具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。另外本实施例中出现的“第一、第二”的描述仅在于区分技术特征，而并非对技术特征的限定。

本发明实施例提供的柴油发电机组调速系统可适用于核电站应急发电领域的“二拖一”发电方式中，图1是本发明实施例提供的一种柴油发电机组调速系统的结构示意图，参见图1，所述系统包括：第一测速传感器20、第二测速传感器21和调速器10。

第一测速传感器20电连接于第一柴油机100，第二测速传感器21电连接于第二柴油机200，第一柴油机100与第二柴油机200之间连接一发电机300，第一柴油机100和第二柴油机200共同带动发电机300转动；调速器10分别与第一测速传感器20、第二测速传感器21、第一柴油机100以及第二柴油机200电连接；调速器10根据第一测速传感器20所采集的第一柴油机100的实际转速、第二测速传感器21所采集的第二柴油机200的实际转速以及预设转速确定分配负荷信号，以及通过向第一柴油机100和第二柴油机200分别输出对应的分配负荷信号调节第一柴油机100的转速和第二柴油机200的转速以调节发电机300的转速。

具体地，发电机300可通过联轴器连接于第一柴油机100与第二柴油机200之间，例如弹性橡胶联轴器。第一测速传感器20能够对第一柴油机100的转速进行采集，第二测速传感器21能够对第二柴机油的转速进行采集。第一测速传感器20和第二测速传感器21可以是磁脉冲式测速传感器，其通过捕获方波频率实现对转速信号的采样。

正常情况下，第一柴油机100和第二柴油机200均在预设转速下运行，出现负载扰动时，在两台柴油机被单独控制的情况下，由于两台柴油机的控制器11将分别根据预设转速与负载扰动的大小对对应的柴油机进行调控，即单独地对两台柴油机根据预设转速与负载扰动的大小进行调控以使两台柴油机平衡同一负载扰动，这种方式不仅对负载扰动的平衡精度不高，而且两台柴油机的控制效果很难一致，很容易影响柴油发电机组稳定运行。

有鉴于此，本发明实施例提供的柴油发电机组调速系统中仅设置一个调速器10实现对两台柴油机(第一柴油机100和第二柴油机200)的调控。调速器10为全电式调速器10，其可包括微处理器和伺服电机，例如调速器10可以包括EC-50N型控制器。调速器10分别与第一测速传感器20和第二测速传感器21电连接，以分别获取第一柴油机100和第二柴油机200的实际转速。调速器10分别与第一柴油机100和第二柴油机200电连接，以分别向第一柴油机100和第二柴油机200输出信号调控第一柴油机100和第二柴油机200。调速器10内预先设置并存储有预设转速，预设转速是人为设定的，可按需修改，预设转速也可根据稳态调速率的大小进行设定。

正常情况下，调速器10根据第一柴油机100的实际转速将第一柴油机100的转速调节至预设转速，使第一柴油机100在预设转速下维持运行，以及根据第二柴油机200的实际转速将第二柴油机200的转速调节至预设转速，使第二柴油机200在预设转速下维持运行。

出现负载扰动时，例如连接发电机300的负载扰动或者其中一台柴油机的负荷出现扰动，调速器10根据第一柴油机100的实际转速、第二柴油机200的实际转速以及预设转速确定分配负荷信号，以及通过向第一柴油机100和第二柴油机200分别输出对应的分配负荷信号调节第一柴油机100的转速和第二柴油机200的转速以调节发电机300的转速。即调速器10根据第一柴油机100的实际转速、第二柴油机200的实际转速以及预设转速得到负载扰动的大小，并根据所得到的负载扰动的大小确定对第一柴油机100和第二柴油机200的分配负荷信号，也就是将负载扰动的大小在第一柴油机100和第二柴油机200上进行分配，据此调节第一柴油机100的转速和第二柴油机200的转速，体现出来就是将柴油发电机300组受到的负载扰动根据预设转速以及两台柴油机的实际转速分配至两台柴油机，实现两台柴油机统一地对负载扰动进行平衡，使得两台柴油机的控制效果一致，进而第一柴油机100和第二柴油机200共同带动发电机300转动，最终表现出来就是稳定了发电机300的转速，保障了柴油发电机组运行的稳定性。

