柴油发电机组并机运转的优势与运用

摘要：柴发机组并联运转指的是将两台或更易损电机连接起来共同供电，它能高效提升供电可靠性、灵活性和经济性，特别适用电力需求大、**要点高的场景。其意义远不止“多几台机器一起发电”，它通过系统集成和智能控制，将发电装置从简易的电能供应者，升级为一个高可靠、有效率、高智能的电力处置步骤，是现代关键供电**系统的核心。

（1）提升可靠性与冗余：多台机组互为备份，单台损坏时其他机组可继续供电。确保关键场所（如医院、数据中心）电力不中断。

（2）增强供电灵活性与扩展性：可根据实际负荷，智能启停相应数量的机组，实现按需供电。高效匹配负荷变化，未来扩容只需增加新机组。

（3）提高运转效率与经济性：机组可运行在接近额定负载的高效区，防范单台小负载运行引起的高油耗和磨耗。显着降低燃油消耗和运行维保成本。

（4）改良供电品质与稳定性：先进控制装置能精确分配有功/无功负载，抑制电流冲击。电压和频率更稳定，特别实用启动大功率电动机等冲击性负荷。

（5）创新应用与协同价值：可通过技术整合，使应急发电机组在用电高峰时辅助电网供电，参与市电需求响应。挖掘闲置资源潜力，提高区域电网的调整能力。

① 参数中心与通信枢纽：对电力连续性要求极高，并联装置是实现不间断供电的标配。

① 工矿企业：用于应对电网功率不足、大容量装置不能启动或作为高可靠应急电源。在大电修理时，也可实现“不停电作业”。

② 重大工程施工现场：如矿山、水利枢纽建设初期，电网未覆盖或容量不足时，可作为主供电源。

① 大电协同与“虚拟电厂”：新的运用模式，将建筑内分散的备用柴油发电机组成虚拟电厂，在夏日用电高峰时响应大电调度，共同缓解供电压力柴油发电机常见故障及维修。

② 备用供电与保电：供电公司操作移动式柴油发电车，通过“无感并网”技术在计划停电修理时为小区或台区提供不间断供电。

  两台柴发机组并机后，它们之间的联系主要在发电机的端点即母线上，因此问题的浅述必须首先从电气方面入手。

  图1是发电机并机运转的典型原理图。每台机组都包括柴油发电机、调整器、发电机、调压器等环节，两台发电机的端点通过母线并列在一起。每台发电机的转子通过联轴节和柴油机的主轴相联结。因为发电机转子和柴油机的旋转部分是一个整体，故而有关发电机转子的研讨，实际上也包含了柴油机的旋转部件，反之亦然。

  对于单机运转的柴油发电机来说（图1中开关K处于断开状态），不管负荷的大小及其成分怎生，发电机的调压器总可以通过改变发电机的励磁电流，把发电机电压自动地维持在所要点的精度内，而柴油发电机的速度控制器通过调节柴油发电机的燃油供给，自动地把柴油发电机转速维持在所需要的精度内。从电的角度看，就是保证了用电装备的频率和电压的稳定性，负荷所消耗的电能和向柴油发电机供应的燃料能量保持平衡。如果每台机组的外接负荷不超过发电机和柴油发电机的允许值，那么机组的运行就不会产生异常的情形。

  假定经过整步后把两台机组并列在一起，将开关K闭合。显然，调压器和调速器维持电压和速度恒定的职能并没有因此而改变，但与前面惟一不同之处，就是原来由各台发电机分别承担的负荷，现在变成由两台发电机共同承担了，因此除了总的能量平衡之外，还发生了两台机组怎样分配负载的问题。调速板和调压器就其原理来说，对并联机组间的负载关系并无法做出直接反映，因此就要陈述发电机负载大小和它内部数据间的相互关系，以及发电机负荷和速度控制器及调压器特性之间的关系，从而找出并列机组间负荷分配的规律和控制负载分配的办法。并联运行的绝大多数问题，都和并机机组间怎生分配它们的公共负荷有关。

  首先看发电机负荷大小和发电机内部参数间的关系。对所有并机运行的同步发电机，在正常因素下总是保持完全相同的端电压和严格一致的频率。如果忽略图1中调压器电流绕组两端的压降，单纯讲述发电机某一相定子绕组电势和端电压的关系，就可根据图2（a）所示的大概等效电路图启动柴油发电机的注意事项，画出发电机的简化电势矢量图，如图2（b）所示。图中?为发电机端电压或母线电压；?为发电机电流。电势矢量?和电流矢量?的相位差为φ，φ角的大小显然取决于发电机负载的性质。一般同步发电机定子绕组的电阻相对其电抗来说总是可以忽略不计的，因此可以把发电机内部的压降看作是纯感性的，其大小为IXd，Xd为发电机的同步电抗，方向和电流矢量?相垂直。在矢量图2（b）中用?Xd表示发电机的压降矢量，其中符号j称为旋转因子，j和某一矢量相乘就相当于把该矢量逆时针旋转90°，因此j?Xd就全面地表示了发电机内部压降的大小和方向。

并车装置的较大功用就是将多台柴油发电机组组成“N+X”冗余系统。即使其中一台因故障停机或需要维护，其余机组也能自动分担全部负荷，确保关键负载不间断运转。当负载突然增加超过单台机组容量时，系统可自动起动并同步新的机组，预防因过载引起的停电柴油发电机警示标牌。因此，对于厂家、医院、参数中心等需要持续高可靠性供电的场景，并车运行办法是优选；而对于小型商铺等负载较小且不连续的场景，交替操作单台机组或采用单机应急步骤可能更经济大概。

康明斯（Cummins）作为全球知名品牌，其柴发机组故障排除技术结合了机械、电子和智能装置的综合综述途径，能够快速定位问题并减少停机时间。