摘 要

大型的网络监控中心、银行结算中心、空中管制中心等，由于其自身的工作性质和特点，一般都对供电系统的安全性和可靠性提出了很高的要求。正常情况下市电供电，应急状态下采用多台逆变器与多台柴油发电机并联运行，从而构成一个高可靠、高质量、智能化的不间断供电体系，已经是普遍采用的技术方案。

当柴油发电机作为主要供电设备时，为了满足大负荷或不间断供电要求，即柴油发电机供需不足，出现需求功率增加的情况或者柴油发电机突然无法正常工作，就需要逆变器进行短期的代替工作。为了解决上述这些问题，目前提出了比较成熟的解决方案：建立多台逆变器与柴油发电机组并联运行系统。这就需要研究逆变器与柴油发电机并联运行的工作原理，为此我们可以建立模型在Simulink中进行仿真设计。

论文借助MATLAB功能组件simulink搭建了多台逆变器与多台柴油发电机并联运行模型，并仿真了其三相短路及开路故障，通过仿真后所得的各种数据分析结果，科学的研究了电力系统模型的可靠性和安全性。同时通过故障分析，展现了MATLAB在电力系统研究中的强大辅助能力，从而说明掌握其使用方法对电力系统研究具有重要的实际意义。

关键词：逆变器 柴油发电机 Simulink

Abstract

Large network monitoring center, bank settlement center, air control center, due to its own nature and characteristics of the work, the general security and reliability of the power supply system put forward a very high demand. Under normal circumstances, power supply, under the state of emergency by multiple inverters and several sets of diesel generators operating in parallel, to form a high reliable, high quality, intelligent uninterrupted power supply system has been widely used.

When the diesel generator as the main power supply equipment, in order to meet the high load or uninterrupted power supply requirements, namely diesel generators supply shortage, increasing power demand or diesel generator suddenly cannot work normally, inverter for short-term instead of working. In order to solve these problems, we put forward a more mature solution: the establishment of multiple inverter and diesel generator set parallel operation system. This needs to study the working principle of parallel operation of inverter and diesel generator, so we can build the model in Simulink simulation design.

With the help of MATLAB Simulink function modules to build multiple inverters and multi diesel generator in parallel operation model and the simulation of the three-phase short circuit and open circuit fault, through the simulation from a variety of data analysis results, scientific study the reliability and security of power system model. At the same time, through the fault analysis, show the MATLAB in power system research in the powerful auxiliary power, so that it is important to master the use of the method of power system research has important practical significance.

Key Words: Inverter；Diesel generator；Simulink

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1课题研究的意义 2

1.2课题的研究现状 2

第2章 总体规划 5

2.1设计方案比较 5

2.1.1 基于孤立运行的设计方案 5

2.1.2基于并网运行的设计方案 6

2.2确定设计方案 7

第3章 模型建立、分析 9

3.1柴油发电机的模型分析 9

3.2逆变器的模型分析 11

3.3并联系统的模型分析 12

第4章 Simulink仿真模型的搭建 15

4.1发电机模块的搭建 15

4.2逆变器模块的搭建 18

4.3并联系统的搭建 22

第5章 调试结果分析 26

5.1柴油发电机故障异常调试分析 27

5.1.1柴油发电机单相开路故障分析 27

5.1.2柴油发电机三相开路故障分析 29

5.1.3柴油发电机单相短路故障分析 30

5.1.4柴油发电机三相短路故障分析 32

5.2逆变器故障异常调试分析 34

5.2.1逆变器单相开路故障分析 34

5.2.2逆变器三相开路故障分析 36

5.2.3逆变器单相短路故障分析 38

5.2.4逆变器三相短路故障分析 40

第6章 总结回顾 42

参考文献 43

致谢 44

第1章 绪论

在中国安全和能源安全领域，柴油发电机技术应用非常普遍。对于国内而言，除了已经装配了柴油发电机组之外的大多数消防车、救援车、救护车之外，邮电系统，娱乐场所，公路建设，重要的通讯设施也装备了备用应急柴油发电机组，随着柴油发电机组的越来越普遍应用，已经延伸到核电厂、医院、工业制造厂、宾馆和写字楼这些场所。在我国，柴油发电机的主要应用于车用柴油发电机，农用柴油发电机等。对于这些应用在不同领域的柴油发电机，在不同的应用领域，一般而言，具有不同的特点。

不过，从近几年的市场调研机构所公布的需求数据来看，中国柴油发电机组需求波动幅度还是比较大。下表是2000-2010年中国柴油发电机组市场需求量统计情况：2001年增长了4.44%。2003年这一年较为突出，主要是由于全国缺电尤其是东南沿海城市，从而导致了柴油发电机组市场疯狂扩增，年需求量居然达到了126万台，相比较之下，2004年则有所下降，大致为98万台。2009年在受到金融危机的影响，国内市场容量下降到64万台，究其主要原因，则是由于国内许多工厂都缩小了开支和生产投入，从而影响了柴油发电机的需求变化。

表1.1 2000-2010年中国柴油发电机组市场需求量统计表