等数学中运用参数计算、运动学等相关物理数学理论，得出合理的结论。可获得保持柴油发电设备并行运行稳定性，为今后实体工程的实际运营做好准备，积分、比例、微分的三个参数组成控制系统，以三者的计算特征为中心扩大控制原理，在典型模式下的PID控制系统是比较完整的线性控制系统，系统的整个系统是给定值和系统的实际输出值要根据之间的差异进行调整和控制。

3  结论

综上所述，柴油发电机是一种非常备用的电力，在通信领域中起着重要的作用，对军事领域的电力系统的稳定运行也有着重要的意义。柴油发电机是分领域，尤其是在军事领域中经常使用的方法，但是在实际应用过程中，由于相互作用振动的影响，采取相应措施减少冲击，最终需要柴油发展实现稳定工作，发挥最大优势。

参考文献：

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