【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及柴油發(fā)電機組，具體地說，涉及一種柴油發(fā)電機組設(shè)備的總控制回路。
技術(shù)介紹
1、柴油發(fā)電機組設(shè)備的總控制回路是柴油發(fā)電機控制系統(tǒng)的核心組成部分，它負責(zé)監(jiān)控和管理發(fā)電機組的運行狀態(tài)，確保其在各種工況下都能穩(wěn)定、可靠地工作，總控制回路的根據(jù)發(fā)電機組的功率、負載需求、運行環(huán)境等，對控制系統(tǒng)的不斷改進和完善，提高柴油發(fā)電機的性能和穩(wěn)定性，滿足各種不同應(yīng)用場景的需求。
2、目前，柴油發(fā)電機組所接負載發(fā)生變化時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速會發(fā)生變化，進而影響發(fā)電機的輸出電壓和頻率，影響發(fā)電機的發(fā)電效率，為了能夠根據(jù)負載功率的變化，動態(tài)調(diào)整發(fā)動機的噴油量，調(diào)控發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，使其處于穩(wěn)定狀態(tài)，保證發(fā)電機輸出穩(wěn)定的電壓，同時，當(dāng)負載功率增加該機組的額定功率時，能夠控制后續(xù)機組，自動調(diào)整頻率和相位嵌入同步，實現(xiàn)多機并機帶載，因此，我們提出一種柴油發(fā)電機組設(shè)備的總控制回路。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于解決柴油發(fā)電機組所接負載發(fā)生變化時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速會發(fā)生變化，進而影響發(fā)電機的輸出電壓和頻率，為了能夠根據(jù)負載功率的變化，動態(tài)調(diào)整發(fā)動機的噴油量，調(diào)控發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，使其處于穩(wěn)定狀態(tài)，保證發(fā)電機輸出穩(wěn)定的電壓，同時，當(dāng)負載功率增加該機組的額定功率時，能夠控制后續(xù)機組，自動調(diào)整頻率和相位嵌入同步，實現(xiàn)多機并機帶載。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供一種柴油發(fā)電機組設(shè)備的總控制回路，包括數(shù)據(jù)采集模塊、模型創(chuàng)建模塊、動態(tài)調(diào)整模塊和多機并行模塊；
3、所述數(shù)據(jù)采集模塊采集
4、所述模型創(chuàng)建模塊接收數(shù)據(jù)采集模塊采集的功率數(shù)據(jù)和發(fā)動機轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，以負載功率數(shù)據(jù)為輸入，以預(yù)測發(fā)動機轉(zhuǎn)速為輸出，構(gòu)建預(yù)測發(fā)動機轉(zhuǎn)速的長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型，將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集、驗證集和測試集，采用均方誤差損失函數(shù)用于衡量預(yù)測轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速之間的差異，對該模型進行訓(xùn)練，把功率數(shù)據(jù)代入該模型，得到預(yù)測發(fā)動機轉(zhuǎn)速值，并將其傳遞至動態(tài)調(diào)整模塊；
5、所述動態(tài)調(diào)整模塊通過將模型創(chuàng)建模塊得到的發(fā)動機預(yù)測轉(zhuǎn)速值與發(fā)動機的額定轉(zhuǎn)速值進行對比，利用pid控制算法，計算出發(fā)動機的噴油量，并將其轉(zhuǎn)化為噴油量調(diào)整信號，通過電壓調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)輸出電壓，控制發(fā)動機的噴油量；
6、所述多機并行模塊在負載功率到達該機組的額定功率時，啟動后續(xù)機組，利用下垂控制方法對各機組輸出的功率和頻率進行控制，通過同步檢測裝置對機組進行相位調(diào)整，當(dāng)頻率和相位調(diào)整到滿足并機條件后，控制系統(tǒng)會進行同步確認，發(fā)出合閘指令，讓后續(xù)機組加入并列運行。
7、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述模型創(chuàng)建模塊包括建立模型單元和模型訓(xùn)練單元；
8、所述建立模型單元以傳感器采集頻率的整數(shù)倍為步長，以負載功率數(shù)據(jù)為輸入，以預(yù)測發(fā)動機轉(zhuǎn)速為輸出，確定3個長短期記憶網(wǎng)絡(luò)層，構(gòu)建預(yù)測發(fā)動機轉(zhuǎn)速的長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型；
