產(chǎn)品詳情
薩登為了實(shí)現(xiàn)一定的經(jīng)濟(jì)效益，獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)中的柴油發(fā)電機(jī)不再是單臺(tái)大容量機(jī)組，而是選擇多臺(tái)相對(duì)小容量的機(jī)組，根據(jù)負(fù)荷實(shí)際需求，開啟一臺(tái)或者多臺(tái)柴油機(jī)組。單臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)負(fù)荷率大約為 75%，既包含一定功率裕量，經(jīng)濟(jì)性也相對(duì)較高。負(fù)載要求通常在 30%左右，低于此值，柴油發(fā)電機(jī)單位功率耗油量會(huì)較大，同時(shí)影響柴油發(fā)電機(jī)的運(yùn)行壽命。當(dāng)多臺(tái)柴油機(jī)并列運(yùn)行時(shí)，每臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的柴油發(fā)電機(jī)配置一個(gè)控制模塊，包括自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器(automatic voltage regulator，AVR)和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器(speed governor，GOV) 2個(gè)子模塊，機(jī)組之間通過 RS232/485 進(jìn)行通信?？刂颇K主要有自同期并機(jī)、負(fù)荷分配和無功調(diào)壓 3 個(gè)功能。自同期并機(jī)是指通過檢測(cè)待并網(wǎng)發(fā)電機(jī)組和已運(yùn)行發(fā)電機(jī)組的三相電壓信號(hào)，按照預(yù)先設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)調(diào)整待并網(wǎng)發(fā)電機(jī)組的輸出電壓幅值和頻，使之與已運(yùn)行機(jī)組輸出電壓的幅值和相位一致。待達(dá)到同步要求后，發(fā)出同步信號(hào)，斷路器合閘。自動(dòng)負(fù)荷分配是指，多機(jī)并列運(yùn)行時(shí)，有功功率可以平均分配，也可以按照比例的方式分配，即出力之比等于容量之比。當(dāng)負(fù)荷需求下降時(shí)，則可以自動(dòng)切除一臺(tái)機(jī)組，盡可能使運(yùn)行機(jī)組達(dá)到滿載。無功調(diào)壓是指各機(jī)組通過控制發(fā)電機(jī)端口電壓來控制輸出的無功功率，保證了各機(jī)組之間的無功功率均衡。小型柴油發(fā)電機(jī)慣性較小，在正常運(yùn)行范圍內(nèi)由于負(fù)荷或者可再生能源波動(dòng)，將會(huì)引起系統(tǒng)頻率、電壓波動(dòng)。利用儲(chǔ)能系統(tǒng)的快速功率控制，可以有效抑制由于凈負(fù)荷擾動(dòng)引起的系統(tǒng)頻率和電壓波動(dòng)，提高用戶負(fù)荷的電能質(zhì)量[5]。通常情況下，柴油機(jī)具有不同程度的短時(shí)過流能力，但柴油機(jī)的輸出電流超過額定值一定時(shí)間后，也將導(dǎo)致故障停機(jī)。一般情況下，柴油機(jī)輸出電流高于額定值的時(shí)間與電流值成反比。超出額定電流值越大、可接受的運(yùn)行時(shí)間越短。由于單臺(tái)柴油機(jī)從冷備用到并機(jī)運(yùn)行，視容量不同，啟動(dòng)時(shí)間也不盡相同，因此，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)功率缺額超過當(dāng)前運(yùn)行機(jī)組一定容量時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)面臨著由于發(fā)電機(jī)過流保護(hù)動(dòng)作而崩潰的危險(xiǎn)。此外，發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間超過額定電流運(yùn)行，對(duì)于機(jī)組的運(yùn)行壽命也將產(chǎn)生影響。由于獨(dú)立微網(wǎng)中配置了儲(chǔ)能系統(tǒng)，因此除了按照文獻(xiàn)[2-3]所提及的能量管理策略進(jìn)行大時(shí)間尺度的優(yōu)化調(diào)度外，還可以利用其快速的功率響應(yīng)特性(滿功率響應(yīng)時(shí)間在 10~20 ms 之間)，在機(jī)組并機(jī)過程中，短時(shí)間補(bǔ)充系統(tǒng)的功率缺額。
蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)作為微網(wǎng)內(nèi)的主電源時(shí)，儲(chǔ)能用并網(wǎng)變流器工作在獨(dú)立運(yùn)行模式，控制出口側(cè)交流母線電壓幅值和頻率恒定。這種控制方式與柴油發(fā)電機(jī)有著本質(zhì)的不同，儲(chǔ)能系統(tǒng)受變流器中電力電子器件的限制，一般不具備短期過流能力。當(dāng)柴油機(jī)與儲(chǔ)能并網(wǎng)變流器并列運(yùn)行時(shí)，如果儲(chǔ)能并網(wǎng)變流器仍工作在獨(dú)立運(yùn)行模式，微網(wǎng)內(nèi)凈負(fù)荷的擾動(dòng)，易使得兩者的端口電壓發(fā)生偏差，加之儲(chǔ)能變流器與同步發(fā)電機(jī)之間等值阻抗較小，因此較小的電壓偏差就會(huì)產(chǎn)生較大的無功環(huán)流，容易導(dǎo)致儲(chǔ)能用變流器過流保護(hù)動(dòng)作，凈功率將全部轉(zhuǎn)移到柴油機(jī)，進(jìn)而容易引發(fā)連鎖反應(yīng)，系統(tǒng)崩潰。因此，微網(wǎng)內(nèi)主電源從儲(chǔ)能系統(tǒng)轉(zhuǎn)為柴油機(jī)或者從柴油機(jī)轉(zhuǎn)為儲(chǔ)能系統(tǒng)的時(shí)候，通常先關(guān)閉主電源，然后重新啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)或者儲(chǔ)能系統(tǒng)，系統(tǒng)恢復(fù)供電。在雙主電源切換過程中，系統(tǒng)內(nèi)存在著短時(shí)停電。針對(duì)主變并網(wǎng)模式和獨(dú)立運(yùn)行模式的無縫切換控制策略，文獻(xiàn)[6-7]提出逆變器在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)采用電流控制模式，獨(dú)立運(yùn)行時(shí)則采用電壓控制模式，運(yùn)行模式切換時(shí)主控制器應(yīng)能夠滿足在 2 種制模式間快速切換的要求。文獻(xiàn)[8]采用上層控制器及控制器局域網(wǎng)絡(luò)(controller areanetwork，CAN)總線通信對(duì)微網(wǎng)內(nèi)主電源與從電源進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，且主電源必須滿足在電壓控制模式及電流控制模式間的快速切換。文獻(xiàn)[9]指出控制器在電壓控制和電流控制 2 種模式間切換時(shí)，會(huì)導(dǎo)致輸出結(jié)果出現(xiàn)偏差，容易造成暫態(tài)沖擊，因此提出一種采用內(nèi)環(huán)電流滯環(huán)控制，外環(huán)為電容電壓及并網(wǎng)電流并行控制的控制算法?？刂颇Ｊ角袚Q時(shí)不需要改變控制結(jié)構(gòu)，但滯環(huán)電流控制下器件開關(guān)頻率較高，會(huì)增加系統(tǒng)損耗。文獻(xiàn)[10]在電壓電流雙閉環(huán)控制基礎(chǔ)上引入虛擬阻抗，并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)通過改變虛擬阻抗來相應(yīng)控制其輸出電或功率，屬于間接電流控制，且模式切換過程中仍存在電流和功率沖擊。然而上述文獻(xiàn)所提出的方法均為存在大電網(wǎng)時(shí)微網(wǎng)內(nèi)主電源在雙運(yùn)行模式之間的無縫切換。該場(chǎng)景與孤立微網(wǎng)系統(tǒng)中雙主電源的無縫切換并不相同。與大電相比，柴油發(fā)電機(jī)組缺乏足夠的慣性，不能等同于恒定的電壓源。
蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)作為微網(wǎng)內(nèi)的主電源時(shí)，儲(chǔ)能用并網(wǎng)變流器工作在獨(dú)立運(yùn)行模式，控制出口側(cè)交流母線電壓幅值和頻率恒定。這種控制方式與柴油發(fā)電機(jī)有著本質(zhì)的不同，儲(chǔ)能系統(tǒng)受變流器中電力電子器件的限制，一般不具備短期過流能力。當(dāng)柴油機(jī)與儲(chǔ)能并網(wǎng)變流器并列運(yùn)行時(shí)，如果儲(chǔ)能并網(wǎng)變流器仍工作在獨(dú)立運(yùn)行模式，微網(wǎng)內(nèi)凈負(fù)荷的擾動(dòng)，易使得兩者的端口電壓發(fā)生偏差，加之儲(chǔ)能變流器與同步發(fā)電機(jī)之間等值阻抗較小，因此較小的電壓偏差就會(huì)產(chǎn)生較大的無功環(huán)流，容易導(dǎo)致儲(chǔ)能用變流器過流保護(hù)動(dòng)作，凈功率將全部轉(zhuǎn)移到柴油機(jī)，進(jìn)而容易引發(fā)連鎖反應(yīng)，系統(tǒng)崩潰。因此，微網(wǎng)內(nèi)主電源從儲(chǔ)能系統(tǒng)轉(zhuǎn)為柴油機(jī)或者從柴油機(jī)轉(zhuǎn)為儲(chǔ)能系統(tǒng)的時(shí)候，通常先關(guān)閉主電源，然后重新啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)或者儲(chǔ)能系統(tǒng)，系統(tǒng)恢復(fù)供電。在雙主電源切換過程中，系統(tǒng)內(nèi)存在著短時(shí)停電。針對(duì)主變并網(wǎng)模式和獨(dú)立運(yùn)行模式的無縫切換控制策略，文獻(xiàn)[6-7]提出逆變器在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)采用電流控制模式，獨(dú)立運(yùn)行時(shí)則采用電壓控制模式，運(yùn)行模式切換時(shí)主控制器應(yīng)能夠滿足在 2 種制模式間快速切換的要求。