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1800KW柴油发电机组技术要求 柴油发电机组的首次带载能力：发电机组可首次加载，且电压降≤30%，频率降≤15%； 额定功率(12小时内输出功率）≥ 1600KW； 备用功率(1小时 输出功率）≥1760KW； 额定电压 ： 10.5kV； 额定频率 ： 50Hz±2％ 3相 ； 电压波动范围： +2％ ~ -2％ 电压波形近似于正弦波； 1、柴油发电机组主要技术参数 接线方式：三相 频率：50Hz 功率因数：0.8（滞后） 开机至加载到满载的时间：≤15S 启动间隔：10s以内 稳态电压调整率：<±2.5％ 动态电压调整率：±15％ 电压稳定时间：< 3s 电压波动率：< 1.0％ 频率稳态调整率：±5％ 频率瞬态调整率：±10％ 频率稳定时间：<3s 频率波动率：<1.0％ 大修时间间隔：运行累计30000h以上 机组空载电压整定范围：不小于 95％～105％额定电压。 机组在空载额定电压时的线电压波形正弦性畸变率不大于 5％。 机组操作方式：机组可手动、自动起动。 柴油发电机组需配套预热装置。 起动方式：24V直流电压起动 蓄电池型式：免维护铅酸启动型蓄电池 蓄电池容量：当极端环境温度为-40℃时应能满足连续起动不少于 6 次起动（厂家要对电池容量计算做出详细说明） 充电装置：控制电压范围 18～30V，蓄电池电压低于 18V 时自动接通充电装置，电压高于 30V时，自动切断充电装置，充电装置输入为 220V交流电。充电装置按起动和控制各设一套，充电装置充电市电掉电自动报警。 机组的自动装置、控制、保护、信号、同期调速系统、停机、起动系统均采用直流电源 24V，控制设备、24V蓄电池及充电设备均由柴油发电机组卖方成套提供。 自起动装置应在市电失压一秒内发出市电故障信号，同时发出自起动命令。柴油发电机组应具备连续三次自起动功能，连续三次起动失败，则发出起动失败信号，亦闭锁自起动回路。 机组应装设手动和电动操作紧急停机装置。 2、柴油发动机的主要参数: 柴油发动机各项性能、指标不低于卡特彼勒、奔驰( MTU)、康明斯品牌成熟产品。 型式： 四冲程，直列或者V型排列，不得低于16汽缸，闭式循环水冷却，电喷或电子调速 频率： 50Hz 额定转速： 1500RPM 冷却方式： 水冷却 排量：≥95L 燃油耗量：≦200g/kW.hr 燃油型号：国产#-35 柴油 润滑油量： L/hr 润滑油型号： API CG-4 15W/40 起动方式：电起动 调速方式：电喷/电子 从起动到具备带额定负荷的时间必须小于等于15秒 3、发电机的主要参数 发电机各项性能、指标不低于卡特彼勒、康明斯、法国利莱森玛（LEROY-SOMER）品牌成熟产品。 型式： 三相同步交流发电机 额定电压：10.5kV 额定频率：50Hz 功率因数： 0.8（滞后） 电机效率：≥95% 定子线圈接线：三相四线， Y接线，高电阻接地 绝缘等级：H级 励磁方式：快速反应的励磁系统，并配置 AVR或DSR(数字式自动励磁调节器) 防护等级：IP23 4、控制器 柴油发电机组生产厂原厂数字控制屏（中文显示），各项性能、指标不低于卡特彼勒、奔驰( MTU)、康明斯品牌成熟产品。 控制屏型式：金属外壳喷塑 防护等级：IP41 LCD液晶 按中文，英文双语可切换显示，控制屏符合 通用电器标准。 适合远程监控的通信端口。 自动控制 当市电断电后，其低压母线上电压继电器失压信号送出接点信号到柴油机组，由机组判断，在持续维持3 秒（即延时 3 秒）时，机组可以确认为需要启动，否则不启动，3 秒时间应可调；也可以是收到由 DCS 外来接点输入，机组可以确认为需要直接启动。如果已经确认需要启动，那么应在此后 12 秒内完成自动起动、建立电压、频率达到额定值、机组出口主开关（带电操）自动闭合投入供电的过程。此时柴油发电机组首次加载，首次加载能力不低于柴油发电机组额定容量的 70％；首次加载时，柴油机实际输出功率不应小于发电机初始投入的起动有功功率的2 倍。 市电断电信号到发电机主开关合闸带额定负荷的时间不应超过 15 秒。 12小时内允许超载 10％运行 1 小时， 或在热状态下，能在150％ 额定容量下运行，时间为 60 秒。市电恢复正常后，机组出口主开关人工就地断开，机组延时 2～5分钟停机。 自动控制系统完成包括对保安电源系统开关的监视功能，主要是显示相关开关的状态。
