[發明專利]一種發電機組并機控制方法

有效

• 申請號: 201410435970.4
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN104158221B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 王運良;王韶華;徐青松;劉蘇南
• 申請（專利權）人: 江蘇蘇美達機電產業有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 陳靜,李維朝

技術領域

本發明涉及一種發電機組并機控制方法，特別涉及可控制兩臺及兩臺以上傳統通用汽柴油發電機組的同步并聯控制方法。

背景技術

為實現發電機組并聯工作，以前多采用人工操作，首先適當降低各機組的轉速，然后根據整步表指針轉動位置或燈光的明暗變化對各機組的輸出電壓、頻率、相位進行調整。由于受限于操作人員的熟練程度，該方法有如下缺點：(1)只能在特定的工況、特定的設置下做并機操作，控制范圍有限，對操作人員要求比較高；(2)由于人的反應速度所限，閘刀合上時往往已不是最佳切合點，需要反復多次才能實現低轉速下的并機；(3)在發電機組并機之前，任何一臺發電機組都不能帶載工作，并機后還需要提高各機組的油機速度，這又可能因為對各機組速度控制不同步而導致并機失敗。

得益于自動控制技術的進步，前幾年出現了發電機組自動并機裝置。申請號為201110316062.X的發明專利申請公開了一種發電機組自動并車控制方法，該方法包括：

S101：讀取實時待并機組及電網的電壓幅值和頻率，計算待并機組與電網的電壓差及頻率差值；

S102：判斷所述電壓差及頻率差值是否滿足并車條件，若不滿足則等待延時后，繼續S101和S102，直至待并機組與電網的電壓差和頻率差滿足并車條件；

S103：根據經方波轉換得到的待并機組及電網的實時電壓正弦波，得到兩列波的相位差；

S104：根據當前的待并機組和電網的頻率及預先設定的合閘總計延時t_k，計算越前時間t_z；

S105：讀取實時檢測的待并機組及電網的上升沿時間差Δt，若滿足|Δt-t_k|＜ε，發出合閘指令，其中ε為預先設定的脈寬時間比較限值，若否，判斷當前比較次數是否不小于預先設定的脈寬檢測次數限值N，若是，返回執行S101和S102，若否，重新執行本步驟。

該發電機組并機控制器包含電壓頻率模塊、相位差模塊、時間模塊等。電壓頻率模塊是通過硬件檢測待并機組和電網的電壓幅值和頻率，通過計算得出待并機組和電網的電壓差和頻率差；相位差模塊是將待并機組和電網的實時電壓波形經過方波轉換得到兩者之間的相位差；時間模塊是根據當前的待并機組和電網的頻率及預先設定的合閘總計延時t_k，計算越前時間t_z；即，當電壓頻率差滿足并機條件后，通過相位差和合閘延時計算出合閘時間點，執行合閘操作。

該方法需要同時檢測電網電壓、頻率，待并機組電壓和頻率及兩者相位差方波信號，還需要軟件計算相位差及提前合閘時間，相對復雜，對待并機組輸出穩定性要求較高，主要針對中大功率船用柴油發電機組。對于中小容量發電機組而言，頻率相對穩定，但由于發電機穩壓器電路簡單，且反饋回路多含有RC濾波環節，導致輸出電壓諧波比較高，瞬時值波動比較大，該并機控制器會存在相對成本偏高，執行效率不高，長時間不能并機等問題。

發明內容

針對中小型發電機組并機控制問題，本發明通過對待并機組、微電網電壓瞬時值采樣和計算，得出電壓有效值、頻率值、頻率差、相位差等信息，直接控制合閘操作。本發明所提供的控制方法主要依靠電壓的瞬時值計算，其硬件結構簡單，不但有利于降低系統成本，而且可靠性更高，對于瞬時值波動較大的通用中小型發電機組，大幅提高合閘成功率。

本發明所提供的發電機組并機控制方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)計算待并發電機組與微電網之間的電壓瞬時值差u₀或者通過減法電路得到待并發電機組與微電網之間的電壓差波形s₀；

(2)根據電壓瞬時值差u₀計算得到電壓差有效值U₀或者根據電壓差波形s₀瞬時值采樣計算得到電壓差有效值U₀；

(3)判斷電壓差有效值U₀與ε的關系，如果U₀<ε，則發出合閘并機指令，否則返回步驟(1)，其中：ε為預設的電壓閾值。