１面向Simulink數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)框圖

　　在建立了柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的各模型后，就可用MATLAB的Simulink工具建立基于常規(guī)PID控制，變速積分PID控制，不完全微分PID控制和模糊PID控制的調(diào)速系統(tǒng)框圖。

　?。保背Ｒ?guī)PID控制

　　首先看常規(guī)PID控制，下面是它的系統(tǒng)框圖，這是常規(guī)采用的PID控制系統(tǒng)圖，通過對(duì)真實(shí)控制系統(tǒng)繪制框圖，觀察采用常規(guī)PID控制效果。

　?。保膊煌耆⒎諴ID控制

　　下面是不完全微分PID控制系統(tǒng)框圖,圖２不完全微分PID控制系統(tǒng)框圖這是在常規(guī)PID基礎(chǔ)上進(jìn)行了不完全微分，這是用來改善它的控制功能，取得更好的控制效果。

　　１．３變速度積分PID控制

　　下面是變速度積分PID控制系統(tǒng)框圖。

　?。保茨：齈ID控制

　　自適應(yīng)模糊PID控制是將自適應(yīng)控制的思想和常規(guī)PID控制器結(jié)合，吸收了自適應(yīng)控制和常規(guī)PID控制的優(yōu)點(diǎn)。首先它具備自適應(yīng)能力，能夠自動(dòng)識(shí)辨被控過程參數(shù)、自動(dòng)整定控制參數(shù)，能夠適應(yīng)被控過程模型參數(shù)的變化；其次它又具有常規(guī)PID控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、魯棒性強(qiáng)、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。這使得自適應(yīng)PID控制成為過程控制中一種較為理想的控制方法。分類及規(guī)格柴油發(fā)電機(jī)組以發(fā)電機(jī)輸出功率的大小進(jìn)行分類，機(jī)組能量從10kW-750kW的多種規(guī)格。

　　如果用模糊控制箱設(shè)計(jì)出模糊控制器，再在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中建立系統(tǒng)模型，把模糊控制器模塊和我們?cè)O(shè)計(jì)的ＦＩＳ結(jié)構(gòu)連接起來，就可以對(duì)它進(jìn)行研究了，系統(tǒng)框圖的建立關(guān)鍵是對(duì)ＰＩＤ三個(gè)參數(shù)Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ的整定，這必須考慮到不同時(shí)刻三個(gè)參數(shù)的相互作用和它們之間的關(guān)系。下面，為大家介紹下發(fā)電機(jī)組對(duì)安裝地的要求有哪些：1、安裝機(jī)組的地方一定要通風(fēng)良好，而且發(fā)電機(jī)端一定要有足夠的進(jìn)風(fēng)口，柴油機(jī)端應(yīng)有良好的出風(fēng)口。

　　下面從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)精度等各方面來考慮Ｋｐ，Ｋｉ，Ｋｄ的作用，建立模糊規(guī)則表。

　?。ǎ保┍壤禂?shù)Ｋｐ的作用是加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。Ｋｐ越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度越高，但容易產(chǎn)生超調(diào)，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。在石油行業(yè)，一般來說，安裝一個(gè)硬線傳感器大約要花費(fèi)3萬美元，所以你可以正確鑒別為什么使用無線傳感器是如此大的進(jìn)步。Ｋｐ取值過小，會(huì)降低調(diào)節(jié)精度，使響應(yīng)速度變慢，延長(zhǎng)調(diào)節(jié)時(shí)間，使系統(tǒng)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特征變壞。

　?。ǎ玻┓e分作用系數(shù)Ｋｉ的作用是消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。Ｋｉ越大，系統(tǒng)的靜態(tài)誤差消除越快，但Ｋｉ過大，在響應(yīng)過程的初期會(huì)產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象，從而引起響應(yīng)過程的較大超調(diào)。但Ｋｉ過小會(huì)使系統(tǒng)的靜態(tài)誤差難以消除，影響系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。

