[发明专利]一种数码发电机系统

权利要求书

1.一种数码发电机系统，包括依次连接的内燃机、发电机、直流母线、逆变器、滤波器、输出接触器，所述的数码发电机系统通过MCU控制器实现控制，所述的输出接触器与外部负载连接，其特征在于，所述的发电机与直流母线之间连接机侧变换器，其中，所述的机侧变换器采用全控型器件的PWM功率变换器，所述的直流母线并联机组启动蓄电池装置，所述的机组启动蓄电池装置在数码发电机系统启动时为发电机供电，所述的MCU控制器根据测量信号通过协调解耦控制方法对数码发电机系统的部件进行控制；

所述协调解耦控制将数码发电机系统分为三个子系统：内燃机子系统、包括发电机和机侧变换器的发电机子系统以及包括逆变器、滤波器和输出接触器的逆变器子系统，它们的控制目标分别为：内燃机子系统负责控制转速实现内燃机最佳效率跟踪运行；发电机子系统负责控制直流电压并实现发电机单位功率因数运行；逆变器子系统负责输出满足外部负载电压要求的交流电；

在正常发电工作模式下，内燃机的控制方法包括如下步骤：

B1)、检测发电机转速；

B2)、以实现发电机转速指令为控制目标，基于检测到的发电机转速与发电机转速指令之间的差值，内燃机调节器调节内燃机油门；其中，

当检测到的发电机转速低于发电机转速指令时，内燃机调节器加大内燃机油门；当检测到的发电机转速高于发电机转速指令时，内燃机调节器减小内燃机油门；

在所述的步骤B2)中，确定发电机转速指令的步骤为：

B21)、检测发电机有功功率；

B22)、以内燃机实现最佳效率运行为控制目标，基于检测到的发电机有功功率和内燃机最佳效率运行时转速与有功功率的机械特性，输出发电机转速指令。

2.如权利要求1所述的数码发电机系统，其特征在于，所述的数码发电机系统在启动时的控制方法包括如下步骤：

A1)、开始准备启动，确保输出接触器断开，闭锁逆变器，确保机组启动蓄电池装置电量充足；

A2)、通过机侧变换器控制发电机拖动内燃机启动；

A3)、判断内燃机转速是否达到启动要求，如果是，进入步骤A4)，如果不是，返回至步骤A2)；

A4)、完成启动，数码发电机系统进入正常发电工作模式。

3.如权利要求2所述的数码发电机系统，其特征在于，在数码发电机系统正常发电工作模式时，所述的机组启动蓄电池装置通过所述的直流母线进行充电储能。

4.如权利要求1所述的数码发电机系统，其特征在于，在正常发电工作模式下，发电机的控制方法包括如下步骤：

C1)、控制发电机有功电流和发电机无功电流；

C2)、发电机有功电流调节器输出发电机q轴电压指令，发电机无功电流调节器输出发电机d轴电压指令；

C3)、基于发电机q轴电压指令和发电机d轴电压指令控制机侧变换器输出电压。

5.如权利要求4所述的数码发电机系统，其特征在于，在所述的步骤C1)中，控制发电机有功电流的步骤为：

C11A)、检测发电机有功电流；

C12A)、以实现发电机有功电流指令为控制目标，基于检测到的发电机有功电流与发电机有功电流指令之间的差值，发电机有功电流调节器调节发电机有功电流。

6.如权利要求5所述的数码发电机系统，其特征在于，在所述的步骤C12A)中，确定发电机有功电流指令的步骤为：

D11A)、检测直流电压；

D12A)、以实现直流电压指令为控制目标，基于检测到的直流电压与直流电压指令之间的差值，直流电压调节器调节直流电压，输出发电机有功电流指令。

7.如权利要求4所述的数码发电机系统，其特征在于，在所述的步骤C1)中，控制发电机无功电流的步骤为：

C11B)、检测发电机无功电流；

C12B)、以实现发电机无功电流指令为控制目标，基于检测到的发电机无功电流与发电机无功电流指令之间的差值，发电机无功电流调节器调节发电机无功电流。

8.如权利要求4所述的数码发电机系统，其特征在于，在所述的步骤C3)中，所述的控制机侧变换器输出电压的步骤包括：对上述步骤C2)中输出的发电机q轴电压指令和发电机d轴电压指令进行坐标变化，确定机侧变换器输出电压。