林偉斌

【摘 要】在日常的生活中，船舶的大多工作依靠的是多臺(tái)柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組并聯(lián)共同運(yùn)行的，以此來(lái)維持船舶的正常運(yùn)行。柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)不同程度，不同樣式的問(wèn)題。例如，其并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性遭到破壞等。本文主要是利用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行推導(dǎo)，從而建立柴油發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。然后再利用MATBLE軟件中的Simulink工具進(jìn)行驗(yàn)證，建立一臺(tái)柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行模型和多臺(tái)柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的模型。從不同的方面進(jìn)行系統(tǒng)的驗(yàn)證，計(jì)算出仿真的結(jié)果。力求達(dá)到最穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)和最理想的效果。

【關(guān)鍵詞】柴油發(fā)電機(jī)組；并聯(lián)運(yùn)行；數(shù)學(xué)模型；穩(wěn)定性和穩(wěn)定度

柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的工作原理是依靠多種類型的并聯(lián)電力系統(tǒng)來(lái)維持的，其穩(wěn)定性的研究也會(huì)受到不同方面，不同程度的影響。柴油機(jī)受到干擾能夠自控的能力強(qiáng)，受到的影響小，其穩(wěn)定性的運(yùn)行就幾乎不會(huì)受到影響，相反，柴油機(jī)工作受到干擾后自控能力差，受到的影響大，那么就幾乎無(wú)法正常去維持其穩(wěn)定性。柴油機(jī)在平時(shí)具體的工作運(yùn)行中，存在著一些缺陷，這是不容忽視的，必須引起我們的高度重視。原有的柴油機(jī)發(fā)電機(jī)單獨(dú)工作，資源的使用率不高，對(duì)資源的浪費(fèi)較多，不利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組并聯(lián)的作用高新技術(shù)，通過(guò)一系列科學(xué)、合理的方法，減少資源的浪費(fèi)來(lái)提高工作的效率。

1.發(fā)電機(jī)模型

發(fā)電機(jī)模型指的是將一臺(tái)發(fā)電機(jī)先運(yùn)行起來(lái)，當(dāng)先運(yùn)行的發(fā)電機(jī)的電壓達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)時(shí)，然后利用某種技術(shù)，把所有運(yùn)行的剩下的發(fā)電機(jī)共同銜接到之前運(yùn)行的發(fā)電機(jī)上，共同并聯(lián)起來(lái)，形成一個(gè)并聯(lián)的發(fā)電機(jī)工作組。在進(jìn)行模擬的過(guò)程中要采用5個(gè)階段的運(yùn)行狀態(tài)的方程式來(lái)進(jìn)行計(jì)算。不考慮出現(xiàn)的短暫的，意外的電磁過(guò)程。經(jīng)過(guò)這一系列復(fù)雜的程序后，運(yùn)行專業(yè)的圖表，等式等，描述出發(fā)電機(jī)模型的實(shí)際運(yùn)行狀況?？梢允褂貌煌膮⒖寄Ｐ蛠?lái)進(jìn)行詳細(xì)地，系統(tǒng)地的描述。做到清晰明了，清楚的認(rèn)識(shí)到發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的工作程序和運(yùn)行結(jié)果的效果示意圖。

發(fā)電機(jī)的功角表示的是轉(zhuǎn)子磁極軸線和定子合成磁極處軸線的空間夾角機(jī)械運(yùn)動(dòng)的參數(shù)，它將電力系統(tǒng)中的機(jī)械運(yùn)動(dòng)和電磁運(yùn)動(dòng)兩者有機(jī)的結(jié)合在一起。功角的變化反映的是柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性的程度。我們要把三者有機(jī)的結(jié)合在一起，制定出最為經(jīng)典的搖擺方程式。根據(jù)搖擺方程式來(lái)計(jì)算出相對(duì)的搖擺角，計(jì)算出來(lái)的相對(duì)值越大，就說(shuō)明了柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性較差，柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組的并聯(lián)運(yùn)行的系統(tǒng)將會(huì)失去原計(jì)劃的穩(wěn)定性的平衡。

2.調(diào)速器的數(shù)學(xué)模型

我們根據(jù)專業(yè)的知識(shí)，可以把柴油機(jī)運(yùn)行的工作系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化分析，得到一個(gè)簡(jiǎn)化的模型來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的研究。來(lái)自發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速通過(guò)控制，使之達(dá)到給定的實(shí)際轉(zhuǎn)速，通過(guò)測(cè)速元件，伺服器，噴油泵，柴油機(jī)，最后到達(dá)發(fā)電機(jī)。經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜得程序，最后工作運(yùn)行的模型圖。測(cè)速的過(guò)程中，我們要使用動(dòng)態(tài)的方程式來(lái)進(jìn)行詳細(xì)的描述，這是一個(gè)復(fù)雜，困難的過(guò)程。在具體的操作過(guò)程，運(yùn)行過(guò)程，我們要做到嚴(yán)謹(jǐn)，細(xì)致。牽一發(fā)而動(dòng)全身，必須做到要有科學(xué)的依據(jù)和合理的方法。柴油機(jī)工作的穩(wěn)定性是指在給定的工作條件下，通過(guò)恒定的轉(zhuǎn)速來(lái)表達(dá)的。在操作的過(guò)程中，我們盡量做到忽略機(jī)組工作運(yùn)行的摩擦力，以此來(lái)維持相對(duì)穩(wěn)定的工作狀況。對(duì)于偏離較小的微小的差異波動(dòng)，我們要尋找小偏差的計(jì)算和工作的方法。用平衡的狀態(tài)來(lái)維持最后的結(jié)果。

