用分段PID调节的方式来控制发电机组并网带载的方法技术

本发明专利技术公开了一种用分段PID调节的方式来控制发电机组并网带载的方法，发动机带动发电机工作发出电能，发动机上设有ECU，发电机与电网连接，发动机与电网之间设有控制柜，控制柜与电力远程调度监控中心通过硬线或者CAN报文的联系方式，控制柜接收到电力远程调度监控中心发送来的并网带载的CAN报文信号，控制柜将命令信息传送给ECU，ECU通过动态PID输出值来调节发动机节气门的开度，包括孤网带载运行阶段和并网发电运行阶段两个阶段，且采用不同的PID调速参数,既能保证发动机孤网带载时能够很好的响应控制器对发动机转速的请求,又能在并网发电运行阶段及时切换到另一套PID调速策略,解决了并网后易出现功率波动以及“逆功”、“过流”等情况的发生。

Method of controlling load of grid connected generator set by subsection PID regulation

The invention discloses a section PID adjust way to control method of power generation grid connected with load, the engine drives the generator to generate electric energy, the engine is equipped with ECU, generator and grid connected control cabinet is arranged between the engine and the power grid, power control cabinet and remote monitoring center through the hard line or CAN message contact control CAN message received signal transmission power grid cabinet remote control center to the load, the control cabinet will command information transmitted to ECU ECU by dynamic PID output value opening to regulate the engine solar term door, including isolated network load operation stage and power generation operation of two stage, and using PID control parameters, which can ensure the engine load when the isolated network can request response controller is very good for the speed of the engine, but also in the power grid operation order The segment is switched to another set of PID speed regulation strategy in time to solve the problem of power fluctuation, reverse power and overcurrent after grid connection.

【技术实现步骤摘要】
用分段PID调节的方式来控制发电机组并网带载的方法
本专利技术涉及发电机组并网
，尤其涉及一种用分段PID调节的方式来控制发电机组并网带载的方法。
技术介绍
发电机并网就是通过发电机出口开关的合闸，把发电机和电网(也可以认为电网就是好多需要用电的用户)联接起来,让电能源源不断地输送出去。发电机并网有三个条件：发电机的频率、电压、相位必须与电网的频率、电压、相位保持一致，才能并网发电。(三个条件完全一样叫同期；有一点偏差，但是在允许的范围内叫准同期)与并网相反的就是解列，解列就是不想发电了，还是通过这个出口开关的分闸，把发电机与电网断开，这就叫解列；等想发电的时候再同期合闸，这就叫并网。目前电控发电机组，尤其是电控气体发电机组在终端实现并网以及并网后带载的方法一般为：发电机组控制器接收到并网指令后,机组控制器通过通道分别对电网端和发电机组端的电压、频率、相位、相序等参数分别进行采集和比对，将上述参数比对后的结果换算成调速指令，并通过硬线或者CAN报文的方式传输给发动机，发动机接收到调速指令后，通过PID调节快速响应，调速至控制器的指令转速值。通过上述调速后，使得发电机组端和电网端的电压、频率、相序、相位等参数在可容差范围内，控制器控制机组合闸，并网成功。并网后发电机组带载荷至设定的目标功率值，此时控制器会再次向发动机发出调速指令，发动机再次通过PID参数调节来响应至目标功率。