文獻(xiàn)[8]采用上層控制器及控制器局域網(wǎng)絡(luò)(controller areanetwork，CAN)總線通信對(duì)微網(wǎng)內(nèi)主電源與從電源進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，且主電源必須滿足在電壓控制模式及電流控制模式間的快速切換。文獻(xiàn)[9]指出控制器在電壓控制和電流控制 2 種模式間切換時(shí)，會(huì)導(dǎo)致輸出結(jié)果出現(xiàn)偏差，容易造成暫態(tài)沖擊，因此提出一種采用內(nèi)環(huán)電流滯環(huán)控制，外環(huán)為電容電壓及并網(wǎng)電流并行控制的控制算法?？刂颇Ｊ角袚Q時(shí)不需要改變控制結(jié)構(gòu)，但滯環(huán)電流控制下器件開關(guān)頻率較高，會(huì)增加系統(tǒng)損耗。文獻(xiàn)[10]在電壓電流雙閉環(huán)控制基礎(chǔ)上引入虛擬阻抗，并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)通過改變虛擬阻抗來相應(yīng)控制其輸出電或功率，屬于間接電流控制，且模式切換過程中仍存在電流和功率沖擊。然而上述文獻(xiàn)所提出的方法均為存在大電網(wǎng)時(shí)微網(wǎng)內(nèi)主電源在雙運(yùn)行模式之間的無縫切換。該場(chǎng)景與孤立微網(wǎng)系統(tǒng)中雙主電源的無縫切換并不相同。與大電相比，柴油發(fā)電機(jī)組缺乏足夠的慣性，不能等同于恒定的電壓源。
| 100KW靜音柴油發(fā)電機(jī) | |
| 品牌 | 薩登SADEN |
| 型號(hào) | DS100CE |
| 機(jī)組參數(shù) | |
| 額定功率（KW） | 100 |
| 額定容量（KVA） | 125KVA |
| 額定電流(A) | 180 |
| 額定輸出電壓 | 400V/230V |
| 額定轉(zhuǎn)速 | 1500rpm |
| 額定頻率 | 50/60Hz |
| 燃油消耗率（g/kw.h） | ≤205 |
| 啟動(dòng)控制方式 | 電動(dòng)DC24V |
| 額定功率因數(shù) | COSΦ=0.8（滯后） |
| 穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率（%） | ≤±1 |
| 電壓波動(dòng)率（%） | ≤±0.5 |
| 燃油牌號(hào) | （標(biāo)準(zhǔn)）0#輕柴油（常溫） |
| 瞬態(tài)電壓調(diào)整率（%） | ＋20～－15 |
| 穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率（%） | ≤±1 |
| 電壓波動(dòng)率（%） | ≤±0.5 |
| 瞬態(tài)頻率調(diào)整率（%） | ＋10～－7 |
| 頻率穩(wěn)定時(shí)間（S） | ≤3 |
| 噪聲（LP7m） | 66dB |
| 外形尺寸 | 2850×1150×1500（L×W×H mm） |
| 機(jī)組重量 | 1850kg |
| 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù) | |
| 柴油機(jī)品牌 |
薩登（另選發(fā)動(dòng)機(jī)價(jià)格另談： 康明斯、帕金斯、道依茨等） |
| 柴油機(jī)型號(hào) | SD4H160D2CD |
| 柴油機(jī)功率 | 116KW |
| 氣缸數(shù)/敢提結(jié)構(gòu) | 4/L型 |
| 缸徑*行程 | 105×124mm |
| 燃油消耗率（g/kw.h） | ≤205 |
| 啟動(dòng)方式 | DC24V電啟動(dòng) |
| 供油方式 | 直噴 |
| 排氣量（L） | 4.3 |
| 調(diào)速方式 | 電子調(diào)速 |
| 進(jìn)氣方式 | 渦輪增壓 |
| 發(fā)動(dòng)機(jī)型式 | 直列、四沖程、水冷、直接噴射式 |
| 轉(zhuǎn) 速 | 1500rpm |
| 電機(jī)參數(shù) | |
| 發(fā)電機(jī)品牌 | 薩登/斯坦福 |
| 發(fā)電機(jī)型號(hào) | STL-100 100%全銅線 |
| 額定功率(Kw) | 100 |
| 額定容量（KVA） | 125 |
| 額定電流（A） | 180 |
| 額定電壓 | 400V/230V |
| 絕緣等級(jí) | H級(jí) |
| 接線方式 | 三相四線、Y型接法 |
| 防護(hù)等級(jí) | IP22 |
| 調(diào)節(jié)方式 | AVR（自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器） |
| 額定轉(zhuǎn)速 | 1500rpm |
| 輸出頻率 | 50Hz |
| 輸出因數(shù) | COSΦ=0.8（滯后） |
