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天然氣作為一種高效、安全、儲量豐富的清潔能源現(xiàn)已進(jìn)入了人們的視野。由于分布式發(fā)電機(jī)組具有體積小、移動方便、成本低等特點,因此對分布式發(fā)電機(jī)組開展研究具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會效益。以小型氣體燃料發(fā)動機(jī)為研究對象,開發(fā)了適用的控制系統(tǒng),實現(xiàn)了氣體機(jī)的點火控制及調(diào)速控制。基于該控制系統(tǒng)進(jìn)行了實機(jī)實驗,研究結(jié)果表明,開發(fā)的系統(tǒng)在瞬態(tài)調(diào)整率、穩(wěn)態(tài)調(diào)整率、頻率波動率及達(dá)到穩(wěn)態(tài)所需時間等方面均滿足國標(biāo)要求

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隨著能源短缺和環(huán)境污染問題突出，清潔能源的開發(fā)研究和電控技術(shù)越來越受到關(guān)注。燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組利用天然氣發(fā)動機(jī)提供動力驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電，其發(fā)電頻率大小及穩(wěn)定性是供電質(zhì)量的重要指標(biāo)，而燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的頻率控制主要是通過天然氣發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制來實現(xiàn)的。因此，本文針對以天然氣為燃料、由火花點火發(fā)動機(jī)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)組進(jìn)行電控系統(tǒng)總體設(shè)計，包括燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的建模與仿真、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組控制策略的設(shè)計、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)仿真等。

首先，分析了天然氣發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的基本工作原理、電控系統(tǒng)組成等，包括空氣進(jìn)氣系統(tǒng)、天然氣供氣系統(tǒng)等，并基于GT-Power建立了天然氣發(fā)動機(jī)一維仿真平均值模型，包括利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對相關(guān)變量關(guān)系進(jìn)行訓(xùn)練、相關(guān)損失的標(biāo)定等；進(jìn)而在分析天然氣發(fā)動機(jī)與發(fā)電機(jī)匹配的基礎(chǔ)上，研究了燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的控制策略，并基于PID控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法對天然氣發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)控制策略進(jìn)行了設(shè)計與仿真驗證。結(jié)果表明，所設(shè)計的控制策略能較好的實現(xiàn)天然氣發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，確保了燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的工作穩(wěn)定性