發(fā)電機(jī)組專業(yè)控制器是以微處理器為核心，將發(fā)電機(jī)電壓、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速及水溫、油溫、油壓、過流、短路等信號(hào)，通過取樣變換輸入微機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組的自啟動(dòng)、自投入及各種故障保護(hù)報(bào)警功能?？刂破髦饕扇糠纸M成：(1)電機(jī)控制部分，主要包括電壓調(diào)節(jié)裝置、過載、短路保護(hù)單元和電壓調(diào)節(jié)器等。(2)柴油機(jī)控制部分，主要由啟動(dòng)、停機(jī)操作、電子調(diào)節(jié)器及液晶顯示模塊等部分組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)柴油機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。(3)微機(jī)控制部分，該部分是柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)控制的核心，主要由主機(jī)控制單元、信號(hào)檢測(cè)單元、功率驅(qū)動(dòng)單元、參數(shù)顯示單元和電源單元等。

目前，一旦發(fā)生市電中斷故障，單臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)根本滿足不了后備電源容量需求，所以，往往需要多臺(tái)機(jī)組并機(jī)運(yùn)行。為了提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和系統(tǒng)穩(wěn)定性，這就要求系統(tǒng)控制邏輯上不僅要求機(jī)組本身具有良好的性能，而且要求各機(jī)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(duì)原動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)和同步發(fā)電機(jī)的調(diào)壓系統(tǒng)。

 

一、下垂控制（Droop Contol）

 

為了確保柴油發(fā)電機(jī)組并機(jī)運(yùn)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(duì)各機(jī)組輸出的有功功率和無功功率分別控制，無需各機(jī)組間的通信協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)各機(jī)組之間的對(duì)等控制，確保柴油發(fā)電機(jī)組并機(jī)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(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，用來提高發(fā)電機(jī)組的電能質(zhì)量，電壓外環(huán)控制器動(dòng)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(hào)。首先利用測(cè)量模塊采集負(fù)荷點(diǎn)的電壓和電流，計(jì)算出發(fā)電機(jī)組的輸出瞬時(shí)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(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)組輸出的有功功率為P，F(xiàn)、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(jī)的額定功率fN為基準(zhǔn)值，當(dāng)下游負(fù)載的有功功率增加到Pred，則同步發(fā)電機(jī)的輸出頻率下垂到fref這個(gè)新的穩(wěn)定值，AB段的斜率即為同步發(fā)電機(jī)的靜態(tài)調(diào)差系數(shù)mp，Δf=fref-fN，ΔP=PN-Pred。在柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，各發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)調(diào)整各自的頻率和功率，直至滿足負(fù)載需求。若各發(fā)電機(jī)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(jī)組容量不同，則單機(jī)容量較大的機(jī)組靜態(tài)調(diào)差系數(shù)較大，機(jī)組承擔(dān)的下游負(fù)載自然也更多。

 

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(jī)的無功-電壓下垂控制系數(shù)nq，反應(yīng)了發(fā)電機(jī)組無功功率增量與端電壓偏差的關(guān)系，且ΔU=Uref-UN，ΔQ=QN-Qred。由同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁功率單元控制框圖可知，經(jīng)過測(cè)量環(huán)節(jié)與調(diào)差環(huán)節(jié)的計(jì)算得出參考電壓，然后在與發(fā)電機(jī)端電壓進(jìn)行比較（其中調(diào)壓器為PI控制），使得發(fā)電機(jī)端電壓快速跟蹤電壓指令。