上述带载的并网方式存在明显的不足，主要表现在：并网前的孤网运行和并网后的带载运行是两种工况，并网后发动机转速被电网拖住，并网前孤网运行时用的调速PID值在很大程度上，已经不再适用于并网后带载的调速过程，致使发动机响应目标功率缓慢且不稳定，容易出现功率波动，导致“逆功”或者“过流”的危险，很容易损坏电器元件。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够保证电控发电机组并网前能够顺利合闸，并网后快速响应至目标功率、带载快速且稳定的用分段PID调节的方式来控制发电机组并网带载的方法。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：用分段PID调节的方式来控制发电机组并网带载的方法，发动机带动发电机工作发出电能，所述发动机上设有ECU，所述发电机与电网连接，所述发动机与所述电网之间设有控制柜，所述控制柜与电力远程调度监控中心通过硬线或者CAN报文的联系方式，调控所述发动机的运行状态，当有用电器需要工作时，所述控制柜接收到所述电力远程调度监控中心发送来的并网带载CAN报文信号，所述控制柜将命令信息传送给所述ECU，所述ECU通过动态PID输出值来调节所述发动机节气门的开度，实现发动机的并网合闸以及功率提升，发电机组并网带载的方法包括以下调整阶段，孤网带载运行阶段：该阶段中，所述ECU通过第一动态PID输出值来调节所述发动机节气门的开度，所述第一动态PID输出值的获取为：所述第一动态PID输出值＝发动机节气门开度值＝P1值+I1值+D1值，其中，P1值＝Nerror*(A1*PGain)；Nerror为发动机实际转速与标定转速的偏差；PGain为比例单元，转速稳定时，P1值为0；I1值＝Iprevious+Nerror*(B1*IGain)*d1T；其中d1T为I1值变化的单位时间，Iprevious为上一个d1T时间的I1值，Nerror为发动机实际转速与标定转速偏差；IGain为积分单元，I1值的计算是一个以d1T为步长的不断迭加的过程，在转速稳定后I1值等于所述第一动态PID输出值；D1值＝(Nerrorprevious-Nerror)*(C1*DGain)/d2T；其中d2T为D1值变化的单位时间，Iprevious为上一个d1T时间的I1值，(Nerrorprevious-Nerror)为发动机d2T时间内前后转速偏差的变化量；DGain为微分单元，D1值也是一个以d2T为步长的不断迭加的过程，但是只要转速不波动D1值为0；上述公式中PGain、IGain、DGain是需要进行数据标定的量，PGain、IGain、DGain越大，发动机节气门变化也就越快，发动机调速越快；PGain、IGain、DGain越小，发动机节气门变化也就越缓，响应机组请求就会变慢；该阶段中，A1为PGain的系数，B1为IGain的系数、C1为DGain的系数，A1、B1、C1值在发动机的进气歧管绝对压力MAP范围为30～120kpa时，均取值为1；发动机运行环境中水温、气温、大气湿度发生变化时，在孤网带载运行阶段设有与A1、B1、C1对应的修正参数A11、B11、C11，在实际调节过程中，根据发动机运行环境的水温范围、气温范围、大气湿度范围，PGain的实际系数为A1*A11，IGain的实际系数为B1*B11，DGain的实际系数为B1*B11；并网发电运行阶段：该阶段中，所述ECU通过第二动态PID输出值来调节所述发动机节气门的开度，根据发动机受运行环境中水温、气温、大气湿度的影响，该阶段需要增加PGainIGainDGain的系数；所述第二动态PID输出值的获取为：所述第二动态PID输出值＝发动机节气门开度值＝P2值+I2值+D2值，P2值＝Nerror*(A2*PGain)；Nerror为发动机实际转速与标定转速的偏差；PGain为比例单元，转速稳定时，P2值为0；I2值＝Iprevious+Nerror*(B2*IGain)*d3T；其中d3T为I2值变化的单位时间，Iprevious为上一个d3T时间的I2值，Nerror为发动机实际转速与标定转速偏差；IGain为积分单元，I2值的计算是一个以d3T为步长的不断迭加的过程，在转速稳定后I2值等于所述第二动态PID输出值；D2值＝(Nerrorprevious-Nerror)*(C2*DGain)/d4T；其中d3T为D2值变化的单位时间，Iprevious为上一个d3T时间的I2值，(Nerrorprevious-Nerror)为发动机d4T时间内前后转速偏差的变化量；DGain为微分单元，D2值也是一个以d4T为步长的不断迭加的过程，但是只要转速不波动D2值为0；该阶段中，A2为PGain的系数，B2为IGain的系数、C2为DGain的系数，当发动机的进气歧管绝对压力MAP范围为小于30kpa时，A2取值为1.5，B2取值为1.6，C2取值为1.3；当发动机的进气歧管绝对压力MAP范围为大于等于30kpa且小于60kpa时，A2取值为1.2，B2取值为1.3，C2取值为1.5；当发动机的进气歧管绝对压力MAP范围为大于等于60kpa且小于100kpa时，A2取值为1.2，B2取值为1.2，C2取值为1.3；当发动机的进气歧管绝对压力MAP范围为大于等于100kpa且小于等于120kpa时，A2取值为1.1，B2取值为1.1，C2取值为1.1；发动机运行环境中水温、气温、大气湿度发生变化时，在并网发电运行阶段设有与A2、B2、C2对应的修正参数A22、B22、C22，在实际调节过程中，在实际调节过程中，根据发动机运行环境的水温范围、气温范围、大气湿度范围，PGain的实际系数为A2*A22，IGain的实际系数为B2*B22，DGain的实际系数为B2*B22。作为优选的技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】
