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康成发电简述柴油发电机组稳定性存在问题及解决方案有哪些?

发表时间:2020-05-04 10:26

柴油发电机组的稳定性不好由多种原因,最为常见的是在负载产生较大波动的时候,会立刻导致柴油发动机的输出扭矩与发电机的电磁扭矩产生不匹配和非平衡状态,导致柴油发动机的转速产生波动,从而最终引起发电机组的电压和频率的抖动。第二种比较常见的就是由于柴油发电机组和电网供电系统相比容量较小,如果在工作的过程中无功载荷元器件所做功的功率在建立磁场过程中从发电机测吸收了大量的无功功率,从而导致功率因素大幅下降,降低电能质量。


柴油发电机组稳定性解决方案

柴油发电机组的稳定性的保证是在负载不断变化时也需要柴油机转速的稳定,这就需要对柴油机的转速进行调节。转速的有效调节能够保证柴油机在工作中及时外界负载发生波动或者大幅度变化时能够通过改动转速从而调节喷油泵的供油量来确保转速的稳定。所以柴油发电机组的稳定性的最优解决方案就是高性能的调速器。当柴油发动机处于高速运行的时候,调速器可以十分有效的进行避免飞车现象的发生,而在怠速过程中又可以令其运行十分稳定。即使是发动机的转速处在怠速和高速中间的某一数值时,调速器都可以将其转速限制的十分稳定,令其波动较小,从而趋于稳定。


柴油发电机组的调速方案

1、常规PID控制

目前柴油发电机组的调速器多为常规的PID控制算法调整。这是一种最为常见而且应用时间最长的一种调速方案。但是PID是作为一种控制算法,难免存在一定的先天缺陷,这使得在调速过程中无法将快速响应性和安全稳定性同时达到。而且柴油发电机组的结构相对复杂,其数学模型的建立很难做到十分准确,非线性情况较多,因此就需要对常规的PID控制算法进行升级和改造。


2、自适应PID控制

自适应PID控制算法是日本学家最先提出的一种算法,它的工作原理是对转速偏差值进行自我判断,从而决定是否在系统中使用自适应PID控制方法,并且进行精准的调控。在柴油机调速控制系统使用自适应PID控制算法虽然比常规的PID控制算法具有更好的控制效果,但是它需要对调节参数进行实施的检测和辨识,这是一个很大的计算量。需要对硬件系统提出较高的要求,在成本方面不容易满足。


3、模糊PID控制

模糊PID 控制是一种非线性控制,它除了很多系统化的理论之外,还存在很多具体的实际应用案例,其核心为迷糊推理,由于用模糊控制方法时,不需要建立被控对象的精确数学模型,适用于非线性,时变的系统。发动机怠速控制系统中就应用了模糊控制算法,经过多次试验对比后,发现柴油机的转速调节方面,模糊PID的控制算法的控制效果更好,并且对柴油机的非线性特点表现出更优的操作性和可实现性。但是唯一美中不足的是模糊PID控制与自适应PID控制和常规PID控制一样,存在时间长、容错性差的问题


4、人工神经网络控制

人工神经网络控制是新兴的发动机调速控制科技,具有极强的学习能力和适应能力,其维护性高,同时具有并行的处理问题的机制,这与PID控制相比大大的缩短了计算的时间,增加了响应的速度,使得调速过程更加的稳定、安全。除了调速实时性这一优点外,其储存方式也是分布式的,这就使其有很好的容错性和更简易的操作。

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