发电机机组控制器单机和并机模块功能

摘要：发电机机组控制器中的单机模块和并机模块是其核心功能组件，分别负责机组独立运行和多机组协调并联运行的控制。以下是它们的主要功能详解：

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一、单机模块功能（独立运行模式）

当单台发电机独立运行时，该模块负责基础控制与保护：

启动/停机控制

接收启动信号后自动执行预润滑、预热、启动马达点火等流程。

停机时有序卸载负荷，冷却后关闭发动机。

转速/频率调节

通过电子调速器（EGOV）控制发动机油门，维持额定转速（如1500rpm/50Hz或1800rpm/60Hz）。

电压/无功调节

通过自动电压调节器（AVR）调整励磁电流，稳定输出电压（如400V±2%）。

负荷管理

监测输出功率（kW/kVA），根据预设阈值进行负荷分级投切。

保护功能

实时监测并触发保护：超速（>110%额定转速）、逆功率、过压/欠压、过频/欠频、高温、低油压等。

本地/远程监控

支持HMI界面操作，提供RS485/以太网通讯接口上传运行数据。

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二、并机模块功能（并联运行模式）

当多台发电机需并联运行或接入电网时，该模块实现精准同步与负荷分配：

自动同步（同期控制）

测频测相：检测母线电压与待并机组电压的频率差、相位差（需<10°）、电压差（需<±5%）。

调速调压：自动微调待并机组转速和电压，满足并机条件后闭合断路器。

有功功率分配（kW分配）

通过调速器下垂控制（Droop Control）实现：

各机组按预设比例（如25%-25%-50%）分配有功负荷。

频率轻微下降（如2%~5%）对应100%负荷，避免负荷震荡。

无功功率分配（kVAR分配）

通过AVR下垂控制实现：

各机组按比例分担无功负荷。

电压轻微下降（如2%~4%）对应100%无功负荷。

环流抑制

实时监测并调整励磁电流，消除机组间由电压差导致的环流（Circulating Current）。

负荷需求管理

自动启停机组：根据总负荷需求（如>80%容量）自动增启备用机组；低负荷（<30%）时卸载冗余机组。

并网/孤岛模式切换

无缝切换并网运行与离网孤岛运行模式（需满足IEEE 1547标准）。

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三、关键技术与难点

功能	技术要点	常见问题
同步并机	相位捕捉精度（<±5°）	相位抖动导致并机冲击
负荷分配	下垂系数一致性（各机组斜率匹配）	分配不均引发过载/振荡
环流抑制	无功补偿算法（PID调节）	电压波动导致设备过热
模式切换	快速检测电网状态（<100ms）	切换延迟造成负荷断电

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四、典型应用场景

单机模式：小型备用电源、移动电站、单机离网供电。

并机模式：

数据中心/医院：多台机组N+1冗余，保障高可靠性。

船舶电力系统：多机组并联应对动态负荷变化。

微电网：柴油机组与光伏/储能系统协调运行。

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总结

模块	核心目标	关键技术
单机模块	独立稳定运行	调速/调压闭环控制、多重保护
并机模块	多机无缝协调	同期控制、下垂算法、环流抑制

单机模块是基础控制单元，而并机模块是复杂系统的协调中枢，二者结合实现了从单机供电到大规模分布式电源系统的灵活扩展。实际应用中需根据机组特性（如响应速度、容量差异）精细调参，确保系统稳定性。

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