9、所述模型訓(xùn)練單元采用adam優(yōu)化器，均方誤差損失函數(shù)用于衡量預(yù)測轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速之間的差異，對該模型進行訓(xùn)練。
10、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述建立模型單元在長短期記憶網(wǎng)絡(luò)層的后面增加一個全連接層，且神經(jīng)元數(shù)量比長短期記憶網(wǎng)絡(luò)層的神經(jīng)元數(shù)量少。
11、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述模型訓(xùn)練單元采用的均方誤差損失函數(shù)的公式為：
12、；
13、其中，為均方誤差，為數(shù)據(jù)點總數(shù)，為預(yù)測轉(zhuǎn)速，為實際轉(zhuǎn)速。
14、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述模型訓(xùn)練單元利用網(wǎng)格搜索對長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型進行超參數(shù)調(diào)整。
15、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述動態(tài)調(diào)整模塊包括控制算法單元和動態(tài)調(diào)整單元；
16、所述控制算法單元根據(jù)發(fā)動機預(yù)測轉(zhuǎn)速值與發(fā)動機的額定轉(zhuǎn)速值進行對比，得到轉(zhuǎn)速偏差，利用pid控制算法計算比例控制量、積分控制量和微分控制量，計算出發(fā)動機的噴油量；
17、所述動態(tài)調(diào)整單元根據(jù)噴油器特性曲線，建立噴油量與控制信號之間的數(shù)學(xué)模型，通過電壓調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)輸出電壓，控制發(fā)動機的噴油量。
18、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述控制算法單元根據(jù)發(fā)動機的理論燃燒模型確定發(fā)動機噴油量的上限和下限，對pid控制算法計算得到的發(fā)動機噴油量進行限制。
19、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述動態(tài)調(diào)整單元包括電壓調(diào)節(jié)電路，其中，電壓調(diào)節(jié)電路包括穩(wěn)壓器lm、穩(wěn)壓二極管vd和電感l(wèi)；
20、所述穩(wěn)壓器lm的1腳接輸入電壓ui并接電容c1的一端，所述穩(wěn)壓器lm的4腳接電阻r1的一端并接電阻r2的一端，所述電阻r1的另一端接電容c1的另一端并接穩(wěn)壓器lm的3腳與5腳，所述穩(wěn)壓器lm的2腳接穩(wěn)壓二極管vd的負極并接電感l(wèi)的一端，所述電感l(wèi)的另一端接電容c3的一端并接電阻r2的另一端，所述電容c2并接電阻r2，所述電容c3并接輸出電壓uo。
21、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述多機并行模塊采用的下垂控制方法的公式為：
22、；
23、其中，為輸出有功功率，為初始有功功率，為下垂系數(shù)，為實際頻率，為額定頻率。
24、作為本技術(shù)方案的進一步改進，所述多機并行模塊在合閘后，后續(xù)機組采用軟加載的方式逐步增加負載。
25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果：
26、1.該柴油發(fā)電機組設(shè)備的總控制回路，通過數(shù)據(jù)采集模塊采集負載的功率變化數(shù)據(jù)和發(fā)動機的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，并對其進行歸一化處理，利用模型創(chuàng)建模塊構(gòu)建預(yù)測發(fā)動機轉(zhuǎn)速的長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型，根據(jù)檢測的負載功率對發(fā)動機的轉(zhuǎn)速進行預(yù)測，動態(tài)調(diào)整模塊根據(jù)預(yù)測的發(fā)動機轉(zhuǎn)速值，利用pid控制算法計算出發(fā)動機的噴油量，并通過電壓調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)輸出電壓，控制發(fā)動機的噴油量，實現(xiàn)根據(jù)負載功率的變化，動態(tài)調(diào)整發(fā)動機的噴油量，調(diào)控發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，使其處于穩(wěn)定狀態(tài)，保證發(fā)電機輸出穩(wěn)定的電壓；
27、2.多機并行模塊利用下垂控制方法對各機組輸出的功率和頻率進行控制，通過同步檢測裝置對機組進行相位調(diào)整，當(dāng)頻率和相位調(diào)整到滿足并機條件后，控制系統(tǒng)會進行同步確認，發(fā)出合閘指令，讓后續(xù)機組加入并列運行，當(dāng)負載功率增加該機組的額定功率時，能夠控制后續(xù)機組，自動調(diào)整頻率和相位嵌入同步，實現(xiàn)多機并機帶載。
