柴油发电机组智能并机控制系统

二、日兴动力科技柴油发电机组并机优势

日兴动力系列并车柜控制系统具备了并机必要的功能，包括自动负荷分配、自动并车、软性卸载、软性加载、零功率分闸、易于维修模块式组合、必要故障保护显示、液晶功率显示及微电脑处理器等。在日兴动力系列并车柜控制系统中，负荷可作有功功率和无功功率分配。线路及控制系统简单，提供稳定及可靠的并机并网并联系统。操作员易于操作及控制，显示屏可提供所有机组必要的中/英文显示数据。

2.1 并车并网并联系统的控制核心 控制器模块

并机并网并联控制器

控制器是并机并网并联系统的心脏部分，负责资料的处理并控制各种保护和器件的动作及数据显示。处理器的设计是为了提供完善系统管理柴油发电机组。控制器的功能包括：

Ø发动机预热

Ø油门电磁阀控制

Ø发动机启动控制

 Ø功率控制的冷机时间定时器

 Ø油压监测

 Ø水温监测

 Ø电池电压监测

 Ø转速监测

2.2 有功负载控制

快速计算功率的有效值，提供精确的负载控制

用户可以进入和退出每一种操作模式

根据负载的百分比对机组（最多 32台）并机进行负载分配（允许额定功率不同的机组按比例平衡有功功率负载）

 Ø为保持最佳燃油消耗率，持续运行的机组可以通过远程改变机组带载控制

 Ø平稳而有效的切换功能（配备切换屏）

2.3 无功负载控制

Ø按比例作无功功率的分配（允许额定功率不同的机组按比例分配无功功率）系统简单，采用斜率互感器及稳压调整器控制无功功率并平均分配

Ø自动的发电机起停先后次序（自动模式下）

Ø当负载超过设定值时，自动启动机组作并机

Ø当负载低于设定值时，控制机组的卸载及停机备用

上述功能可按客户要求而作系统修改设定

2.4 发电机的保护

Ø电压过高/低

Ø频率过高/低

Ø逆功率保护

Ø励磁失效

Ø过电流

Ø转速/频率不匹配

Ø过负载/低负载

2.5 发动机的保护

Ø水温过高/低

Ø油压过高/低

Ø超速

Ø起动失败

2.6 电动空气开关

用于并机并网并联系统的发电机并车断路器为电动式并车控制断路器，以减少人手操作产生的时间误差及系统的操作正常。同步追踪时，

控制器确保机组电压、相位和频率在允许误差范围内后，提供合闸信号给并车断路器进行合闸，提高了操作可靠性和安全性。

2.7 调速系统

用于并机并网并联的机组作有功功率分配。根据速度传感器（ MPU）获得机组的转速，将速度信号传送到并机并网并联控制器，由控制器经过比较、计算，向对应端口发出控制信号。由负载分配模块将该标准不固定的控制信号转化为给电子控制系统的标准固定的控制信号，控制器根据该控制信号控制电子调速器，从而达到精确控制油门的目的。这样就解决了负载分配中油门调整的安全性、可靠性、精确性的问题。

2.8 斜率互感器（Droop CT）及自动稳压调压器（ AVR）

并机并网并联系统中发电机的无功功率负载分配、稳压由自动调压器（AVR）及斜率互感器调节。自动调压器通过改变励磁电流的大小控制发电机输出电流大小，从而达到改变交流发电机输出功率。

三、日兴动力并车系统的通信

日兴动力并车系统的通信由两部分组成：机组间的通信和机组计算机（PC）间的通信。

3.1 机组间的通信

并机系统中的机组之间的起停顺序、负载分配、开关闭合时间等各种功能都是通过各并机并网并联控制器的数据联机进行通信，然后由控制器进行数据处理并发出相应控制命令，从而实现对各机组的并车控制。通信采用 RS-485网络，其在并机并网并联控制器中的联机示意图如下：

3.2 机组和 PC间的通信：

并车机组的运行状况可以由 PC远程监测，并车机组和 PC间的通信采用 Modbus RS485网络。Modbus通信协议是公开的；RS-485网络使用 RS-485通信协议连接线，传送速度为 9600波特率，无奇偶校验，有一个停止位，可使用全双工 /半双工通讯；计算机端口使用的 RS-232通信协议和 E-Gen3000控制器组成的网络端口使用的 RS-485通信协议之间需要一个转换器。该转换由一外置转换模块完成，此模块将从计算机输入的 9针 RS-232协议转换为控制器的 RS-485协议，称为 RS-232至 RS-485转换器。在控制器中的联机示意图如下：