综上所述，本发明实施例提供的柴油发电机组调速系统，相较于现有的单独地对两台柴油机根据预设转速与负载扰动的大小进行调控以使两台柴油机平衡同一负载扰动，在利用第一测速传感器20对第一柴油机100的转速进行采集以及第二测速传感器21对第二柴油机200的转速进行采集的基础上，仅通过所设置的一个调速器10对柴油发电机300组的转速进行调控。出现负载扰动时，调速器10根据第一柴油机100的实际转速、第二柴油机200的实际转速以及预设转速将负载扰动大小分配至第一柴油机100和第二柴油机200，即调速器10根据第一柴油机100的实际转速、第二柴油机200的实际转速以及预设转速确定分配负荷信号，以及通过向第一柴油机100和第二柴油机200分别输出对应的分配负荷信号调节第一柴油机100的转速和第二柴油机200的转速以调节发电机300的转速，实现了两台柴油机对出现的负载扰动的统一平衡，以及两台柴油机控制效果的一致性，保障了柴油发电机组运行的稳定性。

可选地，图2是本发明实施例提供的另一种柴油发电机组调速系统的结构示意图，参见图2，调速器10包括控制器11、第一执行机构12以及第二执行机构13。控制器11通过第一执行机构12与第一柴油机100电连接，第一执行机构12根据对应的分配负荷信号调节第一柴油机100的转速；控制器11通过第二执行机构13与第二柴油机200电连接，第二执行机构13根据对应的分配负荷信号调节第二柴油机200的转速。

具体地，控制器11作为调速器10的处理器实现调速器10的运算功能，第一执行机构12以及第二执行机构13分别直接与相应的第一柴油机100和第二柴油机200电连接以实现调速器10的执行功能。也可以理解为，本实施例中对于“二拖一”的柴油发电机300组提供了一个控制器11和两个执行机构，通过一个控制器11分别控制两个执行机构以实现对两台柴油机的控制，这样控制的好处在于，当其中一台柴油机的测速传感器出现故障时，该台柴油机的转速还能够被控制器11依据另一台柴油机的转速进行控制，即相对于现有对两台柴油机独立设置控制器11进行调控，有利于规避测速传感器出现故障的影响，实现对两台柴油机的持续、稳定及同步控制。

可选地，图3是本发明实施例提供的另一种柴油发电机组调速系统的结构示意图，参见图3，第一执行机构12包括第一伺服电机14，第二执行机构13包括第二伺服电机15。第一伺服电机14的输入端与控制器11电连接，第一伺服电机14的输出端与第一柴油机100电连接，第一伺服电机14根据对应的分配负荷信号通过调节第一柴油机100的油门齿条位置以调节第一柴油机100的转速；第二伺服电机15的输入端与控制器11电连接，第二伺服电机15的输出端与第二柴油机200电连接，第二伺服电机15根据对应的分配负荷信号通过调节第二柴油机200的油门齿条位置以调节第二柴油机200的转速。

具体地，柴油机包括油门，油门的开合度由油门上的油门齿条位置决定，而油门开的越大，柴油机的转速越大，油门开的越小，柴油机的转速越小。伺服电机根据分配负荷信号调节对应的柴油机的油门齿条位置，执行机构采用伺服电机，可以有效减小整个执行机构的体积，同时实现高扭矩输出和高精度控制，即通过将执行机构设置为伺服电机式以提升柴油发电机组调速系统对负载扰动进行平衡的精度，进一步保障柴油发电机组运行的稳定性。

可选地，继续参见图3，第一伺服电机14包括第一伺服驱动器16和第一伺服执行电机17；第一伺服驱动器16的输入端作为第一伺服电机14的输入端，第一伺服驱动器16的输出端与第一伺服执行电机17的输入端电连接，第一伺服执行电机17的输出端作为第一伺服电机14的输出端。第二伺服电机15包括第二伺服驱动器18和第二伺服执行电机19；第二伺服驱动器18的输入端作为第二伺服电机15的输入端，第二伺服驱动器18的输出端与第二伺服执行电机19的输入端电连接，第二伺服执行电机19的输出端作为第二伺服电机15的输出端。具体地，每个伺服电机配置有伺服驱动器和伺服执行电机。伺服驱动器与控制器11连接，以接收控制器11输出的分配负荷信号。伺服执行电机同时与伺服驱动器和柴油机连接，伺服驱动器根据分配负荷信号通过驱动伺服执行电机以实现控制器11对柴油机的调控。