　?。ǎ常┪⒎值淖饔孟禂?shù)Ｋｄ的作用是改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征，其主要作用是在響應(yīng)過程中抑制偏差向任何方向的變化，對(duì)偏差變化進(jìn)行提前預(yù)報(bào)。但Ｋｄ過大，會(huì)使響應(yīng)過程提前制動(dòng)，延長(zhǎng)了調(diào)節(jié)時(shí)間，而且會(huì)降低系統(tǒng)的抗干擾性能。英國南安普敦大學(xué)下屬Perpetuum公司稱其研制的振動(dòng)發(fā)電裝置PMG17是一種安全且耐用的電池和硬線供電設(shè)備替代品。下面是進(jìn)行模糊控制PID控制的系統(tǒng)框圖。

采用電力電子技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備正在世界各地逐步被采用,特別是在亞洲一些國家和美國,海上風(fēng)力發(fā)電正扮演著越來越重要的角色。但是,如果發(fā)電系統(tǒng)沒有適當(dāng)匹配的組件,也提高不了發(fā)電效率。SKiiP?智能功率模塊為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組而進(jìn)行了優(yōu)化。二、嚴(yán)禁帶負(fù)荷啟動(dòng)柴油機(jī)柴油機(jī)在啟動(dòng)前要注意發(fā)電機(jī)的輸出空氣開關(guān)必須處在關(guān)閉狀態(tài)。對(duì)于組件和應(yīng)用來說就是:更大的電流、并聯(lián)運(yùn)行以及更有效的冷卻。

　　全球已裝機(jī)的具有電子控制系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中,大約有80%采用用逆變器控制轉(zhuǎn)子電流的雙饋異步電機(jī)。這種電機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是:只被設(shè)計(jì)為風(fēng)力發(fā)電單元額定輸出功率的20%,因?yàn)?0%的功率在定子繞組中產(chǎn)生,定子直接連接到電網(wǎng)。缺陷是滑環(huán)接觸和間接控制(系統(tǒng))維護(hù)費(fèi)用高。另外圓盤和線圈相比也存在材質(zhì)很難分布均勻，導(dǎo)致電阻增大，將會(huì)產(chǎn)生比線圈更多的熱量，浪費(fèi)機(jī)械能。在電網(wǎng)受到干擾時(shí),需要非常大的轉(zhuǎn)子電流在惡劣的環(huán)境下保持電網(wǎng)穩(wěn)定。

　　可再生能源是常規(guī)能源的補(bǔ)充,事實(shí)上也正試圖取代常規(guī)能源,其主要原因是技術(shù)的進(jìn)步。特別是在對(duì)能源需求很迫切的國家,近年來出現(xiàn)了35km2大小的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。為了保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性,在電網(wǎng)電壓驟降的情況下對(duì)于無功電源和電網(wǎng)穩(wěn)定性的要求也變得越來越嚴(yán)格?；谶@個(gè)原因,當(dāng)安裝新的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組時(shí),越來越多地使用帶有全功率轉(zhuǎn)換器的同步或異步發(fā)電機(jī),因?yàn)樗鼈冊(cè)陔娋W(wǎng)停電時(shí)可以支撐電網(wǎng)。該轉(zhuǎn)換器直接可控,提供與50或60Hz電網(wǎng)頻率好的同步,既可以補(bǔ)償諧波無功功率,又可以產(chǎn)生無功補(bǔ)償。3）發(fā)電機(jī)組在出現(xiàn)頻率或電壓異常的同時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重的機(jī)械共振現(xiàn)象，柴油機(jī)出現(xiàn)有節(jié)奏的搖擺和聲音起伏，嚴(yán)重時(shí)還出現(xiàn)損壞發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁回路和AVR。此外,同步發(fā)電機(jī)可配有許多極(>50),使驅(qū)動(dòng)器部分的齒輪顯得多余。過去,這些齒輪是常見的故障原因。

