一种内燃机驱动发电机组并联运行的功率平衡控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电机控制技术领域，特别涉及一种由内燃机驱动的并联运行的发电机的控制方法。
【背景技术】
[0002]在偏远地区或者工地等，经常会用内燃机驱动发电机发电来给负载供电的情况;而且当负载较大时，往往一台发电机不能满足用电需求，例如一台发电机的输出功率是3.2kW，但是负载需要6kW的功率，这样就需要将两台发电机并联在一起为负载提供电源。
[0003]内燃机驱动发电机并联运行的组成结构包括:多台内燃机，与内燃机--对应的多台发电机，各发电机组的输出端并联为负载提供电源。运行时，内燃机作为原动机驱动发电机发电，发电机输出的交流电经过整流单元整流为直流后输出给逆变单元，逆变单元在控制器的控制下将直流电逆变为需要的交流电，然后再经过滤波单元进行滤波后提供给负载。同时，A/D转换单元对采集到的电流信号进行A/D转换获得电流幅值，比较单元通过对A/D转换获得的电流幅值进行整形获得发电机输出电流的相位，同时，控制器通过油门控制内燃机的油门开度来控制内燃机的转速。
[0004]由于发电机并联为负载供电需要各个发电机之间实现功率平衡，如果功率分配出现较大的不平衡，无论是有功功率还是无功功率，都会影响机组运行的效率和经济性，以及发电机的可靠性。
[0005]因此，如何控制内燃机驱动发电机并联运行以保持各发电机组的功率平衡是值得研究及函待解决的问题。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明提供一种内燃机驱动发电机并联运行的控制方法，以解决由内燃机驱动发电机并联运行时保持每台发电机组都能正常联网输出以及功率平衡的技术问题。
[0007]本发明内燃机驱动发电机并联运行的控制方法，包括以下步骤:
1)在每台发电机组的控制器中预设相同的输出电压范围和频率范围；
2)每次内燃机启动时，该内燃机对应的发电机的控制器检测输出回路上是否有电压输出，如果检测到有电压输出，则以检测到的电压的相位为基准，使自身的输出电压与检测的电压的相位同步;如果没有检测到电压，则作为正常输出；同时获得输出电压的频率；
3 )根据公式f=K*I*sin Φ +f ο，其中f为发电机组输出电压的频率，K为设定的斜率，是频率与电流变化的关系值或系数，I为检测到的发电机组输出电流，Φ为发电机组自身输出电流和发电机组自身输出电压的相位角的夹角，fo为预设的发电机组的基准电压频率，通过发电机组输出电流I的变化在预设范围内调节发电机组的电压频率;并根据公式υ=-κι+υ0，其中U为发电机组在有负载时的输出电压，I为检测到的发电机组输出电流，K为设定的斜率，是电压与电流变化的关系值或系数，Uo为设定的发电机组空载时的输出电压，通过电流I的变化在预设范围内调节发电机组输出的电压。
[0008]进一步，所述步骤2)中，电流的检测方法为:
用电流传感器采集发电机输出的电流信号，并将检测到的信号输入A/D转换单元，获得发电机输出电流的幅值；
上述A/D转换单元获得的信号，通过比较单元整形后，获得发电机输出电流的相位。
[0009]本发明的有益效果:
本发明一种内燃机驱动发电机并联运行的控制方法，其通过在每台发电机中预设发电机输出的电压范围和频率范围，并且在内燃机起动后，通过发电机输出的电流值的变化、调整每台发电机的输出电压和频率在预设值范围内变化，控制器根据发电机输出的电流值、频率和电压变化控制内燃机的转速，从而实现了保证各台发电机联网之间的功率平衡。
【附图说明】
[0010]图1为电流和频率的坐标函数关系图，图中&至5为预设在发电机组控制器中的频率变化范围;fo为预设的发电机组的基准电压频率；
图2为电流和电压的坐标函数关系图，图中山至仏为预设在发电机组控制器中的电压变化范围。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0012]内燃机驱动发电机并联运行的控制方法，包括以下步骤:
1)在每台发电机的控制器中预设相同的发电机输出电压范围和频率范围；
