本发明专利技术公开了一种能量回馈型柴油机试验装置控制方法，柴油机带动同步发电机发出频率和幅值变化的交流电，并输出至整流器；整流器将大小和频率变化的交流电变换成直流电，并输出至直流升压变换器，同时向直流升压变换器传输柴油机输出的能量；直流升压变换器将整流器输出的幅值可变的直流电压变换为稳定的直流电压供并网逆变器使用；并网逆变器将直流升压变换器输出的直流电逆变为交流电，通过并网变压器和开关柜回馈至电网，并将柴油机输出的功率输送至电网。通过应用该方法，使得试验装置占地小、电能质量高、维护成本低，避免了能源浪费和试验场所环境温度升高带来的环境控制等问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于进行柴油机台架加载试验的试验装置的控制方法，尤其是涉及一种广泛应用于的船舶电源系统、内燃机车供电系统、发电厂备用电源、家用汽车，以及矿山车辆驱动中等场合的柴油机进行加载试验时能量回馈到电网的装置的控制方法。
技术介绍
柴油机组在各行各业的应用非常广泛，可作为电源设备与发电机配合应用在船舶电源系统、内燃机车供电系统、发电厂备用电源等场合，也可作为动力设备配合直变速箱应用在家用汽车及矿山车辆驱动中。但是，对于柴油机组，在其应用在上述具体场合前，需要通过多种试验。以船舶推进用柴油机组为例，国家船舶行业标准CB/T 32M就规定了数十项台架试验。在其研制过程中以及出厂试验时均要按照其设计曲线在不同的转速下加载对应的功率进行试验，通过试验才能提供给终端用户使用。一般而言要配备大功率同步发电机及其他设备将柴油机输出的机械能转化为电能的形式试验加载。以某机车用柴油机出厂试验为例，如表1所示，其出厂试验要求在400r/min时加载297kW试验，在900r/min时加载 1493kW试验，如下表所示，对应不同的转速加载的试验功率不相同，另外，二极管整流器输出电压变换范围也很大，从300V 900V，这么大的电压变化范围是无法直接给并网逆变器使用的，因此采用直流升压变换器将这些电压变换到合适的值，如1000V，然后通过并网逆变器将电能馈回电网。权利要求1.，其特征在于所述的控制方法包括以下步骤SlOl 柴油机(6)带动同步发电机(7)发出频率和幅值变化的交流电，并输出至整流器⑴；S102:整流器(1)将大小和频率变化的交流电变换成直流电，并输出至直流升压变换器O)，同时向直流升压变换器( 传输柴油机(6)输出的能量；5103直流升压变换器( 包括一重或一重以上的升压电路单元(35)，直流升压变换器( 将整流器(1)输出的幅值可变的直流电压变换为稳定的直流电压供并网逆变器(3) 使用；5104并网逆变器C3)包括一重或一重以上的变流器单元(31)，将直流升压变换器(2) 输出的直流电逆变为交流电，通过并网变压器(4)和开关柜(5)回馈至电网，并将柴油机 (6)输出的功率输送至电网，同时在柴油机(6)和电网之间提供隔离。2.根据权利要求1所述的，其特征在于所述的控制方法还包括直流升压变换器控制过程和并网逆变器控制过程，所述的直流升压变换器控制过程控制并网逆变器C3)的直流侧电压，所述的并网逆变器控制过程控制柴油机 (6)的加载功率。3.根据权利要求1所述的，其特征在于所述的控制方法还包括直流升压变换器控制过程和并网逆变器控制过程，所述的直流升压变换器控制过程控制柴油机(6)的加载功率，所述的并网逆变器控制过程控制并网逆变器 (3)的直流侧电压。4.根据权利要求2所述的，其特征在于所述的直流升压变换器控制过程包括电压外环控制过程和电流内环控制过程，所述的电压外环控制过程根据直流升压变换器O)的输出电压与设定目标电压进行比较，形成电压闭环控制，并将输出信号输出至每重升压电路单元(35)，作为每重升压电路单元(3 升压电感的平均电流给定值或续流二极管的平均电流给定值；所述的电流内环控制过程根据升压电路单元(3 升压电感实时检测电流的平均值与升压电路单元(3 升压电感的平均电流或续流二极管的平均电流给定值进行比较，形成电流闭环控制，并将输出信号输出至升压电路单元(35)，作为升压电路单元(35)开关管的驱动控制信号。5.