一种天然气发动机的瞬态调速率控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种天然气发动机的瞬态调速率控制方法及装置，该方法包括：检测天然气发动机的实际转速，判断所述实际转速是否属于预设转速范围；若所述实际转速属于预设转速范围，则根据所述实际转速计算当前转速加速度，并根据所述转速加速度确定目标点火提前角；调整所述天然气发动机的点火提前角为所述目标点火提前角。本发明专利技术提供的技术方案能够在负荷变化时通过调整点火提前角来快速响应，解决了天然气发动机气路存在延迟的问题，可有效地保证天然气发动机的瞬态调速率满足发动机机组的设计要求。

【技术实现步骤摘要】
一种天然气发动机的瞬态调速率控制方法及装置
本专利技术涉及控制
，尤其涉及一种发电用天然气发动机的瞬态调速率控制方法及装置。
技术介绍
发电用天然气发动机与普通柴油发动机相比，虽然在经济性、环保性、动力性等方面存在诸多优势，但是与柴油发动机相比天然气发动机存在气路的延迟，响应性不如柴油发动机。在载荷发生变化时，天然气发动机转速波动较大，特别是突加及突减负荷时，转速下跌及上冲都较大。目前，发电用天然气发动机控制系统多采用转速闭环控制的方式进行调速率控制，以设定的目标转速及发动机的实际转速为输入进行PID控制，输出需求扭矩来响应转速的变化。此类控制方法可适用于稳态工况，但对于瞬态工况，由转速PID输出的扭矩再到控制节气门及燃气阀的开度，以及天然气发动机本身存在气路的延迟，对于瞬态工况，如突加及突减负荷，现有的控制方法响应慢，转速下跌及上冲较大，很难满足发动机机组对瞬态调速率的要求。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提出了一种天然气发动机的瞬态调速率控制方法及装置，解决了现有技术中天然气发动机气路存在的延迟问题，有效地保证天然气发动机的瞬态调速率满足发动机机组的设计要求。根据本专利技术的一个方面，提供了一种天然气发动机的瞬态调速率控制方法，该方法包括：检测天然气发动机的实际转速，判断所述实际转速是否属于预设转速范围；若所述实际转速属于预设转速范围，则根据所述实际转速计算当前转速加速度，并根据所述转速加速度确定目标点火提前角；调整所述天然气发动机的点火提前角为所述目标点火提前角。可选地，在所述判断所述实际转速是否属于预设转速范围之前，所述方法还包括：根据所述天然气发动机的额定转速确定所述预设转速范围。可选地，所述根据所述实际转速计算当前转速加速度，并根据所述转速加速度确定目标点火提前角，进一步包括：若所述转速加速度大于第一预设标定量，且所述实际转速大于第二预设标定量，则根据所述转速加速度查找第一映射关系，以获取所述转速加速度对应的第一修正因子；根据所述第一修正因子对所述天然气发动机的点火提前角进行修正，得到所述目标点火提前角；其中，所述第一映射关系中包括转速加速度和修正因子之间的对应关系。可选地，所述第一修正因子小于或等于1。可选地，所述根据所述第一修正因子对所述天然气发动机的点火提前角进行修正，得到所述目标点火提前角，具体为：计算所述第一修正因子与所述天然气发动机的点火提前角的乘积，将所述乘积作为所述目标点火提前角。可选地，所述根据所述实际转速计算当前转速加速度，并根据所述转速加速度确定目标点火提前角，进一步包括：若所述转速加速度小于第三预设标定量，且所述实际转速小于第四预设标定量，则根据所述转速加速度查找第二映射关系，以获取所述转速加速度对应的第二修正因子；根据所述第二修正因子对所述天然气发动机的点火提前角进行修正，得到所述目标点火提前角；其中，所述第二映射关系中包括转速加速度和修正因子之间的对应关系。可选地，所述第二修正因子大于或等于1。可选地，所述根据所述第二修正因子对所述天然气发动机的点火提前角进行修正，得到所述目标点火提前角，具体为：计算所述第二修正因子与所述天然气发动机的点火提前角的乘积，将所述乘积作为所述目标点火提前角。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种天然气发动机的瞬态调速率控制装置，该装置包括：判断模块，用于检测天然气发动机的实际转速，判断所述实际转速是否属于预设转速范围；第一确定模块，用于当所述实际转速属于预设转速范围时，根据所述实际转速计算当前转速加速度，并根据所述转速加速度确定目标点火提前角；控制模块，用于调整所述天然气发动机的点火提前角为所述目标点火提前角。可选地，所述装置还包括：第二确定模块，用于在所述判断模块判断所述实际转速是否属于预设转速范围之前，根据所述天然气发动机的额定转速确定所述预设转速范围。