ディーゼル発電機

表1に示すマイクログリッドセクションの回路図エディタライブラリブロックは、同期機として実装されたディーゼル発電機をモデル化しています。この発電機は、速度制御器と電圧制御器によってそれぞれ制御されます。有効電力と無効電力は、速度と電圧の基準値にオフセットバイアスを加える二次制御ループによって制御されます。ディーゼル発電機は、制御回路遮断器を介して系統から切断し、系統に同期することで再接続することができます。以下のセクションでは、コンポーネントのパラメータ、入力、出力について詳しく説明します。

表1 .回路図エディタコアライブラリのディーゼル発電機コンポーネント
成分	コンポーネントダイアログウィンドウ	コンポーネントパラメータ
ディーゼル発電機		プロパティタブ: 1 - 基本 2 - 同期機電気 3 - 同期機の機械 4 - 調速機とエンジン 5 - エキサイター 6 - 上級1 7 - 上級2 8 - 上級3

入力と出力

ディーゼル発電機コンポーネントの動作には9つの入力が必要です。これらの入力は、バス結合コンポーネントを使用して配列として正しい順序で送信する必要があります。表2に入力とその順序を示します。

表2ディーゼル発電機の入力
番号	入力	説明
0	ゲンオン	発電機のオン/オフを切り替えるデジタル入力。入力がハイレベルの場合、発電機はオンになります。
1	Vref	マシンの端子電圧リファレンスを単位あたりに設定するアナログ入力。1.0 はコンポーネントのマスクで定義された公称電圧です。
2	wref	機械の機械速度基準を単位あたりで設定するアナログ入力。1.0 は、公称電気周波数と極対数を通じてコンポーネントのマスクで定義される公称機械速度です。
3	好み	マシンの有効電力出力を単位あたりに設定するアナログ入力。1.0 はコンポーネントのマスクで定義された公称電力です。
4	pf_ref	力率基準に基づいて機械の無効電力出力を定義するアナログ入力。
5	Gen_OP_モード	ジェネレータの動作モードを定義する 3 レベルの入力: 0 - スタンバイ。発電機は起動できますが、電力網に接続されません。 1 - グリッド追従。発電機はグリッドに同期して接続します。 2 - グリッド形成。発電機は接触器を強制的に閉じ、電圧と周波数を調整しながら動作します。
6	Gen_Control_mode	ジェネレータの制御モードを定義する 3 レベルの入力: 0 - Vf。電圧と周波数の制御モード。 1 - PV有効電力および電圧制御モード。 2 - P-pf。有効電力および無効電力制御モード。無効電力出力は力率基準に基づきます。
7	負荷共有オン	負荷分散機能のオン/オフを切り替えるデジタル入力。入力がハイレベルのとき、負荷分散機能はオンになります。
8	負荷分散	周波数設定点制御ループによって計算された速度バイアスをオフセットするアナログ入力。これにより、マシンの有効電力出力が変更されます。

ディーゼル発電機には14個の出力があります。これらは配列として構成されており、バス分割コンポーネントを介して正しい順序で個別にアクセスできます。表3に出力とその順序を示します。

表3ディーゼル発電機の出力
番号	出力	説明
0	ジェンオン	ジェネレータのオン/オフ状態をフィードバックするデジタル出力。出力がハイのとき、ジェネレータはオンになります。
1	wmeas	測定された機械速度のアナログ出力。[rad/s]
2	GCB_ステータス	回路ブレーカーのオン/オフ状態をフィードバックするデジタル出力。出力がハイのとき、回路ブレーカーは閉じます。
3	ヴァ	機械のA相端子電圧を瞬時測定したアナログ出力。[V]
4	Vb	機械のB相端子電圧を瞬時測定したアナログ出力。[V]
5	VC	機械のC相端子電圧を瞬時測定したアナログ出力。[V]
6	バーモント州	機械の端子ピーク電圧（相対中性線間）のアナログ出力。[V]。RMS電圧は、この出力を2の平方根で割ることで計算できます。
7	イア	機械のA相端子電流の瞬時測定値をアナログ出力します。[A]
8	イブ	機械のB相端子電流を瞬時測定したアナログ出力。[A]
9	IC	機械のC相端子電流を瞬時測定したアナログ出力。[A]
10	P	機械の有効電力測定値のアナログ出力。[W]
11	質問	機械の無効電力測定値のアナログ出力。[VAr]
12	S	機械の皮相電力測定値のアナログ出力。[VA]
13	pf	機械の力率測定によるアナログ出力。