根据权利要求2或4所述的，其特征在于 所述的并网逆变器控制过程包括有功电流给定过程和电流内环控制过程，所述的有功电流给定过程根据试验所需加载功率信号得到下个控制周期内并网逆变器C3)每重变流器单元(31)的有功电流给定值信号；所述的电流内环控制模块根据并网变压器(4)输入绕组的交流电流信号有功分量和无功分量，分别与有功电流给定值和无功电流给定值进行比较、 调节和运算后，再经过载波移相正弦脉宽调制单元(30)得到变流器单元(31)开关器件的触发脉冲信号。6.根据权利要求4所述的，其特征在于所述的直流升压变换器电压外环控制过程包括以下步骤S201 第一采样滤波单元(8)采集直流升压变换器( 输出电压U。并输出至第一 PI 调节单元；S202:直流升压变换器⑵输出电压^与目标电压Uref在第一 PI调节单元(9)中进行比较和PI调节后，输出总电流给定值TOT ；S203 总电流给定值I,ef TOT经过第一均分单元(10)均分成η等份后得到平均电流信号 Iref，输出至直流升压变换器( 作为每重升压电路单元(3 升压电感的平均电流给定值或续流二极管的平均电流给定值；所述的直流升压变换器电流内环控制过程包括以下步骤·5301第二采样滤波单元(11)采集升压电感实时电流信号输出至平均值求取单元 (12)求取平均值；·5302升压电感电流平均值信号与升压电感平均电流给定值在第二 PI调节单元(13) 中进行比较和PI调节；·5303=PI调节信号经过限幅单元(14)进行限幅，得到每重升压电路单元(3 开关管的占空比值信号；·5304三角载波形成单元(1 根据直流升压变换器( 的重数产生与该重数相同的相互移相的多路三角载波，每路三角载波送至对应的电流内环控制模块，与步骤S303中的开关管占空比值信号进行比较后，得到PWM触发信号，作为升压电路单元(35)开关管的驱动控制信号。7.根据权利要求5所述的，其特征在于所述的并网逆变器有功电流给定过程包括以下步骤·5401第一加载过渡时间设定单元(16)根据输入的试验所需加载功率信号设定加载过渡时间，并输出至有功电流稳态给定值计算单元(17)；·5402有功电流稳态给定值计算单元(17)根据加载过渡时间计算得出有功电流稳态给定值信号G—TO”并输出至有功电流给定值计算单元(18)；·5403有功电流给定值计算单元(18)根据有功电流稳态给定值信号计算得出有功电流给定值，并输出至第二均分单元(19)；·S404:第二均分单元(19)将输入的有功电流给定值进行η等份均分后得到《，作为下个控制周期内并网逆变器C3)每重变流器单元(31)的有功电流给定值信号；所述的并网逆变器电流内环控制控制过程包括以下步骤·5501第三采样滤波单元04)采集并网变压器(4)输入绕组的交流电流信号；·5502第四采样滤波单元05)采集并网逆变器(3)的变流器单元(31)的交流电压信号，经过锁相环单元06)计算电压相位角；·S503:坐标变换模块(XT)根据输入绕组的交流电流信号和计算得到的电压相位角，得到电流有功分量id和电流无功分量、；·5504电流有功分量id和电流无功分量、分别与有功电流给定值 和无功电流给定值 〈进行比较得出差值信号G _,+:和、-ζ ；·5505差值信号^ -ζ和、分别经过第三PI调节单元08)和第四PI调节单元09) 进行PI调节后经过控制算法计算得到调制波指令值信号Vd和\ ；·5506调制波指令值信号Vd和Vtl经过载波移相正弦脉宽调制单元(30)后，得到并网逆变器( 变流器单元(31)开关器件的触发脉冲信号。8.根据权利要求7所述的，其特征在于所述由经过PI调节的差值信号G-ζ和、得到下一时刻调制波指令信号Vd和\是根据以下控制算法进行计算本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张铁军，敬华兵，罗仁俊，曹洋，马雅青，陈刚，吴强，陈雪，陈广赞，彭勃，陈映林，
申请(专利权)人：株洲变流技术国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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