可选地，图4是本发明实施例提供的另一种柴油发电机组调速系统的结构示意图，参见图4，控制器11包括转速选择单元111和负荷分配单元112。转速选择单元111分别与第一测速传感器20和第二测速传感器21电连接；转速选择单元111根据第一测速传感器20所采集的第一柴油机100的实际转速和第二测速传感器21所采集的第二柴油机200的实际转速，确定发电机300的实际转速，并根据发电机300的实际转速和预设转速确定误差转速。负荷分配单元112与转速选择单元111电连接，负荷分配单元112根据误差转速确定分配负荷信号。

具体地，控制器11中的转速选择单元111自第一测速传感器20和第二测速传感器21接收第一柴油机100的实际转速和第二柴油机200的实际转速，并根据第一柴油机100的实际转速和第二柴油机200的实际转速确定发电机300的实际转速，进而根据发电机300的实际转速和预设转速确定误差转速，其中，误差转速的确定可以理解为对负载扰动大小的确定。控制器11中的分配负荷单元自转速选择单元111获取误差转速，并根据误差转速确定分配负荷信号。

可选地，下面对转速选择单元111如何根据第一柴油机100的实际转速和第二柴油机200的实际转速确定发电机300的实际转速进行说明：

(一)、转速选择单元111对接收到的第一柴油机100的实际转速和第二柴油机200的实际转速进行判断，转速选择单元111中设置有预设且可修改的正常转速阈值、第一允许阈值以及第二允许阈值，其中第一允许阈值和第二允许阈值可以相等也可以不相等：

如果第一柴油机100的实际转速大于正常转速阈值，则选择第二柴油机200的实际转速作为发电机300的实际转速，即转速选择单元111根据预设转速和第二柴油机200的实际转速确定误差转速，误差转速为预设转速与第二柴油机200的实际转速之差。

如果第二柴油机200的实际转速大于正常转速阈值，则选择第一柴油机100的实际转速作为发电机300的实际转速，即转速选择单元111根据预设转速和第一柴油机100的实际转速确定误差转速，误差转速为预设转速与第一柴油机100的实际转速之差。

如果第一柴油机100的实际转速和第二柴油机200的实际转速均大于正常转速阈值，则转速选择单元111不确定误差转速，这种情况下，转速选择单元111不根据第一柴油机100的实际转速和第二柴油机200的实际确定发电机300的实际转速，转速选择单元111可以向调速器10输出一个异常信号，以使得调速器10向第一执行机构12和第二执行机构13输出紧急停机信号控制第一柴油机100和第二柴油机200停止转动，或者控制第一柴油机100和第二柴油机200维持当前转动。

(二)、如果第一柴油机100的实际转速大于第二柴油机200的实际转速，则选择第一柴油机100的实际转速作为发电机300的实际转速；即在两台柴油机的实际转速均不超过正常转速阈值时，如果第一柴油机100的实际转速大于第二柴油机200的实际转速，则选择第一柴油机100的实际转速作为发电机300的实际转速，则转速选择单元111根据预设转速和第一柴油机100的实际转速确定误差转速。

如果第二柴油机200的实际转速大于第一柴油机100的实际转速，即在两台柴油机的实际转速均不超过正常转速阈值时，如果第二柴油机200的实际转速大于第一柴油机100的实际转速，则：

