湛江卡特彼勒发电机组并机专利技术

20多年前，我们就已执行过许多发电机组并机运行的项目了。时光飞逝，这么多年过去，并机控制模块也已经历了从当初的模拟到如今数字化的转换。

在数字式并机模块时代，模块之间采用通信的方式互相交换信息。特别是在数据中心应用中，客户会担心通信中断导致并机故障。而卡特彼勒的专利技术，解决了并机通信中断时，机组之间不能进行负载分配的问题。

下面的视频，将为你介绍更多卡特彼勒并机技术内容。

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并机的基本概念

发电机组并联运行时，有功功率的分配决定于发动机的转速，而无功功率的分配则决定于发电机的输出电压。

以有功功率为例，负载分配分为两种方式：一种是 Isochronous 方式，意思是发电机组的频率是稳定的，不受负载量大小的影响，后面简称为 ISO 模式；另一种是 droop 方式，意思是机组的频率会随着负载量增大而降低，也就是发动机的转速会降低，所以称之为速度降模式。

在 ISO 模式下，机组控制电路之间的连接又分为两种方式：较早的并机系统采用模拟的电压信号互相传递负载量信息 (硬线连接)，较新的并机系统则采用数据通信的方式。前者如 2301A，通过“负载分配线”连接各台机组。后者如 3200，采用 J1939 进行数据通信，而卡特彼勒 EMCP 4.4 则采用以太网通信的 MGDL 数据链路。

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EMCP4.4并机通信网络

EMCP 4.4 通常采用星形网络架构，通过以太网交换机连接各台机组。

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通信中断时的负载分配策略

卡特彼勒并机专利产生的背景：传统的并机系统，在通信中断后，无法进行适当的负载分配，可能因为通信丢失的机组的负载的剧烈变化而引发系统震荡，还有可能造成部分机组的过载。这样，就造成了通信环节的单点故障。卡特彼勒并机专利就是要消除这个单点故障。

每个 EMCP 4.4 模块都会检测是否有部分机组发生了通信中断。如果发生了通信中断，则所有发电机组进入所谓“失效保护模式”。

全部的机组将分为两个组：通信正常的那一组，也就是 ISO 那一组仍然进行正常的负载分配，并保持频率稳定。通信丢失的那一组，则进入保护进程中的速度降模式，它将继续承担通信中断前一刻的负载量，不会因为通信丢失而造成对整个系统的冲击；如果之后总负载量发生波动，它会慢慢调节自己的负载量至额定功率的 50%。

在失效保护模式下，ISO 组的机器处于下列三种工作状态中的一种：

负载率 20% 以下，频率高于额定值，其作用是把负载拉回 ISO 组；

20% 到80% 之间，频率稳定在额定值，ISO 组将承担 droop 组的机组负载之外的所有负载；

80% 以上，频率低于额定值，其作用是把负载推给 droop 组。

简单总结一下，卡特彼勒并机专利，是消除并机通信中断时，机组之间不能进行适当的负载分配这一单点故障，提高了并机系统的可靠性。它是通过 EMCP 4.4 的 MGDL 数据链路来实现的。它运行的模式称为失效保护模式。