2)每次内燃机启动时，该内燃机对应的发电机的控制器检测输出回路上是否有电压输出，如果检测到有电压输出，则以检测到的电压的相位为基准，使自身的输出电压与检测的电压的相位同步;如果没有检测到电压，则正常输出；同时获得输出电压频率；
3 )根据公式f=K*I*sin Φ +f ο，其中f为发电机组输出电压的频率，K为设定的斜率，是频率与电流变化的关系值或系数，I为检测到的发电机组输出电流，Φ为发电机组自身输出电流和发电机组自身输出电压的相位角的夹角，fo为预设的发电机组的基准电压频率，通过发电机组输出电流I的变化在预设范围内调节发电机组的电压频率;并根据公式U=_KI+Uo，其中U为发电机组在有负载时的输出电压，I为检测到的发电机组输出电流，K为设定的斜率，是电压与电流变化的关系值或系数，Uo为设定的发电机组空载时的输出电压，通过电流I的变化在预设范围内调节发电机组输出的电压。
[0013]本实施例内燃机驱动发电机并联运行的控制方法，其通过在每台发电机的控制器中预设发电机组输出电压范围和频率范围，并且在内燃机起动后，通过发电机组输出的电流值的变化、调整频率和电压的变化，使每台发电机组的输出电压和频率均保持在自身预设的电压和频率范围内，控制器根据发电机组的输出的电流值、频率和电压改的变化控制内燃机转速，从而实现了保证各台发电机组之间的功率平衡。
[0014]本实施例的所述步骤2)中，电流的检测方法为:
用电流传感器采集发电机输出电流信号，并将检测到的信号输入A/D转换单元，获得发电机输出电流的幅值； 上述A/D转换单元获得的信号，通过比较单元整形后，获得发电机输出电流的相位。
[0015]
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种内燃机驱动发电机并联运行的控制方法，其特征在于:包括以下步骤: 1)在每台发电机组的控制器中预设相同的输出电压范围和频率范围； 2)每次内燃机启动时，该内燃机对应的发电机的控制器检测输出回路上是否有电压输出，如果检测到有电压输出，则以检测到的电压的相位为基准，使自身的输出电压与检测的电压的相位同步;如果没有检测到电压，则正常输出；同时获得输出电压的频率； 3)根据公式f=K*I*sinΦ +f ο，其中f为发电机组输出电压的频率，K为设定的斜率，是频率与电流变化的关系值或系数，I为检测到的发电机组输出电流，Φ为发电机组自身输出电流和发电机组自身输出电压的相位角的夹角，fo为预设的发电机组的基准电压频率，通过发电机组输出电流I的变化在预设范围内调节发电机组的电压频率;并根据公式U=_KI+Uo，其中U为发电机组在有负载时的输出电压，I为检测到的发电机组输出电流，K为设定的斜率，是电压与电流变化的关系值或系数，Uo为设定的发电机组空载时的输出电压，通过电流I的变化在预设范围内调节发电机组输出的电压。2.根据权利要求1所述的内燃机驱动发电机组并联运行的控制方法，其特征在于:所述步骤2)中，电流的检测方法为: 用电流传感器采集发电机输出的电流信号，并将检测到的信号输入A/D转换单元，获得发电机输出电流的幅值； 上述A/D转换单元获得的信号，通过比较单元整形后，获得发电机输出电流的相位。
【专利摘要】本发明公开了一种内燃机驱动发电机并联运行的控制方法，包括步骤：1）在每台发电机组的控制器中预设电压范围和频率范围；2）每次内燃机启动时，发电机组控制器检测输出回路上是否有电压输出，并确定电压相位基准；3）根据公式f=K*I*sinφ+f0,通过电流I的变化在预设范围内调节发电机组输出的频率；并根据公式U=-k*I+U0，通过电流I的变化在预设范围内调节发电机的输出电压。本发明通过在每台发电机组中预设输出电压范围和频率范围，并通过发电机输出电流的变化，使每台发电机组输出的电压和频率均保持在自身预设的电压和频率范围内变化，从而实现了保证各台发电机之间联网时的功率平衡。
【IPC分类】H02J3/46
【公开号】CN105634021
【申请号】CN201610062699
【发明人】何林, 陈斌, 邱永东
【申请人】重庆力华自动化技术有限责任公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月29日