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的天然气发动机的瞬态调速率控制方法及装置，通过在在突增及突减负荷的瞬态工况下，采用调节点火提前角的方式来快速响应负荷的变化，并根据转速加速度确定目标点火提前角，调整天然气发动机的点火提前角为目标点火提前角，使得发动机的瞬态调速率维持在合理的范围内，进而保证天然气发动机的瞬态调速率满足发动机机组的设计要求。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术实施例提出的一种天然气发动机的瞬态调速率控制方法的流程图；图2为本专利技术另一实施例提出的一种天然气发动机的瞬态调速率控制方法的具体实现流程图；图3为本专利技术实施例提出的一种天然气发动机的瞬态调速率控制装置的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。本专利技术实施例提供了一种天然气发动机的瞬态调速率控制方法及装置，该方法在转速PID闭环控制的基础上采用直接调整点火提前角的方式来快速响应负荷的变化。需要说明的是，在本专利技术实施例中：调速率：发动机的外部载荷发生变化时，发动机转速相对于额定转速的波动情况，是发电设备上的一个重要参数，通常分为稳态调速率和瞬态调速率。其中，瞬态调速率是指发动机突加(或突卸)载荷时，转速动态变化过程中最小(最大)转速与额定转速之差的绝对值同额定转速的比值。ECU，电子控制单元，根据输入信号及内部控制逻辑输出执行器驱动信号。点火提前角：是指从点火时刻开始到活塞到达压缩上止点这段时间内曲轴转过的角度，最优的点火提前角可以使发动机的输出功率增加，振动减小，效率增加。点火提前角过小容易使排温升高，发动机功率下降，点火提前角过大容易引起爆燃爆震等问题，合理的调节点火提前角可以快速有效的调整发动机的转速及输出功率。以下将结合附图对本专利技术实施例的天然气发动机的瞬态调速率控制方法及装置进行详细说明。图1示出了本专利技术实施例的一种天然气发动机的瞬态调速率控制方法的流程图。参照图1，本专利技术实施例提出的天然气发动机的瞬态调速率控制方法包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天然气发动机的瞬态调速率控制方法，其特征在于，所述方法包括：检测天然气发动机的实际转速，判断所述实际转速是否属于预设转速范围；若所述实际转速属于预设转速范围，则根据所述实际转速计算当前转速加速度，并根据所述转速加速度确定目标点火提前角；调整所述天然气发动机的点火提前角为所述目标点火提前角。

【技术特征摘要】
1.一种天然气发动机的瞬态调速率控制方法，其特征在于，所述方法包括：检测天然气发动机的实际转速，判断所述实际转速是否属于预设转速范围；若所述实际转速属于预设转速范围，则根据所述实际转速计算当前转速加速度，并根据所述转速加速度确定目标点火提前角；调整所述天然气发动机的点火提前角为所述目标点火提前角；其中，所述根据所述实际转速计算当前转速加速度，并根据所述转速加速度确定目标点火提前角，进一步包括：若所述转速加速度小于第三预设标定量，且所述实际转速小于第四预设标定量，则根据所述转速加速度查找第二映射关系，以获取所述转速加速度对应的第二修正因子；根据所述第二修正因子对所述天然气发动机的点火提前角进行修正，得到所述目标点火提前角；其中，所述第二映射关系中包括转速加速度和修正因子之间的对应关系；所述根据所述实际转速计算当前转速加速度，并根据所述转速加速度确定目标点火提前角，进一步包括：若所述转速加速度大于第一预设标定量，且所述实际转速大于第二预设标定量，则根据所述转速加速度查找第一映射关系，以获取所述转速加速度对应的第一修正因子；根据所述第一修正因子对所述天然气发动机的点火提前角进行修正，得到所述目标点火提前角；其中，所述第一映射关系中包括转速加速度和修正因子之间的对应关系；所述第一修正因子小于或等于1；所述根据所述第一修正因子对所述天然气发动机的点火提前角进行修正，得到所述目标点火提前角，具体为：计算所述第一修正因子与所述天然气发动机的点火提前角的乘积，将所述乘积作为所述目标点火提前角。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述判断所述实际转速是否属于预设转速范围之前，所述方法还包括：根据所述天然气发动机的额定转速确定所述预设转速范围。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二修正因子大于或等于1。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二修正因子对所述天然气发动机的点火提前角进行修正，得到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹石，刘建飞，孙海涛，王龙，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37