コンポーネントダイアログボックスとパラメータ

ディーゼル発電機コンポーネントダイアログボックスは、基本パラメータと詳細パラメータを指定するための 8 つのタブで構成されています。

タブ：「1 - 基本」

このコンポーネントタブでは、ディーゼル発電機の基本パラメータを指定できます。

表4ディーゼル発電機「1 - 基本」パラメータ
パラメータ	コードネーム	説明
公称電力	SB	ディーゼル発電機の公称出力。[VA]
相公称電圧	Vn	ディーゼル発電機の定格線間端子電圧[V]
公称電気周波数	f	ディーゼル発電機の公称電気周波数[Hz]
シャントスナバ負荷の公称電力に対する割合	負荷	マシンの端子に接続された抵抗シャント負荷に追加される公称電力のパーセンテージ。[%]; この値を調整すると、シミュレーションの安定性が向上します。
実行率	Ts	ディーゼル発電機の全信号処理コンポーネントの実行速度。[秒]

タブ:「2 - 同期、マシン - 電気」

このコンポーネントタブでは、ディーゼル発電機で使用される同期機の電気パラメータを指定できます。

表5ディーゼル発電機「2 - 同期機械 - 電気」パラメータ
パラメータ	コードネーム	説明
ルピー	ルピー	固定子相抵抗[Ω]
Lls	Lls	固定子相漏れインダクタンス[H]
ライト	ライト	d軸の磁化インダクタンス。[H]
ルムク	ルムク	q軸の磁化インダクタンス。[H]
無線周波数	Rf_プライム	界磁巻線抵抗。[Ω]；固定子を基準とした値。
Llfd	Llfd_prime	q軸の界磁巻線の漏れインダクタンス[H]; 固定子を基準とした値。
ラックド	ラックド	d軸ダンパー巻線抵抗。[Ω]；ステータを基準とした値。
ルクク	ルクク	q軸ダンパー巻線抵抗。[Ω]；ステータを基準とした値。
ルクド	ルクド	d軸のダンパー相巻線の漏れインダクタンス。[H]; 固定子を基準とした値。
ルクク	ルクク	q軸のダンパー相巻線の漏れインダクタンス。[H]; 固定子を基準とした値。
Ns/Nfd	Ns_Nfd	固定子相巻線と界磁巻線間の巻数比。固定子への界磁巻線変数を参照するために使用されます。
Ns/Nkd	Ns_Nkd	ステータ相巻線と d 軸ダンパー巻線間の回転比。ダンパー巻線変数をステータに参照するために使用されます。
Ns/Nkq	Ns_Nkq	ステータ相巻線と Q 軸ダンパー巻線間の巻数比。ダンパー巻線変数をステータに参照するために使用されます。

タブ:「3 - 同期マシン - メカ」

このコンポーネントタブでは、ディーゼル発電機で使用される同期機の機械的パラメータを指定できます。

表6ディーゼル発電機「3 - 同期機械 - 機械」パラメータ
パラメータ	コードネーム	説明
月経前緊張症	月経前緊張症	同期機の極対数。
ジャム	J	ローターと負荷の合成慣性モーメント。[Kg.m²]
摩擦係数	F	同期機の粘性摩擦係数[Nms]

タブ:「4 - 政府およびエンジニアリング」

このコンポーネントタブでは、ディーゼル発電機で使用される調速機とエンジンのパラメータを指定できます。調速機とエンジンは、WoodwardのDEGOVモデルを使用して実装されています。