　　在各種電源系統(tǒng)所用的逆變器中,考慮到經(jīng)濟(jì)因素以及為了實(shí)現(xiàn)好的效率,經(jīng)常使用額定電壓為690V的逆變器。在通常情況下由阻斷電壓為1700V的IGBT組成的功率轉(zhuǎn)換器用于與20kV電網(wǎng)進(jìn)行功率調(diào)整的變壓器。有功功率和視在功率之比稱為發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)(力率)，發(fā)電機(jī)的額定功率因數(shù)一般為0。很少使用更為昂貴的3.3kV模塊,因?yàn)橄到y(tǒng)需要變壓器,從而使得整個(gè)解決方案過于昂貴。

多年來，發(fā)動(dòng)機(jī)被認(rèn)為是“中國制造”的“心臟病”，而俄羅斯則常被認(rèn)為是在這方面比中國。近，俄羅斯媒體報(bào)道稱，該國一型新艇采用了中國制造的柴油機(jī)。事實(shí)上目前中國在大功率柴油機(jī)方面的技術(shù)已經(jīng)于俄羅斯，甚至達(dá)到世界先進(jìn)水平。此外，中國的船用大功率燃?xì)廨啓C(jī)方面也已經(jīng)超過俄羅斯目前水平，完全可以滿足俄羅斯建造下一代大型驅(qū)逐艦的需要。在當(dāng)時(shí)環(huán)境下，生產(chǎn)部門雖然取得了很好的處理效果，但是在設(shè)計(jì)制造的落實(shí)上卻遇到了困難，未能配備上這種裝置。阻礙俄羅斯選用中國先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的因素，早已不是技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問題，只是某種“優(yōu)越感”罷了?；蛟S，這艘噸位僅120噸的小型艇將成為中俄高技術(shù)裝備貿(mào)易的一個(gè)全新起點(diǎn)。

環(huán)球時(shí)報(bào)報(bào)道，據(jù)俄羅斯綜合體新聞網(wǎng)3月30日?qǐng)?bào)道，俄羅斯白嘴鴉雛級(jí)快艇將裝備中國制造的發(fā)動(dòng)機(jī)。

去年年底，德國MTU公司(MTU為戴姆勒-奔馳集團(tuán)屬下公司，是的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)制造商)停止向俄羅斯提供艦用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。俄羅斯20385型護(hù)衛(wèi)艦、21361型艦以及21980型(白嘴鴉雛級(jí)）快艇、以及海岸警備隊(duì)的22460型海防警戒艦艇和12150型艦都裝備該公司的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。不少地方采取“有保有限”的措施，即保龍頭企業(yè)、納稅大戶，限小企業(yè)。

因此俄羅斯制船企業(yè)開始尋找替代使用發(fā)動(dòng)機(jī)。根據(jù)戰(zhàn)略和技術(shù)分析中心報(bào)道，不久前出現(xiàn)消息稱，正在“三角旗廠”中制造的白嘴鴉雛級(jí)快艦將裝備由中國公司制造的發(fā)動(dòng)機(jī)。與提供比以往更低的價(jià)格這么多偉大的選擇，只是沒有理由不自己一個(gè)人。上周已經(jīng)簽署合同，中國發(fā)動(dòng)機(jī)制造公司將為01221和01222號(hào)快艇提供兩套裝置，包括每艘艦各2個(gè)TBD620V12主發(fā)動(dòng)機(jī)，2個(gè)倒順減速器和用于連接發(fā)動(dòng)機(jī)手輪的2個(gè)彈性聯(lián)軸器。

“三角旗廠”于2014年1月收到供應(yīng)6艘21980型白嘴鴉雛級(jí)快艇的合同。除此之外，白嘴鴉雛級(jí)快艇也在澤廖諾多利斯克的兩個(gè)工廠中進(jìn)行制造，但暫時(shí)還不清楚這兩個(gè)工廠會(huì)不會(huì)也從中國購買動(dòng)力裝置。

俄羅斯21980型艇是一種噸位120噸的小型巡邏艇，該艇高航速23節(jié)，裝備有一挺14.5毫米機(jī)槍，兩具反蛙人，以及一座“針”防空。這座小型肩扛式防空讓它被稱為“艇”，實(shí)際上它的主要任務(wù)是港口巡邏。