介绍柴油发电机组调速方法 １面向Simulink数字调速系统框图 在建立了柴油发电机组调速系统的各模型后，就可用MATLAB的Simulink工具建立基于常规PID控制，变速积分PID控制，不完全微分PID控制和模糊PID控制的调速系统框图。 １．１常规PID控制 首先看常规PID控制，下面是它的系统仿真框图，这是常规采用的PID控制系统图，通过对真实控制系统绘制仿真框图，观察采用常规PID控制效果。 １．２不完全微分PID控制 下面是不完全微分PID控制系统仿真框图,图２不完全微分PID控制系统仿真框图这是在常规PID基础上进行了不完全微分，这是用来改善它的控制功能，取得更好的控制效果。 １．３变速度积分PID控制 下面是变速度积分PID控制系统仿真框图。 １．４模糊PID控制 自适应模糊PID控制是将自适应控制的思想和常规PID控制器结合，吸收了自适应控制和常规PID控制的优点。首先它具备自适应能力，能够自动识辨被控过程参数、自动整定控制参数，能够适应被控过程模型参数的变化；其次它又具有常规PID控制器结构简单、鲁棒性强、可靠性高的优点。这使得自适应PID控制成为过程控制中一种较为理想的控制方法。 如果用模糊控制箱设计出模糊控制器，再在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中建立系统仿真模型，把模糊控制器模块和我们设计的ＦＩＳ结构连接起来，就可以对它进行仿真研究了，系统仿真框图的建立关键是对ＰＩＤ三个参数Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ的整定，这必须考虑到不同时刻三个参数的相互作用和它们之间的关系。 下面从系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态精度等各方面来考虑Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ的作用，建立模糊规则表。 （１）比例系数Ｋｐ的作用是加快系统的响应速度，提高系统的调节精度。Ｋｐ越大，系统的响应速度越快，系统的调节精度越高，但容易产生超调，可能会导致系统不稳定。Ｋｐ取值过小，会降低调节精度，使响应速度变慢，延长调节时间，使系统动态和静态特征变坏。 （２）积分作用系数Ｋｉ的作用是系统的稳态误差。Ｋｉ越大，系统的静态误差越快，但Ｋｉ过大，在响应过程的初期会产生积分饱和现象，从而引起响应过程的较大超调。但Ｋｉ过小会使系统的静态误差难以，影响系统的调节精度。 （３）微分的作用系数Ｋｄ的作用是改善系统的动态特征，其主要作用是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化，对偏差变化进行提前预报。但Ｋｄ过大，会使响应过程提前制动，延长了调节时间，而且会降低系统的抗干扰性能。下面是进行模糊控制PID控制的系统仿真框图。 ２对系统进行仿真研究 建立了系统的仿真框图后，就可以对系统进行仿真研究，就可以比较采用常规PID控制和变积分PID控制，不完全微分PID控制，模糊自适应PID控制的比较，并具体分析我们采用的模糊控制系统仿真框图自适应控制时的仿真效果。对系统进行仿真有助于我们对柴油发电机组调速系统的快速理解，并初步地分析出我们需要的控制参数，对系统的研究有积极作用。 系统仿真图通过ＭＡＴＬＡＢ中的模糊控制箱实现，同时根据自己控制系统的具体特点和要求来建立的，基本可以反应控制系统的基本情况，可以起到很好的仿真模拟作用。 首先，比较常规PID控制和变积分PID控制，变速积分PID通过改变积分项的累加速度，使得它和偏差大小相适应，偏差大的时候，积分慢；偏差小时，积分快，这就可以减少超调，同时更好地静差。 下面比较一下常规PID控制和不完全微分ＰＩＤ控制的区别。不完全微分就是在PID算法中引入了一个一阶惯性环节，使得系统性能得到改善，在改善系统动态特性的时候又尽量减少高频干扰。 介绍模糊自适应控制和常规PID的比较，并对模糊自适应控制的仿真进行分析。这些都是基于前面建立的柴油发电机的系统模型的 可见模糊PID控制器和常规PID控制相比，它使得系统响应的超调时间减小，曲线更平整，反应时间加快了，控制效果明显更好了。同时模糊PID控制器在控制过程前期具有模糊控制器的特点，而在控制过程后期具有PID调节器的所有优势，是一种性能优良的控制器，所以在实际使用中可以选用模糊自适应控制方法。
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