表7ディーゼル発電機「4 - 政府およびエンジニアリング」パラメータ
パラメータ	コードネーム	説明
電気制御ボックス時定数1	T1	調速機の電気制御ボックスの時定数T1。[秒]
電気制御ボックス時定数2	T2	調速機の電気制御ボックスの時定数T2。[秒]
電気制御ボックス時定数3	T3	調速機の電気制御ボックスの時定数T3。[秒]
アクチュエータゲインK	け	ガバナーのアクチュエータゲインK。
アクチュエータ時間定数4	T4	ガバナーアクチュエータの時定数T4。[秒]
アクチュエータ時定数5	T5	ガバナーアクチュエータの時定数T5[s]
アクチュエータ時定数6	T6	ガバナーアクチュエータの時定数T6[s]
初期の機械動力	午後0時	調速機の初期の機械的出力。[pu]
最大トルク制限	最高温度	調速機の最大トルク出力。[pu]
最小トルク制限	時間	調速機の最小トルク出力。[pu]
エンジン時間遅延	TD	エンジンの時間遅延。[秒]

タブ：「5 - エキサイター」

このコンポーネントタブでは、ディーゼル発電機で使用される励磁機のパラメータを指定できます。励磁機はIEEEのDC4Bモデルを使用して実装されています。

表8ディーゼル発電機「5-励磁機」のパラメータ
パラメータ	コードネーム	説明
時定数Tr	Tr	変換器時定数Tr. [s]
励磁機PI比例ゲイン	exc_Kp	励磁機のレギュレータ PI コントローラ比例ゲイン Kp。
励磁機PI積分ゲイン	exc_Ki	励磁機のレギュレータPIコントローラの積分ゲインKi。
主要規制当局のKa獲得	カ	励振器のレギュレータ出力ゲインKa。
主要レギュレータ時定数Ta	タ	励磁機レギュレータの出力時定数Ta[s]
飽和上限	Vrmax	励磁機レギュレータの最大電圧出力。[pu]
飽和下限	ヴァーミン	励磁機レギュレータの最小電圧出力。[pu]
励磁時定数Te	テ	励磁磁場時定数Te. [s]
励振器ゲイン Ke	ケ	励磁機の磁界比例定数Ke。
安定化フィードバックゲインKf	Kf	励振器レートフィードバックゲイン Kf。
安定化フィードバック時定数Tf。	TF	励磁速度フィードバック時定数Tf. [s]
初期端子電圧	Vt0	励磁機初期端子電圧入力。[pu]
初期フィールド電圧	Vf0	励磁機初期界磁電圧出力。[pu]
励振器飽和上限	エフマックス	励磁機の最大出力電圧。[pu]
励振器飽和下限	エフミン	励磁機の最小出力電圧。[pu]

タブ譜：「6 - 上級 1」

このコンポーネントタブでは、ディーゼル発電機で使用される同期チェック制御の詳細パラメータを指定できます。

表9ディーゼル発電機「6 - アドバンス1」のパラメータ
パラメータ	コードネーム	説明
同期チェック - 許容される周波数差	デルタ_f	主接触器を閉じるために発電機とグリッド間で許容される電気周波数差。[%]
同期チェック - 許容位相差	デルタ_ファイ	メインコンタクタを閉じるために発電機とグリッド間で許容される位相差。[度]
同期チェック - 位相 PI - Kp	位相_Kp	位相一致 PI コントローラ比例ゲイン Kp。
同期チェック - 位相 PI - Ki	フェーズ_Ki	位相整合PIコントローラ積分ゲインKi。
同期チェック - 位相PI - 上限	フェーズアップ制限	位相一致 PI コントローラの最大出力。
同期チェック - 位相PI -下限	位相下限	位相一致 PI コントローラの最小出力。
同期チェック - 位相キャリブレーション	フェーズオフ	グリッドPLLと発電機PLLの両方を同期させるための位相オフセット入力（度）。正しく校正するには、ディーゼル発電機をグリッドに接続し、その瞬間の位相差を測定します。その値の逆数をオフセットとして設定します。
同期チェック - デルタWゲイン	dw_K	同期速度バイアス出力比例ゲインKp。
同期チェック - 電圧PI - Kp	V_Kp	電圧マッチPIコントローラ比例ゲインKp。
同期チェック - 電圧PI - Ki	V_キ	電圧マッチングPIコントローラの積分ゲインKi。
同期チェック - 電圧PI - 上限	V_upLim	電圧マッチングPIコントローラ最大出力
同期チェック - 電圧PI - 下限	V_lowLim	電圧一致 PI コントローラの最小出力。
同期チェック - 許容電圧差	デルタV	主接触器を閉じるために発電機とグリッド間で許容される電圧差。[%]

