Nguyên lý điều khiển song song của máy phát điện diesel

Chế độ song song truyền thống dựa vào việc đấu nối song song thủ công, tốn nhiều thời gian và công sức, mức độ tự động hóa thấp, và việc lựa chọn thời điểm đấu nối song song phụ thuộc rất nhiều vào kỹ năng vận hành của người điều khiển. Có nhiều yếu tố con người tác động, và dễ xuất hiện dòng xung lớn, gây hư hỏng cho tổ máy phát điện diesel và làm giảm tuổi thọ của tổ máy. Do đó, Cummins giới thiệu nguyên lý hoạt động và thiết kế mạch của bộ điều khiển song song đồng bộ tự động cho tổ máy phát điện diesel. Bộ điều khiển song song đồng bộ có cấu trúc đơn giản, độ tin cậy cao và giá trị ứng dụng kỹ thuật cao.

Điều kiện lý tưởng cho hoạt động song song đồng bộ của tổ máy phát điện và lưới điện hoặc tổ máy phát điện là bốn điều kiện trạng thái của nguồn điện ở cả hai phía của mạch song song và máy cắt hoàn toàn giống nhau, nghĩa là trình tự pha của nguồn điện ở cả hai phía song song và phía hệ thống là giống nhau, điện áp bằng nhau, tần số bằng nhau và độ lệch pha bằng không.

Sự tồn tại của chênh lệch điện áp và chênh lệch tần số sẽ dẫn đến sự trao đổi công suất phản kháng và công suất tác dụng nhất định ở cả hai phía của thời điểm và điểm kết nối lưới điện, và lưới điện hoặc tổ máy phát điện sẽ bị ảnh hưởng ở một mức độ nhất định. Ngược lại, sự tồn tại của chênh lệch pha sẽ gây hư hại cho tổ máy phát điện, dẫn đến hiện tượng cộng hưởng dưới đồng bộ và làm hỏng máy phát điện. Do đó, một bộ điều khiển song song đồng bộ tự động tốt cần đảm bảo rằng chênh lệch pha bằng “không” để hoàn thành việc kết nối lưới điện, và để đẩy nhanh quá trình kết nối lưới điện, cần cho phép một phạm vi chênh lệch điện áp và chênh lệch tần số nhất định.

Mô-đun đồng bộ sử dụng hệ thống điều khiển mạch tương tự, áp dụng lý thuyết điều khiển PI cổ điển, có ưu điểm là cấu trúc đơn giản, mạch hoàn thiện, hiệu suất quá độ tốt, v.v. Nguyên lý hoạt động như sau: Sau khi nhận được lệnh đầu vào đồng bộ, bộ đồng bộ tự động phát hiện hai tín hiệu điện áp AC trên hai tổ máy cần kết hợp (hoặc lưới điện và một tổ máy), hoàn thành việc so sánh pha và tạo ra tín hiệu DC tương tự đã được hiệu chỉnh. Tín hiệu này được xử lý bởi mạch số học PI và gửi đến đầu song song của bộ điều khiển tốc độ điện tử của động cơ, sao cho sự chênh lệch pha giữa một tổ máy và tổ máy khác (hoặc lưới điện) biến mất trong thời gian ngắn. Lúc này, sau khi mạch phát hiện đồng bộ xác nhận sự đồng bộ, tín hiệu đóng đầu ra hoàn thành quá trình đồng bộ.