[发明专利]用分段PID调节的方式来控制发电机组并网带载的方法

摘要

本发明公开了一种用分段PID调节的方式来控制发电机组并网带载的方法，发动机带动发电机工作发出电能，发动机上设有ECU，发电机与电网连接，发动机与电网之间设有控制柜，控制柜与电力远程调度监控中心通过硬线或者CAN报文的联系方式，控制柜接收到电力远程调度监控中心发送来的并网带载的CAN报文信号，控制柜将命令信息传送给ECU，ECU通过动态PID输出值来调节发动机节气门的开度，包括孤网带载运行阶段和并网发电运行阶段两个阶段，且采用不同的PID调速参数,既能保证发动机孤网带载时能够很好的响应控制器对发动机转速的请求,又能在并网发电运行阶段及时切换到另一套PID调速策略,解决了并网后易出现功率波动以及“逆功”、“过流”等情况的发生。

主权项

1.用分段PID调节的方式来控制发电机组并网带载的方法，发动机带动发电机工作发出电能，所述发动机上设有ECU，所述发电机与电网连接，所述发动机与所述电网之间设有控制柜，所述控制柜与电力远程调度监控中心通过硬线或者CAN报文的联系方式，调控所述发动机的运行状态，其特征在于：当有用电器需要工作时，所述控制柜接收到所述电力远程调度监控中心发送来的并网带载CAN报文信号，所述控制柜将命令信息传送给所述ECU，所述ECU通过动态PID输出值来调节所述发动机节气门的开度，发电机组并网带载的方法包括以下调整阶段，孤网带载运行阶段：该阶段中，所述ECU通过第一动态PID输出值来调节所述发动机节气门的开度，所述第一动态PID输出值的获取为：所述第一动态PID输出值＝发动机节气门开度值＝P₁值+I₁值+D₁值，其中，P₁值＝N_error*(A₁*P_Gain)；N_error为发动机实际转速与标定转速的偏差；P_Gain为比例单元，转速稳定时，P₁值为0；I₁值＝I_previous+N_error*(B₁*I_Gain)*d₁T；其中d₁T为I₁值变化的单位时间，I_previous为上一个d₁T时间的I₁值，N_error为发动机实际转速与标定转速偏差；I_Gain为积分单元，I₁值的计算是一个以d₁T为步长的不断迭加的过程，在转速稳定后I₁值等于所述第一动态PID输出值；D₁值＝(N_{error previous}‑N_error)*(C₁*D_Gain)/d₂T；其中d₂T为D₁值变化的单位时间，(N_{error previous}‑N_error)为发动机d₂T时间内前后转速偏差的变化量；D_Gain为微分单元，D₁值也是一个以d₂T为步长的不断迭加的过程，但是只要转速不波动D₁值为0；上述公式中P_Gain、I_Gain、D_Gain是需要进行数据标定的量，P_Gain、I_Gain、D_Gain越大，发动机节气门变化也就越快，发动机调速越快；P_Gain、I_Gain、D_Gain越小，发动机节气门变化也就越缓，响应机组请求就会变慢；该阶段中，A₁为P_Gain的系数，B₁为I_Gain的系数、C₁为D_Gain的系数，A₁、B₁、C₁值在发动机的进气歧管绝对压力MAP范围为30～120kpa时，均取值为1；发动机运行环境中水温、气温、大气湿度发生变化时，在孤网带载运行阶段设有与A₁、B₁、C₁对应的修正参数A₁₁、B₁₁、C₁₁，在实际调节过程中，根据发动机运行环境的水温范围、气温范围、大气湿度范围，P_Gain的实际系数为A₁*A₁₁，I_Gain的实际系数为B₁*B₁₁，D_Gain的实际系数为B₁*B₁₁；并网发电运行阶段：该阶段中，所述ECU通过第二动态PID输出值来调节所述发动机节气门的开度，根据发动机受运行环境中水温、气温、大气湿度的影响，该阶段需要增加P_Gain I_Gain D_Gain的系数；所述第二动态PID输出值的获取为：所述第二动态PID输出值＝发动机节气门开度值＝P₂值+I₂值+D₂值，P₂值＝N_error*(A₂*P_Gain)；N_error为发动机实际转速与标定转速的偏差；P_Gain为比例单元，转速稳定时，P₂值为0；I₂值＝I_previous+N_error*(B₂*I_Gain)*d₃T；其中d₃T为I₂值变化的单位时间，I_previous为上一个d₃T时间的I₂值，N_error为发动机实际转速与标定转速偏差；I_Gain为积分单元，I₂值的计算是一个以d₃T为步长的不断迭加的过程，在转速稳定后I₂值等于所述第二动态PID输出值；D₂值＝(N_{error previous}‑N_error)*(C₂*D_Gain)/d₄T；其中d₄T为D₂值变化的单位时间，(N_{error previous}‑N_error)为发动机d₄T时间内前后转速偏差的变化量；D_Gain为微分单元，D₂值也是一个以d₄T为步长的不断迭加的过程，但是只要转速不波动D₂值为0；该阶段中，A₂为P_Gain的系数，B₂为I_Gain的系数、C₂为D_Gain的系数，当发动机的进气歧管绝对压力MAP范围为小于30kpa时，A₂取值为1.5，B₂取值为1.6，C₂取值为1.3；当发动机的进气歧管绝对压力MAP范围为大于等于30kpa且小于60kpa时，A₂取值为1.2，B₂取值为1.3，C₂取值为1.5；当发动机的进气歧管绝对压力MAP范围为大于等于60kpa且小于100kpa时，A₂取值为1.2，B₂取值为1.2，C₂取值为1.3；当发动机的进气歧管绝对压力MAP范围为大于等于100kpa且小于等于120kpa时，A₂取值为1.1，B₂取值为1.1，C₂取值为1.1；发动机运行环境中水温、气温、大气湿度发生变化时，在并网发电运行阶段设有与A₂、B₂、C₂对应的修正参数A₂₂、B₂₂、C₂₂，在实际调节过程中，根据发动机运行环境的水温范围、气温范围、大气湿度范围，P_Gain的实际系数为A₂*A₂₂，I_Gain的实际系数为B₂*B₂₂，D_Gain的实际系数为B₂*B₂₂。