薩登為了實(shí)現(xiàn)一定的經(jīng)濟(jì)效益，獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)中的柴油發(fā)電機(jī)不再是單臺大容量機(jī)組，而是選擇多臺相對小容量的機(jī)組，根據(jù)負(fù)荷實(shí)際需求，開啟一臺或者多臺柴油機(jī)組。單臺柴油發(fā)電機(jī)負(fù)荷率大約為 75%，既包含一定功率裕量，經(jīng)濟(jì)性也相對較高。低負(fù)載要求通常在 30%左右，低于此值，柴油發(fā)電機(jī)單位功率耗油量會較大，同時(shí)影響柴油發(fā)電機(jī)的運(yùn)行壽命。當(dāng)多臺柴油機(jī)并列運(yùn)行時(shí)，每臺并聯(lián)運(yùn)行的柴油發(fā)電機(jī)配置一個(gè)控制模塊，包括自動電壓調(diào)節(jié)器(automatic voltage regulator，AVR)和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器(speed governor，GOV) 2個(gè)子模塊，機(jī)組之間通過 RS232/485 進(jìn)行通信?？刂颇K主要有自同期并機(jī)、負(fù)荷分配和無功調(diào)壓 3 個(gè)功能。自同期并機(jī)是指通過檢測待并網(wǎng)發(fā)電機(jī)組和已運(yùn)行發(fā)電機(jī)組的三相電壓信號，按照預(yù)先設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行對比，同時(shí)調(diào)整待并網(wǎng)發(fā)電機(jī)組的輸出電壓幅值和頻，使之與已運(yùn)行機(jī)組輸出電壓的幅值和相位一致。待達(dá)到同步要求后，發(fā)出同步信號，斷路器合閘。自動負(fù)荷分配是指，多機(jī)并列運(yùn)行時(shí)，有功功率可以平均分配，也可以按照比例的方式分配，即出力之比等于容量之比。當(dāng)負(fù)荷需求下降時(shí)，則可以自動切除一臺機(jī)組，盡可能使運(yùn)行機(jī)組達(dá)到滿載。無功調(diào)壓是指各機(jī)組通過控制發(fā)電機(jī)端口電壓來控制輸出的無功功率，保證了各機(jī)組之間的無功功率均衡。小型柴油發(fā)電機(jī)慣性較小，在正常運(yùn)行范圍內(nèi)由于負(fù)荷或者可再生能源波動，將會引起系統(tǒng)頻率、電壓波動。利用儲能系統(tǒng)的快速功率控制，可以有效抑制由于凈負(fù)荷擾動引起的系統(tǒng)頻率和電壓波動，提高用戶負(fù)荷的電能質(zhì)量[5]。通常情況下，柴油機(jī)具有不同程度的短時(shí)過流能力，但柴油機(jī)的輸出電流超過額定值一定時(shí)間后，也將導(dǎo)致故障停機(jī)。一般情況下，柴油機(jī)輸出電流高于額定值的時(shí)間與電流值成反比。超出額定電流值越大、可接受的運(yùn)行時(shí)間越短。由于單臺柴油機(jī)從冷備用到并機(jī)運(yùn)行，視容量不同，啟動時(shí)間也不盡相同，因此，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)功率缺額超過當(dāng)前運(yùn)行機(jī)組一定容量時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)面臨著由于發(fā)電機(jī)過流保護(hù)動作而崩潰的危險(xiǎn)。此外，發(fā)電機(jī)組長時(shí)間超過額定電流運(yùn)行，對于機(jī)組的運(yùn)行壽命也將產(chǎn)生影響。由于獨(dú)立微網(wǎng)中配置了儲能系統(tǒng)，因此除了按照文獻(xiàn)[2-3]所提及的能量管理策略進(jìn)行大時(shí)間尺度的優(yōu)化調(diào)度外，還可以利用其快速的功率響應(yīng)特性(滿功率響應(yīng)時(shí)間在 10~20 ms 之間)，在機(jī)組并機(jī)過程中，短時(shí)間補(bǔ)充系統(tǒng)的功率缺額。