(1)、若上一时刻所选择的转速为第一柴油机100的实际转速，如果第二柴油机200的实际转速与第一柴油机100的实际转速的差值大于第一允许阈值，则选择第二柴油机200的实际转速作为发电机300的实际转速，否则，则选择第一柴油机100的实际转速作为发电机300的实际转速；也就是说，若上一时刻转速选择单元111是在以预设转速和第一柴油机100的实际转速计算误差转速，但是由于负载扰动而出现了第二柴油机200的实际转速增大的情况，那么如果第二柴油机200的实际转速增大到与第一柴油机100的实际转速的差值大于第一允许阈值，则转速选择单元111将选择第二柴油机200的实际转速与预设转速进行误差转速的计算，而如果第二柴油机200的实际转速增大到与第一柴油机100的实际转速的差值小于或等于第一允许阈值，则转速选择单元111继续以预设转速和第一柴油机100的实际转速计算误差转速。其中，有负载扰动时，第一柴油机100的实际转速和第二柴油机200的实际转速均会出现波动，但是两者波动的幅度不一致，这里选择所述实际转速更大的一者作为发电机300的转速。

(2)、若上一时刻所选择的转速为第二柴油机200的实际转速，如果第二柴油机200的实际转速与第一柴油机100的实际转速的差值等于或者小于第二允许阈值，则选择第一柴油机100的实际转速作为发电机300的实际转速，否则，则选择第二柴油机200的实际转速作为发电机300的实际转速；也就是说，若上一时刻转速选择单元111是在以预设转速和第二柴油机200的实际转速计算误差转速，但是由于调速器10不断对第二柴油机200的实际转速进行调节(例如PID调节)而使得第二柴油机200的实际转速出现减小的情况，那么如果第二柴油机200的实际转速减小到与第一柴油机100的实际转速的差值等于或者小于第二允许阈值，则转速选择单元111选择第一柴油机100的实际转速与预设转速进行误差转速的计算，而如果第二柴油机200的实际转速减小到与第一柴油机100的实际转速的差值仍然大于第二允许阈值，则转速选择单元111继续以预设转速和第二柴油机200的实际转速计算误差转速。

另外，本实施例中对“上一时刻”和“当前时刻”的界定在于：对于转速选择单元111作出一次转速选择的动作而言，转速选择单元111作出转速选择动作之前的时刻为“上一时刻”，转速选择单元111作出转速选择动作之后的时刻为“当前时刻”。

本实施例提供的上述有关发电机300的实际转速和误差转速的确定方法，将第一柴油机100的实际转速和第二柴油机200的实际转速综合考虑在内，实现了对发电机300的实际转速的统一、稳定获取，从而有助于实现两台柴油机对出现的负载扰动的统一平衡，以及两台柴油机控制效果的一致性。

可选地，图5是本发明实施例提供的另一种柴油发电机组调速系统的结构示意图，参见图5，本发明实施例提供的柴油发电机组调速系统还包括第一齿条位置传感器30和第二齿条位置传感器31。第一齿条位置传感器30连接于第一柴油机100，第二齿条位置传感器31连接于第二柴油机200。调速器10分别与第一齿条位置传感器30和第二齿条位置传感器31电连接；调速器10根据第一齿条位置传感器30所采集的第一柴油机100的实际负荷信号、第二齿条位置传感器31所采集的第二柴油机200的实际负荷信号以及分配负荷信号分别调节第一柴油机100的转速至目标转速和第二柴油机200的转速至目标转速。

具体地，柴油机负荷信号、柴油机油门齿条位置信号以及柴油机的转速三者一一对应。因此，柴油机的实际油门齿条位置信号对应柴油机的实际负荷信号。在调速器10向柴油机输出分配负荷信号后，确定柴油机的油门齿条位置信号为柴油机的目标油门齿条位置信号，目标油门齿条位置信号对应柴油机的目标转速也对应柴油机的目标负荷信号。

在调速器10分别向第一柴油机100和第二柴油机200输出分配负荷信号后，需要确定是否将第一柴油机100的转速和第二柴油机200的转速分别调节至目标转速，即需要确定是否将第一柴油机100的油门齿条位置信号和第二柴油机200的油门齿条位置信号分别调节至目标油门齿条位置信号。对此，本实施例中设置第一齿条位置传感器30和第二齿条位置传感器31分别对第一柴油机100和第二柴油机200的油门齿条位置信号进行实时采集。

第一柴油机100和第二柴油机200的油门齿条位置信号分别对应第一柴油机100和第二柴油机200的实际负荷信号，调速器10可以根据第一柴油机100的实际负荷信号和分配负荷信号计算出第一柴油机100的目标负荷信号，目标负荷信号对应目标转速。

