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柴油發(fā)電機(jī)組由于自身調(diào)節(jié)慣性大，在大負(fù)載擾動時出現(xiàn)供電質(zhì)量下降，嚴(yán)重時因調(diào)節(jié)滯后而導(dǎo)致停機(jī)等問題，影響了其應(yīng)用。

 

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本文以提高柴油發(fā)電機(jī)組在沖擊性負(fù)載條件下輸出電壓幅值和頻率的穩(wěn)定性為目標(biāo)，為彌補(bǔ)發(fā)電機(jī)組自身調(diào)節(jié)能力的不足，對柴油發(fā)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型及其功率補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行深入的研究。

 

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首先，建立柴油發(fā)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而從理論上分析沖擊性負(fù)載條件下柴油發(fā)電機(jī)組的動態(tài)性能，并在Matlab中搭建系統(tǒng)的仿真模型對分析結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，為后續(xù)的功率補(bǔ)償策略的提出提供理論基礎(chǔ)。其次，在交流母線上并聯(lián)功率補(bǔ)償系統(tǒng)，以抑制沖擊性負(fù)載情況下柴油發(fā)電機(jī)組輸出電壓幅值和頻率的波動。

 

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當(dāng)出現(xiàn)沖擊性負(fù)載時結(jié)合儲能系統(tǒng)來提供或吸收系統(tǒng)不足或多余的有功功率，并zui大限度地利用發(fā)電機(jī)組自身的調(diào)節(jié)能力，滿足負(fù)載對電壓幅值和頻率的要求。采用以三相橋式電路為拓?fù)涞牟⒙?lián)功率補(bǔ)償系統(tǒng)，建立其數(shù)學(xué)模型，依據(jù)瞬時功率理論推導(dǎo)dq模型下并聯(lián)功率補(bǔ)償系統(tǒng)輸出電流與瞬時功率的關(guān)系，從而為瞬時功率的控制提供理論依據(jù)。

為補(bǔ)償柴油發(fā)電機(jī)組有功功率調(diào)節(jié)的滯后，提出基于速度閉環(huán)的功率補(bǔ)償策略。為進(jìn)一步提高補(bǔ)償系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)，提出速度閉環(huán)和負(fù)載電流前饋的復(fù)合控制策略，實(shí)現(xiàn)對擊性負(fù)載的功率補(bǔ)償。

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根據(jù)瞬時功率理論對負(fù)載有功電流、無功電流和諧波電流進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)補(bǔ)償系統(tǒng)的對機(jī)組有功功率、無功功率和諧波的補(bǔ)償，以提高柴油發(fā)電機(jī)組的效率。再次，設(shè)計基于三重雙向DC-DC變換器的能量管理系統(tǒng)，以滿足并聯(lián)并聯(lián)補(bǔ)償裝置對儲能的需求。

結(jié)合并聯(lián)補(bǔ)償系統(tǒng)的工作狀態(tài)，提出采用直流母線電壓閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)負(fù)載擾動條件下超級電容能量管理策略和穩(wěn)態(tài)條件下基于超級電容電壓的主動充電策略。zui后，對并聯(lián)功率補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，并在Matlab中搭建系統(tǒng)的仿真模型，對所提出的控制方案進(jìn)行仿真驗(yàn)證。在實(shí)驗(yàn)平臺上，完成控制算法的軟件設(shè)計，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并聯(lián)功率補(bǔ)償系統(tǒng)在提高柴油發(fā)電機(jī)組輸出電能質(zhì)量的有效性。