[發明專利]一種小型內燃發電機組并網控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 201811639190.6
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109412208A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 孫波;鞏梟;李帆;張承慧
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

本公開提出了一種小型內燃發電機組并網控制系統及控制方法，包括：并網控制器，用于進行并網同步控制算法的處理，并網后進行最優控制算法的處理，并將處理得出的調節信號發送給電壓調節器AVR與轉速調節器ASR，對發電機組與市電的頻率、電壓數值、電壓相位是否相同進行檢測并比較，控制并網開關，向轉速調節器ASR發送并網運行信號；轉速調節器ASR，用于將并網控制器處理得出的調節信號與采集的發電機轉速并網前進行傳統的轉速PID控制算法的處理，并網后進行變增益控制算法的處理，并將處理后得出的結果用來控制節氣門開度。它解決了現有技術中沒有關于對于并網與離網之間進行切換的控制器設計的問題，以及切換并網后電功率波容易產生波動的不足。

技術領域

本公開涉及內燃發電機組并網控制技術領域，特別是涉及一種小型內燃發電機組并網控制系統及控制方法。

背景技術

隨著世界能源危機的不斷加劇和環境污染的日益嚴重，清潔高效的分布式供能系統得到越來越廣泛的應用。分布式供能系統遵循“能量對口、梯級利用”的供能原則，且更加靠近用戶側，為終端用戶提供靈活、節能型的綜合能源服務，具有節能環保和清潔高效等特點，對于能源安全也具有重要意義。分布式供能系統通常使用天然氣作為主要能源，采用內燃發電機組作為核心供能部件，為用戶提供穩定高質量電能。目前，分布式能源系統輸出的電能需要借助現有低壓配電網，即需要實現并網發電，向低壓配電網持續提供穩定電能。因此，內燃發電機組的并網發電性能對配電網的電能質量具有重要影響。

檢索發現，目前發電設備的并網控制技術大多數針對光伏、風電并網發電系統，很少有涉及小型內燃發電機組并網控制系統。傳統的控制方法(純PID控制)并網后存在電功率波動問題，

中國公開申請號為“201510558242.7”的貴州電網有限責任公司及北京四方繼保自動化股份有限公司的《一種冷熱電三聯供系統中孤網和并網模式無縫切換的方法》專利，該專利公開了針對冷熱電三聯供系統通過在同期裝置中增加模式控制器實現帶負載條件下(輸出功率)并網/離網切換，然后，發明人意識到，該專利但其僅是介紹并網/離網切換條件，并未給出具體控制器設計，也并未考慮并網后電功率波動的問題。

中國公開申請號為“201611086391.9”的中廣核工程有限公司及中國廣核集團有限公司的《核電站發電機孤島運行方式下的同期并網操作方法和裝置》專利，該專利公開了通過設置同期裝置參數，進行差頻并網，解決了核電站發電機同期并網時初始負荷波動較大的問題，然后，發明人意識到，該專利其也未考慮并網后電功率波動的問題。

綜上所述，現有技術中對于并網與離網之間進行切換的控制器設計及切換并網后電功率波動的問題，尚缺乏有效的解決方案。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本公開提供了一種小型內燃發電機組并網控制系統及控制方法，對并網與離網之間進行切換的控制器進行了設計，并解決了并網后電功率波動的問題；

一種小型內燃發電機組并網控制系統，包括：并網控制器和轉速調節器ASR；

并網前，將采集的市電電壓與電流、發電機組電壓與電流及發電機轉速傳輸至并網控制器，所述并網控制器進行并網同步控制算法的處理；

所述轉速調節器ASR，將并網控制器處理得出的調節信號與采集的發電機轉速進行傳統的轉速PID控制算法的處理，并將處理后得出的結果用來控制節氣門開度；

所述并網控制器對發電機組與市電的頻率、電壓數值、電壓相位是否相同進行檢測并比較，控制并網開關動作，向轉速調節器ASR發送并網運行信號；

并網后，在所述并網控制器中進行最優控制算法的處理，并將處理得出的發電機組節氣門開度設定信號發送給轉速調節器ASR；

所述轉速調節器ASR，將并網控制器處理得出的發電機組節氣門開度設定信號與采集的發電機組節氣門開度信號進行變增益控制算法的處理，并將處理后得出的結果用來控制節氣門開度。