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1.一種柴油發(fā)電機組設(shè)備的總控制回路，其特征在于：包括數(shù)據(jù)采集模塊（100）、模型創(chuàng)建模塊（200）、動態(tài)調(diào)整模塊（300）和多機并行模塊（400）；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油發(fā)電機組設(shè)備的總控制回路，其特征在于：所述模型創(chuàng)建模塊（200）包括建立模型單元（210）和模型訓(xùn)練單元（220）；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油發(fā)電機組設(shè)備的總控制回路，其特征在于：所述建立模型單元（210）在長短期記憶網(wǎng)絡(luò)層的后面增加一個全連接層，且神經(jīng)元數(shù)量比長短期記憶網(wǎng)絡(luò)層的神經(jīng)元數(shù)量少。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油發(fā)電機組設(shè)備的總控制回路，其特征在于：所述模型訓(xùn)練單元（220）采用的均方誤差損失函數(shù)的公式為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柴油發(fā)電機組設(shè)備的總控制回路，其特征在于：所述模型訓(xùn)練單元（220）利用網(wǎng)格搜索對長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型進行超參數(shù)調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油發(fā)電機組設(shè)備的總控制回路，其特征在于：所述動態(tài)調(diào)整模塊（300）包括控制算法單元（310）和動態(tài)調(diào)整單元（320）；
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的柴油
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的柴油發(fā)電機組設(shè)備的總控制回路，其特征在于：所述動態(tài)調(diào)整單元（320）包括電壓調(diào)節(jié)電路，其中，電壓調(diào)節(jié)電路包括穩(wěn)壓器LM、穩(wěn)壓二極管VD和電感L；
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油發(fā)電機組設(shè)備的總控制回路，其特征在于：所述多機并行模塊（400）采用的下垂控制方法的公式為：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的柴油發(fā)電機組設(shè)備的總控制回路，其特征在于：所述多機并行模塊（400）在合閘后，后續(xù)機組采用軟加載的方式逐步增加負載。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種柴油發(fā)電機組設(shè)備的總控制回路，其特征在于：包括數(shù)據(jù)采集模塊（100）、模型創(chuàng)建模塊（200）、動態(tài)調(diào)整模塊（300）和多機并行模塊（400）；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油發(fā)電機組設(shè)備的總控制回路，其特征在于：所述模型創(chuàng)建模塊（200）包括建立模型單元（210）和模型訓(xùn)練單元（220）；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油發(fā)電機組設(shè)備的總控制回路，其特征在于：所述建立模型單元（210）在長短期記憶網(wǎng)絡(luò)層的后面增加一個全連接層，且神經(jīng)元數(shù)量比長短期記憶網(wǎng)絡(luò)層的神經(jīng)元數(shù)量少。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柴油發(fā)電機組設(shè)備的總控制回路，其特征在于：所述模型訓(xùn)練單元（220）采用的均方誤差損失函數(shù)的公式為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柴油發(fā)電機組設(shè)備的總控制回路，其特征在于：所述模型訓(xùn)練單元（220）利用網(wǎng)格搜索對長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型進行超參數(shù)調(diào)整。
6.根據(jù)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊夢，項紹水，陳濤濤，俞晨凱，陳丹丹，
申請(專利權(quán))人：浙江幸福航天科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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