用分段PID调节的方式来控制发电机组并网带载的方法，发动机带动发电机工作发出电能，所述发动机上设有ECU，所述发电机与电网连接，所述发动机与所述电网之间设有控制柜，所述控制柜与电力远程调度监控中心通过硬线或者CAN报文的联系方式，调控所述发动机的运行状态，其特征在于：当有用电器需要工作时，所述控制柜接收到所述电力远程调度监控中心发送来的并网带载CAN报文信号，所述控制柜将命令信息传送给所述ECU，所述ECU通过动态PID输出值来调节所述发动机节气门的开度，发电机组并网带载的方法包括以下调整阶段，孤网带载运行阶段：该阶段中，所述ECU通过第一动态PID输出值来调节所述发动机节气门的开度，所述第一动态PID输出值的获取为：；所述第一动态PID输出值＝发动机节气门开度值＝P1值+I1值+D1值，其中，P1值＝NerrCr*(A1*PGain)；Nerror为发动机实际转速与标定转速的偏差；PGain为比例单元，转速稳定时，P1值为0；I1值＝Iprevious+Nerror*(B1*IGain)*d1T；其中d1T为I1值变化的单位时间，Iprevious为上一个d1T时间的I1值，Nerror为发动机实际转速与标定转速偏差；IGain为积分单元，I1值的计算是一个以d1T为步长的不断迭加的过程，在转速稳定后I1值等于所述第一动态PID输出值；D1值＝(Nerror previous‑Nerror)*(C1*DGain)/d2T；其中d2T为D1值变化的单位时间，Iprevious为上一个d1T时间的I1值，(Nerror previous‑Nerror)为发动机d2T时间内前后转速偏差的变化量；DGain为微分单元，D1值也是一个以d2T为步长的不断迭加的过程，但是只要转速不波动D1值为0；上述公式中PGain、IGain、DGain是需要进行数据标定的量，PGain、IGain、DGain越大，发动机节气门变化也就越快，发动机调速越快；PGain、IGain、DGain越小，发动机节气门变化也就越缓，响应机组请求就会变慢；该阶段中，A1为PGain的系数，B1为IGain的系数、C1为DGain的系数，A1、B1、C1值在发动机的进气歧管绝对压力MAP范围为30～120kpa时，均取值为1；发动机运行环境中水温、气温、大气湿度发生变化时，在孤网带载运行阶段设有与A1、B1、C1对应的修正参数A11、B11、C11，在实际调节过程中，根据发动机运行环境的水温范围、气温范围、大气湿度范围，PGain的实际系数为A1*A11，IGain的实际系数为B1*B11，DGain的实际系数为B1*B11；并网发电运行阶段：该阶段中，所述ECU通过第二动态PID输出值来调节所述发动机节气门的开度，根据发动机受运行环境中水温、气温、大气湿度的影响，该阶段需要增加PGain IGain DGain的系数；所述第二动态PID输出值的获取为：所述第二动态PID输出值＝发动机节气门开度值＝P2值+I2值+D2值，P2值＝Nerror*(A2*PGain)；Nerror为发动机实际转速与标定转速的偏差；PGain为比例单元，转速稳定时，P2值为0；I2值＝Iprevious+Nerror*(B2*IGain)*d3T；其中d3T为I2值变化的单位时间，Iprevious为上一个d3T时间的I2值，Nerror为发动机实际转速与标定转速偏差；IGain为积分单元，I2值的计算是一个以d3T为步长的不断迭加的过程，在转速稳定后I2值等于所述第二动态PID输出值；D2值＝(Nerror previous‑Nerror)*(C2*DGain)/d4T；其中d3T为D2值变化的单位时间，Iprevious为上一个d3T时间的I2值，(Nerror previous‑Nerror)为发动机d4T时间内前后转速偏差的变化量；DGain为微分单元，D2值也是一个以d4T为步长的不断迭加的过程，但是只要转速不波动D2值为0；该阶段中，A2为PGain的系数，B2为IGain的系数、C2为DGain的系数，当发动机的进气歧管绝对压力MAP范围为小于30kpa时，A2取值为1.5，B2取值为1.6，C2取值为1.3；当发动机的进气歧管绝对压力MAP范围为大于等于30kpa且小于60kpa时，A2取值为1.2，B2取值为1.3，C2取值为1.5；当发动机的进气歧管绝对压力MAP范围为大于等于60kpa且小于100kpa时，A2取值为1.2，B2取值为1.2，C2取值为1.3；当发动机的进气歧管绝对压力MAP范围为大于等于100kpa且小于等于120kpa时，A2取值为1.1，B2取值为1.1，C2取值为1.1；发动机运行环境中水温、气温、大气湿度发生变化时，在并网发电运行阶段设有...