当调速器10向第一柴油机100输出分配负荷信号后，调速器10将第一齿条位置传感器30实时反馈的第一柴油机100的实际负荷信号与计算出的目标负荷信号进行对比，如果实际负荷信号还未达到目标负荷信号，则计算实际负荷信号与目标负荷信号的差值，即误差负荷信号，并向第一柴油机100输出误差负荷信号，直至将第一柴油机100的转速调节至目标转速，实现通过向第一柴油机100输出分配负荷信号调节柴油机转速以平衡负载的扰动，据此也实现了对第一柴油机100的反馈调节，也即PID调节。对于调速器10将第二柴油机200的转速调节至目标转速的原理同上述将第一柴油机100的转速调节至目标转速的原理相同，可直接参照将第一柴油机100的转速调节至目标转速的方法，此处不再赘述。

可选地，本实施例提供的柴油发电机组调速系统还包括第一转换器和第二转换器。调速器10通过第一转换器与第一齿条位置传感器30电连接，第一转换器用于将第一齿条位置传感器30所采集的第一柴油机100的实际齿条位置信号转换为第一柴油机100的实际负荷信号，第一柴油机100的实际负荷信号为电流信号。调速器10通过第二转换器与第二齿条位置传感器31电连接，第二转换器用于将第二齿条位置传感器31所采集的第二柴油机200的实际齿条位置信号转换为第二柴油机200的实际负荷信号，第二柴油机200的实际负荷信号为电流信号。

具体地，将齿条位置信号转换为负荷信号可由调速器10中的分配负荷单元实现。柴油机的负荷信号可以是调速器10输出至伺服驱动器的电流信号，该电流信号的电流的大小可介于4毫安至20毫安之间，调速器10输出至伺服驱动器的电流越大，则伺服执行电机的转角越大，则柴油机油门度越大，柴油机油门开合度的大小可以通过齿条位置传感器检测到，不同的齿条位置信号能够反应柴油机不同的油门开合度。

可选地，本实施例提供的柴油发电机组调速系统还包括：第一变换器和第二变换器。调速器10通过第一变换器与第一测速传感器20电连接，第一变换器用于将第一测速传感器20所采集的第一柴油机100的实际转速变换为对应的电流信号；调速器10通过第二变换器与第二测速传感器21电连接，第二变换器用于将第二测速传感器21所采集的第二柴油机200的实际转速变换为对应的电流信号。

具体地，调速器10接收到的柴油机的转速信号为电流信号，该电流信号的电流的大小可介于4毫安至20毫安之间。从而，对应的分配负荷信号也为电流信号，调速器10向柴油机输出分配负荷信号可以理解为控制器11向执行机构输出电流信号，例如向伺服驱动器输出电流信号，以实现对柴油机油门开合度的调节，即实现对柴油机转速的调节。向第一柴油机100和第二柴油机200分别输出的分配负荷信号可以相等也可以不等，如果第一柴油机100和第二柴油机200的各种配置完全一致，则优选地将负载扰动均分至第一柴油机100和第二柴油机200，即输出至第一柴油机100和第二柴油机200的分配负荷信号相等，如果第一柴油机100和第二柴油机200的各种配置不完全一致，则分配负荷单元在进行负荷分配的时候可以根据第一柴油机100和第二柴油机200的各种配置对第一柴油机100和第二柴油机200进行相应的分配，即输出至第一柴油机100和第二柴油机200的分配负荷信号不相等。

可选地，本实施例提供的柴油发电机组调速系统还包括第一断路器和第二断路器。第一断路器与第一柴油机100电连接，第一断路器与调速器10电连接，调速器10根据第一断路器的信号判断第一柴油机100处于孤岛模式或者速降模式；第二断路器与第二柴油机200电连接，第二断路器与调速器10电连接，调速器10根据第二断路器的信号判断第二柴油机200处于孤岛模式或者速降模式。具体地，调速器10可以根据接收到的第一断路器的信号判断第一柴油机100处于孤岛模式或者速降模块，同理，调速器10可以根据接收到的第二断路器的信号判断第二柴油机200处于孤岛模块或者速降模式。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。