俄羅斯這次為這種小艇選用的TBD620V12發(fā)動(dòng)機(jī)是河南柴油機(jī)重工公司生產(chǎn)的，它的主要優(yōu)勢(shì)是油耗低，壽命長(zhǎng)，氣動(dòng)性能好。改性柴油機(jī)已被秦山站選用做備用電源。拔出機(jī)油油標(biāo)尺查看潤滑油是否缺少，如缺少要加到規(guī)定的“靜滿”刻度線，再仔細(xì)檢查有關(guān)部件有無故障隱患，如發(fā)現(xiàn)故障要及時(shí)排除方可開機(jī)。據(jù)河南柴油機(jī)重工集團(tuán)網(wǎng)站資料，在用于快艇、巡邏艇上時(shí)，該型發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率可達(dá)1750千瓦。

俄羅斯早年向中國推銷過的21956計(jì)劃，在被中國回又曾一度計(jì)劃給俄自用，其技術(shù)水平與中國051C型驅(qū)逐艦相似。

俄羅斯新修改后的“”級(jí)驅(qū)逐艦，噸位達(dá)到14000噸，采用核動(dòng)力，艦艇上層建筑設(shè)計(jì)由于電子設(shè)備小型化技術(shù)的缺陷，顯得臃腫而龐大，如果與中國合作，購買中國的電子設(shè)備和發(fā)動(dòng)機(jī)，該艦完全可以達(dá)到接近中國055型巡洋艦的技術(shù)水平。

目前，中國已經(jīng)在生產(chǎn)和研制一系列世界高水平的船用發(fā)動(dòng)機(jī)，例如已經(jīng)用于052C型驅(qū)逐艦的GT25000型燃?xì)廨啓C(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)原為烏克蘭設(shè)計(jì)，俄羅斯當(dāng)年曾向中國推薦的21956型驅(qū)逐艦就計(jì)劃采用該型發(fā)動(dòng)機(jī)。但目前隨著烏克蘭與俄羅斯關(guān)系惡化，俄羅斯未來已經(jīng)無法獲得烏克蘭提供的燃?xì)廨啓C(jī)，其大型艦艇設(shè)計(jì)不得不進(jìn)行重新調(diào)整。例如不久前曾在媒體上引起熱議的“”級(jí)驅(qū)逐艦，由于無法得到先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)，船廠方面提出“一不做二不休”，改用核動(dòng)力。）如果是自動(dòng)化發(fā)電機(jī)組，則不需要怠速運(yùn)行，因?yàn)樽詣?dòng)化機(jī)組一般都配備水加熱器，使柴油機(jī)缸體始終保持在45℃左右，柴油機(jī)啟動(dòng)后可在8-15秒內(nèi)正常送電。實(shí)際上如果俄羅斯向中國購買GT25000型燃?xì)廨啓C(jī)，完全可以用于驅(qū)動(dòng)這種預(yù)計(jì)14000噸的大型驅(qū)逐艦，與中國設(shè)計(jì)中的12000噸055型巡洋艦屬于類似級(jí)別。

訂購發(fā)電機(jī)組需要注意的事項(xiàng)柴油發(fā)電機(jī)組的出口檢驗(yàn)是依據(jù)合同規(guī)定或技術(shù)協(xié)議的有關(guān)技術(shù)或經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，用戶在選擇和簽約時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)如果使用環(huán)境條件與柴油發(fā)電機(jī)組標(biāo)定的環(huán)境條件值有差距時(shí)，應(yīng)在簽約時(shí)說明溫度、濕度及海拔高度值，以提供適宜的機(jī)型和配套設(shè)備；

(2)說明使用中采取的冷卻方式，特別是大容量機(jī)組，更應(yīng)注意；

(3)定購時(shí)，除應(yīng)說明機(jī)組型號(hào)外，還要說明選用何種機(jī)型；

(4)正常供貨時(shí)，提供一定量的易損件，另有需要，亦應(yīng)說明。