タブ譜：「7 - 上級 2」

このコンポーネントタブでは、ディーゼル発電機で使用される周波数設定値制御と調速機入力の詳細パラメータを指定できます。周波数設定値制御は、周波数ドループモードと有効電力制御モードの両方で動作可能です。

表10ディーゼル発電機「7 - Adv. 2」のパラメータ
パラメータ	コードネーム	説明
周波数設定点ループ - PI -Kp	w_sp_Kp	周波数設定点 PI コントローラ比例ゲイン Kp。
周波数設定点ループ - PI - Ki	w_sp_Ki	周波数設定点 PI コントローラの積分ゲイン Ki。
周波数設定ループ - PI - 上限	w_sp_upLim	周波数設定点PIコントローラ最大出力。[pu]
周波数設定点ループ - PI - 下限	w_sp_lowLim	周波数設定点PIコントローラの最小出力。[pu]
周波数設定点ループ - Pドループ	P_ドループ	周波数設定点の有効電力低下。
周波数設定ループ - P上昇率	賞	周波数設定点有効電力基準上昇率。[pu/s]
周波数設定ループ - P降下率	P_fall	周波数設定点有効電力基準下降率。[pu/s]
周波数設定ループ - wドループ	w_droop	周波数設定点の速度低下。
周波数設定ループ - w上昇率	w_rise	周波数設定点速度基準上昇率。[pu/s]
周波数設定ループ - w 下降率	w_fall	周波数設定点速度基準下降率。[pu/s]
調速機 - 許容公称速度差	デルタ_wn	同期チェック制御を開始するための実際の速度と公称速度間の許容速度差。[%]
ガバナー - 内側 w ドループ	内側の垂れ下がり	ガバナー内部の速度低下。
ガバナー - 内側W上昇	内側西上昇	調速機内部速度基準上昇率。[pu/s]
知事 - 内側w落下	内側の落下	調速機内部速度基準下降率。[pu/s]

タブ譜：「8 - 上級 3」

このコンポーネントタブでは、ディーゼル発電機で使用される力率制御および励磁機入力の詳細パラメータを指定できます。

表11ディーゼル発電機「8 - Adv. 3」のパラメータ
パラメータ	コードネーム	説明
力率ループ - PI - Kp	pf_Kp	力率PIコントローラ比例ゲインKp。
力率ループ - PI - Ki	pf_Ki	力率PIコントローラ積分ゲインKi。
力率ループ - PI - 上限	pf_upLim	力率PIコントローラ最大出力。
力率ループ - PI - 下限	pf_lowLim	力率 PI コントローラの最小出力。
エキサイター - 始動速度	exc_dwn	励磁機を起動するための最小機械速度。[%]
励磁機 - V上昇率	V_ライズ	励磁電圧基準上昇率[pu/s]
励磁機 - V 降下率	V_フォール	励磁電圧基準の下降速度。[pu/s]
エキサイター - Vインナードループ	V_インナー_ドループ	励磁機内部の電圧低下。

例

全体的な動作と制御方法論は、次のディーゼル発電機の例を使用するとよりよく理解できます。

モデル名: diesel_genset.tse

SCADAインターフェース: SCADA_Panel.cus

パス: /examples/models/microgrid/diesel_genset/