【技术分析】柴油发电机组自动减机后，不一定满足运行要求吗？

文/编辑 |  周文权

文/审核 |  姚遂  于英

排版/设计 |  王茜

什么?柴油发电机组自动减机后，会不满足负载需求?柴油发电机组自动减机不是按需减机的吗?不会是逻辑设置有问题的吧?相信很多做过测试验证的小伙伴们都会有这个疑问。但是，我可以明确的告诉大家，如果只是逻辑问题，那也就没有什么技术分析的意义了。我们现在讨论的本案例柴发系统正常运行策略，某种减机场景下，的确会不满足负载需求!

各位看官容我先把配电系统的概况简单描述一下。两路10kV市电母线采用的是分段单母线架构，每段母线的电源取自市电和柴发并机母线。柴油发电机并机系统，采用的是单母线架构，配电架构示意图如下：

柴油发电机组系统运行逻辑如下：

发电机组工作在全自动备用状态，等待接收远方的市电失电启机信号。当市电-A/市电-B同时失电将启动所有9台机组。所有9台机组并机成功后，对应的发电机总输出(输出1和2)自动合闸。成功带载以后，延时5分钟(0-30m)，如果并机系统平均负载率小于20%-45%时则减机，当第1台减机完成后，延时30s(30-120s)再减机，直到与负载功率匹配，最低保留台数为2台。

通过以上的配电架构示意图和柴油发电机组系统减机逻辑，这是大家经常见到的，这个怎么会有问题呢?

问

以上我们遇到的是怎样一种情况呢？

答：由配电架构示意图可看出末端负载主要为HVDC、UPS、水泵和冷机组成，故障发生时，HVDC均处于空载运行且部分蓄电池处于均充状态， UPS均处于低负载运行且部分蓄电池处于均充状态，冷机及水泵处于低载正常运行状态。市电-A和市电-B同时失电，柴油发电机组启动。当柴油发电机组自动减机至最低台数2台运行时（单台柴发负载率27%左右），出现柴发输出电压振荡情况,引起变压器相电压波动值180V-250V之间。当增加一台柴发后，3台柴发同时运行，电压振荡现象消失。

由以上故障场景描述可知，高压直流、UPS和变频类设备均在低负载运行，这些设备在低负载时输入端电流总谐波失真度THDI值较高，谐波电流导致了柴油发电机组输出电压振荡。

问

本项目低压配电系统中安装了SVG设备，SVG设备也有滤波功能啊！为什么还有谐波电流呢？

答：因为SVG的重点是无功动态补偿功能，对于谐波只能部分滤除，没有被滤除的谐波导致了柴油发电机组输出电压振荡。此时，增大电源的容量能够增加系统承受谐波的能力，减小谐波源对系统的影响，所以当把柴油发机组投入数量增加，柴发输出电压振荡情况消失。

柴油发电机组自动减机后带载能力，不能只是考虑有功功率，还要考虑系统中大量运行的应急电源（HVDC/UPS）以及变频设备的负载率以及这些应急电源、变频设备在不同负载率下输入端关键参数对柴发系统的影响。

总结  

此案例中末端设备类型、数量和负荷使用情况及柴发保留台数，反映的是投产初期负载率比较低的运行情况，看官可以根据自己数据中心的运行情况对比评估。至于本案例中的故障场景在其他项目中是否会发生，以及发生的概率是多少？是否有必要考虑等问题？不是本文讨论的话题，本文只是基于现场发生的情况，总结出故障发生的现象及原因，供各位参考，一旦遇到此工况，您可以从容应对。就像运维部门那厚厚的应急预案一样，它的作用不是所列故障场景一定会发生，而是发生故障，指导我们如何应对，才能快速恢复系统正常运行。