【技术特征摘要】
1.用分段PID调节的方式来控制发电机组并网带载的方法，发动机带动发电机工作发出电能，所述发动机上设有ECU，所述发电机与电网连接，所述发动机与所述电网之间设有控制柜，所述控制柜与电力远程调度监控中心通过硬线或者CAN报文的联系方式，调控所述发动机的运行状态，其特征在于：当有用电器需要工作时，所述控制柜接收到所述电力远程调度监控中心发送来的并网带载CAN报文信号，所述控制柜将命令信息传送给所述ECU，所述ECU通过动态PID输出值来调节所述发动机节气门的开度，发电机组并网带载的方法包括以下调整阶段，孤网带载运行阶段：该阶段中，所述ECU通过第一动态PID输出值来调节所述发动机节气门的开度，所述第一动态PID输出值的获取为：；所述第一动态PID输出值＝发动机节气门开度值＝P1值+I1值+D1值，其中，P1值＝NerrCr*(A1*PGain)；Nerror为发动机实际转速与标定转速的偏差；PGain为比例单元，转速稳定时，P1值为0；I1值＝Iprevious+Nerror*(B1*IGain)*d1T；其中d1T为I1值变化的单位时间，Iprevious为上一个d1T时间的I1值，Nerror为发动机实际转速与标定转速偏差；IGain为积分单元，I1值的计算是一个以d1T为步长的不断迭加的过程，在转速稳定后I1值等于所述第一动态PID输出值；D1值＝(Nerrorprevious-Nerror)*(C1*DGain)/d2T；其中d2T为D1值变化的单位时间，Iprevious为上一个d1T时间的I1值，(Nerrorprevious-Nerror)为发动机d2T时间内前后转速偏差的变化量；DGain为微分单元，D1值也是一个以d2T为步长的不断迭加的过程，但是只要转速不波动D1值为0；上述公式中PGain、IGain、DGain是需要进行数据标定的量，PGain、IGain、DGain越大，发动机节气门变化也就越快，发动机调速越快；PGain、IGain、DGain越小，发动机节气门变化也就越缓，响应机组请求就会变慢；该阶段中，A1为PGain的系数，B1为IGain的系数、C1为DGain的系数，A1、B1、C1值在发动机的进气歧管绝对压力MAP范围为30～120kpa时，均取值为1；发动机运行环境中水温、气温、大气湿度发生变化时，在孤网带载运行阶段设有与A1、B1、C1对应的修正参数A11、B11、C11，在实际调节过程中，根据发动机运行环境的水温范围、气温范围、大气湿度范围，PGain的实际系数为A1*A11，IGain的实际系数为B1*B11，DGain的实际系数为B1*B11；并网发电运行阶段：该阶段中，所述ECU通过第二动态PID输出值来调节所述发动机节气门的开度，根据发动机受运行环境中水温、气温、大气湿度的影响，该阶段需要增加PGainIGainDGain的系数；所述第二动态PID输出值的获取为：所述第二动态PID输出值＝发动机节气门开度值＝P2值+I2值+D2值，P2值＝Nerror*(A2*PGain)；Nerror为发动机实际转速与标定转速的偏差；PGain为比例单元，转速稳定时，P2值为0；I2值＝Iprevious+Nerror*(B2*IGain)*d3T；其中d3T为I2值变化的单位时间，Iprevious为上一个d3T时间的I2值，Nerror为发动机实际转速与标定转速偏差；IGain为积分单元，I2值的计算是一个以d3T为步长的不断迭加的过程，在转速稳定后I2值等于所述第二动态PID输出值；D2值＝(Nerrorprevious-Nerror)*(C2*DGain)/d4T；其中d3T为D2值变化的单位时间，Iprevious为上一个d3T时间的I2值，(Nerrorprevious-Nerror)为发动机d4T时间内前后转速偏差的变化量；DGain为微分单元，D2值也是一个以d4T为步长的不断迭加的过程，但是只要转速不波动D2值为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐行辉，
申请(专利权)人：潍柴西港新能源动力有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37