   蓄電池儲能系統(tǒng)作為微網(wǎng)內(nèi)的主電源時(shí)，儲能用并網(wǎng)變流器工作在獨(dú)立運(yùn)行模式，控制出口側(cè)交流母線電壓幅值和頻率恒定。這種控制方式與柴油發(fā)電機(jī)有著本質(zhì)的不同，儲能系統(tǒng)受變流器中電力電子器件的限制，一般不具備短期過流能力。當(dāng)柴油機(jī)與儲能并網(wǎng)變流器并列運(yùn)行時(shí)，如果儲能并網(wǎng)變流器仍工作在獨(dú)立運(yùn)行模式，微網(wǎng)內(nèi)凈負(fù)荷的擾動，易使得兩者的端口電壓發(fā)生偏差，加之儲能變流器與同步發(fā)電機(jī)之間等值阻抗較小，因此較小的電壓偏差就會產(chǎn)生較大的無功環(huán)流，容易導(dǎo)致儲能用變流器過流保護(hù)動作，凈功率將全部轉(zhuǎn)移到柴油機(jī)，進(jìn)而容易引發(fā)連鎖反應(yīng)，系統(tǒng)崩潰。因此，微網(wǎng)內(nèi)主電源從儲能系統(tǒng)轉(zhuǎn)為柴油機(jī)或者從柴油機(jī)轉(zhuǎn)為儲能系統(tǒng)的時(shí)候，通常先關(guān)閉主電源，然后重新啟動柴油發(fā)電機(jī)或者儲能系統(tǒng)，系統(tǒng)恢復(fù)供電。在雙主電源切換過程中，系統(tǒng)內(nèi)存在著短時(shí)停電。針對主變并網(wǎng)模式和獨(dú)立運(yùn)行模式的無縫切換控制策略，文獻(xiàn)[6-7]提出逆變器在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)采用電流控制模式，獨(dú)立運(yùn)行時(shí)則采用電壓控制模式，運(yùn)行模式切換時(shí)主控制器應(yīng)能夠滿足在 2 種制模式間快速切換的要求。文獻(xiàn)[8]采用上層控制器及控制器局域網(wǎng)絡(luò)(controller areanetwork，CAN)總線通信對微網(wǎng)內(nèi)主電源與從電源進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，且主電源必須滿足在電壓控制模式及電流控制模式間的快速切換。文獻(xiàn)[9]指出控制器在電壓控制和電流控制 2 種模式間切換時(shí)，會導(dǎo)致輸出結(jié)果出現(xiàn)偏差，容易造成暫態(tài)沖擊，因此提出一種采用內(nèi)環(huán)電流滯環(huán)控制，外環(huán)為電容電壓及并網(wǎng)電流并行控制的控制算法?？刂颇Ｊ角袚Q時(shí)不需要改變控制結(jié)構(gòu)，但滯環(huán)電流控制下器件開關(guān)頻率較高，會增加系統(tǒng)損耗。文獻(xiàn)[10]在電壓電流雙閉環(huán)控制基礎(chǔ)上引入虛擬阻抗，并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)通過改變虛擬阻抗來相應(yīng)控制其輸出電或功率，屬于間接電流控制，且模式切換過程中仍存在電流和功率沖擊。然而上述文獻(xiàn)所提出的方法均為存在大電網(wǎng)時(shí)微網(wǎng)內(nèi)主電源在雙運(yùn)行模式之間的無縫切換。該場景與孤立微網(wǎng)系統(tǒng)中雙主電源的無縫切換并不相同。與大電相比，柴油發(fā)電機(jī)組缺乏足夠的慣性，不能等同于恒定的電壓源。

30KW靜音柴油發(fā)電機(jī)
品牌	薩登SADEN
型號	DS30CE
機(jī)組參數(shù)
輸出功率	30KW /37.5KVA
輸出電壓	400V/230V
輸出電流	54A
額定頻率	50Hz / 60HZ
額定轉(zhuǎn)速	1500rpm
功率因數(shù)	COSΦ=0.8（滯后）
噪聲（LP7m）	76dB（A）
燃油消耗（100%負(fù)載）	≤220g/kW·h
啟動方式	DC24V電啟動
燃油牌號	（標(biāo)準(zhǔn)）0#輕柴油（常溫）
外形尺寸	2050×900×1200（L×W×H mm）
機(jī)組重量	950kg
柴油機(jī)參數(shù)
品牌	薩登（另選發(fā)動機(jī)價(jià)格另談： 康明斯、帕金斯、道依茨等）
柴油機(jī)型號	S4100D
柴油機(jī)功率	30KW
氣缸數(shù)/敢提結(jié)構(gòu)	4/L型
缸徑行程	102*118mm
轉(zhuǎn)   速	1500rpm
冷卻方式	封閉式水循環(huán)冷卻
供油方式	直噴
燃油消耗（100%負(fù)載）	≤220g/kW·h
調(diào)速方式	機(jī)械調(diào)速
進(jìn)氣方式	自然吸氣
啟動方式	DC24V電啟動
電機(jī)參數(shù)
品牌	薩登/斯坦福
發(fā)電機(jī)型號	STL-30  100%全銅線
額定功率	30KW /37.5KVA
額定電流	54A
額定電壓	400V/230V
輸出頻率	50Hz
防護(hù)等級	IP22
絕緣等級	H級
調(diào)節(jié)方式	AVR（自動電壓調(diào)節(jié)器）
額定轉(zhuǎn)速（kw/r/min）	1500r/min / 1800r/min
接線方式	三相四線、Y型接法
輸出因數(shù)	COSΦ=0.8（滯后）