3.3 原理示意图如下：

注：①电子调速器、AVR ②相位、相序、电压、频率 ③开关闭合信号

四、并机并网并联控制器标准配置：

4.1 发电机组参数显示器（液晶显示）

Ø交流线电压和相电压（3相）

Ø交流电流（3相中和每一组）

Ø频率

Ø千瓦时-总发电度

Ø功率-总功率和每相有功功率

Ø无功功率-总无功功率和每相无功功率

Ø功率因数

Ø母线和发电机之间的相位差（％）

Ø累计运行时间

Ø冷却水温度

Ø直流电压

4.2 母线参数显示

Ø交流电压（相）

Ø交流电压/频率

4.3 操作控制

Ø停机/自动/手动控制

Ø急停锁钮

Ø轻触式薄膜按键

Ø交流电压调整—手动和自动

Ø柴油机转速调整—手动和自动

4.4 系统控制

Ø 3次试启动计数器

Ø冷却延时

Ø预热延时

Ø遥控启动性能

Ø并车检测继电器

Ø逆功率保护继电器

Ø手动并机

Ø自动并机

Ø自动负载分配控制

Ø自动加载和卸载控制

Ø加载次序控制

4.5 停机和报警

Ø高水温停机

Ø低油压停机

Ø超速停机

Ø启动失败停机

Ø紧急停机操作

Ø逆功率停机

Ø过压停机

Ø低压停机或报警

Ø频率过高停机

Ø频率过低停机或报警

Ø并车失败报警

Ø电池电压不足报警

Ø电池电压过高报警

Ø发电机失磁报警

Ø备用故障设置输入口（最多 32个） --低水温故障-接地故障 --低油位停机或报警 --冷却水位低停机

4.6 状态指示器

Ø总开关状态指示器

Ø故障记录记忆

五、柴油发电机组并机方案说明

5.1并机控制柜说明

此套并机控制柜为三台康明斯500KW+400KW+220KW机组并机控制柜，包含三件落地式控制柜一件出线柜，集单台发电机组启动控制、并机控制为一体。每台机组都有足够的控制功能及独立的操作能力，即使一台机组发生故障，另一台机组依然可以自主运行正常。

使用日兴动力系列并机控制系统控制柴油发电机组，具有直观的操作界面、控制逻辑灵活和输入输出端口可扩展性的优点，提供给客户高效率的操控柴油发电机组平台，让客户在操控柴油发电机组时尽享最先进工业控制技术成果。

此套并机控制柜为两台珀金斯威尔信电喷机组400KW+400KW并机控制柜，包含一件落地式控制柜，集单台发电机组启动控制、并机控制为一体。每台机组都有足够的控制功能及独立的操作能力，即使一台机组发生故障，另一台机组依然可以自主运行正常。

使用日兴动力系列并机控制系统控制柴油发电机组，具有直观的操作界面、控制逻辑灵活和输入输出端口可扩展性的优点，提供给客户高效率的操控柴油发电机组平台，让客户在操控柴油发电机组时尽享最先进工业控制技术成果。

六、并机控制柜控制系统说明

此套并机控制柜为一主一备控制屏，当所有市电均故障时，两台机组全部启动，任一台机组首先运行正常，先合闸出口断路器，此台机组先供电至母排，系统发出一级带载信号，另一台机组自动追踪同步后合闸其出口断路器，两台机组并机运行带载，系统发出二级带载信号，用户可根据负载等级依次投入负载。两台机组并机运行 10分钟（可根据用户需要调整），并机控制屏的负载管理系统根据启停机组的负载预设值，当单台机组的负载小于单台机组额定容量的35%（可根据用户需要调整），且持续时间超过1分钟（可根据用户需要调整），则备用机组自动冷却停机并退出并机系统，主用机组带负载段负载。当系统负载增加，且单台机组的负载超过单台机组额定容量的70%（可根据用户需要调整），并机控制系统自动启动备用机组，自动追踪同步，备用机组再次投入并机系统。两台机组并机带载负载段负载。机组并机控制系统等待下一次的负载增减动作而作相应的启停机组控制。