3.發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)模型

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)模型指的是用工具箱為依據(jù)來(lái)維持運(yùn)行的。非常的接近零極點(diǎn)的對(duì)消，進(jìn)一步簡(jiǎn)化該工作的實(shí)際模型。通過(guò)控制器的作用，在各種綜合條件的控制下，達(dá)到理想的效果。簡(jiǎn)化模型的過(guò)程中，通過(guò)科學(xué)合理的方法，切忌不要盲目，加上可以達(dá)到理想效果的控制模塊。借鑒其他先進(jìn)的工作技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。畫出理想的簡(jiǎn)化模式圖，便于進(jìn)行下一步的研究。

4.延遲環(huán)節(jié)和柴油機(jī)數(shù)學(xué)模型

作為研究對(duì)象的柴油機(jī)，為了方便進(jìn)行下一步的研究，我們可以把柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化用簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的方框圖表來(lái)進(jìn)行表示。忽略對(duì)研究沒(méi)有意義的環(huán)節(jié)，省去復(fù)雜的中間過(guò)程，只有一個(gè)中間環(huán)節(jié)來(lái)代替燃燒環(huán)節(jié)和熱力環(huán)節(jié)。對(duì)于要進(jìn)行研究的柴油機(jī)對(duì)象來(lái)說(shuō)，這樣去作對(duì)于這一滯后環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō)是確定的。滯后時(shí)間和柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速可以用方程式來(lái)表達(dá)。減少干擾，達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)效果。穩(wěn)定性趨于平穩(wěn)不會(huì)出現(xiàn)很大程度得起起落落，穩(wěn)定性控制在相對(duì)平穩(wěn)的狀態(tài)。柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性，會(huì)受到多種因素的干擾。例如，發(fā)電機(jī)工作組的起停，卸載，并聯(lián)運(yùn)行等操作，以及各類故障狀態(tài)報(bào)警及裝置工作等的數(shù)據(jù)顯示。柴油機(jī)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行穩(wěn)定性的仿真是工作的難點(diǎn)，定性分析是十分重要的。

以上的四種模型研究方式，都是根據(jù)具體的實(shí)際的操作情況，有針對(duì)性的，具體的研究。力求達(dá)到和實(shí)際情況幾乎等同的效果。柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)之分。靜態(tài)穩(wěn)定性指的是發(fā)電機(jī)組在工作的過(guò)程中受到了比較小的擾動(dòng)后，發(fā)電機(jī)組迅速適應(yīng)變化，盡快調(diào)整到工作之前的運(yùn)行狀態(tài)的能力。動(dòng)態(tài)的穩(wěn)定性指的是發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的過(guò)程中，受到了劇烈的意外的擾動(dòng)，發(fā)電機(jī)組仍然能夠迅速適應(yīng)當(dāng)前的變化，努力調(diào)整，恢復(fù)到理想的工作狀態(tài)的能力。

柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行穩(wěn)定性是我們過(guò)程中最終追尋的完美結(jié)果。通過(guò)一系列復(fù)雜的程序，運(yùn)用一系列的技術(shù)，達(dá)到最大程度的穩(wěn)定性。最終，提高工作的效率，實(shí)現(xiàn)研究的最初目標(biāo)。

5.結(jié)束語(yǔ)

柴油機(jī)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行技術(shù)是按照科學(xué)、合理的方法建構(gòu)起來(lái)的，符合現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際情況。柴油發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行技術(shù)是符合科技發(fā)展規(guī)律的，符合自然規(guī)律發(fā)展?fàn)顩r的。柴油發(fā)電機(jī)并聯(lián)組工作，可以提高我們的工作效率，減少資源的浪費(fèi)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)更好更快的發(fā)展，符合可持續(xù)發(fā)展要求的，對(duì)生態(tài)環(huán)境的發(fā)展起到了一定的促進(jìn)作用。但是，對(duì)于目前來(lái)說(shuō)，運(yùn)行柴油機(jī)發(fā)電機(jī)并聯(lián)組還是有一定的缺陷的。運(yùn)行技術(shù)不是十分的完善，在實(shí)際的工作中還會(huì)遇到一些的難題我們要保持清醒的頭腦，具體分析在實(shí)際的運(yùn)行操作過(guò)程中遇到的難題。理論聯(lián)系實(shí)際，把課本的知識(shí)和具體工作的技術(shù)很好的有機(jī)結(jié)合起來(lái)。帶動(dòng)柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行技術(shù)的不斷完善促進(jìn)更好的發(fā)展！ [科]

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