[发明专利]基于初值跟随的燃气内燃机并离网模式切换方法及系统

说明书

本发明属于生物质燃气内燃发电机运行控制领域，提供了一种基于初值跟随的燃气内燃机并离网模式切换方法及系统。该方法包括，微电网并网运行时，计算并网控制器的输出值与孤岛控制器的输出值的差值，将差值输入至孤岛控制器，使孤岛控制器输出值跟随并网控制器输出值作同步变化，并网控制器切换为孤岛控制器时，两种控制器输出值保持一致；接收到孤岛信号后，计算孤岛控制器的输出值与并网控制器的输出值的差值，将差值输入至并网控制器，使并网控制器输出值跟随孤岛控制器输出值作同步变化，孤岛控制器切换为并网控制器时，两种控制器输出值保持一致。本发明保证了生物质微电网并离网切换过程中电压和频率不会发生大的波动。

技术领域

本发明属于生物质燃气内燃发电机运行控制领域，尤其涉及一种基于初值跟随的燃气内燃机并离网模式切换方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

生物质燃气内燃发电机一般应用于生物质微电网中，其以生物质气为燃料，燃气内燃机为原动机，通过生物质气在内燃机中燃烧做功，带动同步发电机旋转从而输出电能。生物质微电网有并网和孤岛运行两种模式，并网模式下，由公用电网作为微电网电压和频率支撑，当公用电网发生故障或其提供电能质量不满足要求时，微电网由并网切换至孤岛运行，由燃气内燃发电机作为主电源维持系统内电压和频率稳定。生物质微电网并离网切换过程中，燃气内燃发电机控制模式需要随之改变。

一般情况下，生物质微电网处于并网运行模式，燃气内燃发电机采用恒功率控制策略，工作在某一运行点，稳定地输出功率。孤岛发生后，燃气内燃发电机需切换至恒压/恒频控制策略，响应微电网内负荷功率的变化。在燃气内燃发电机控制模式切换过程中，其不同控制器输出值在切换瞬间存在跳变的问题，从而会对发电机控制系统稳定性产生不利影响。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于初值跟随的燃气内燃机并离网模式切换方法及系统，其提高了生物质微电网并离网切换过程中燃气内燃机控制系统的稳定性，有利于保证微电网内电压和频率的稳定，实现其控制模式的平滑切换。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种基于初值跟随的燃气内燃机并离网模式切换方法。

基于初值跟随的燃气内燃机并离网模式切换方法，包括：

微电网并网运行时，计算并网控制器的输出值与孤岛控制器的输出值的差值，将差值输入至孤岛控制器，使孤岛控制器输出值跟随并网控制器输出值作同步变化，并网控制器切换为孤岛控制器时，两种控制器输出值保持一致；

接收到孤岛信号后，计算孤岛控制器的输出值与并网控制器的输出值的差值，将差值输入至并网控制器，使并网控制器输出值跟随孤岛控制器输出值作同步变化，孤岛控制器切换为并网控制器时，两种控制器输出值保持一致。

进一步地，所述微电网并网运行时，燃气内燃发电机采用恒功率控制模式。

更进一步地，所述恒功率控制模式包括：根据燃气内燃发电机端电压和电流得到燃气内燃发电机的有功功率和无功功率；根据燃气内燃发电机的有功功率参考值与燃气内燃发电机的有功功率的差值、燃气内燃发电机转速额定值与燃气内燃发电机转速实际值的差值，采用第一PI调节器，确定第一节气门开度信号；根据第一节气门开度信号，调节进入燃气内燃机气缸中的气体燃料流量；

根据燃气内燃发电机的无功功率参考值与燃气内燃发电机的无功功率的差值，采用第二PI调节器，由励磁系统调节第一励磁电压信号；

基于第一节气门开度信号和第一励磁电压信号，实现对燃气内燃发电机输出功率的控制。

进一步地，孤岛运行时，燃气内燃发电机采用恒压/恒频控制模式。