Parametric synthesis of the digital regulator of the diesel generator set for industrial purpose

Abstract

The object of research is the dynamic processes of high-quality electric power generation by a diesel generator set (DGS) with a digital fuel supply regulator. The subject of research is the methodology of choosing varied parameters of the digital fuel supply regulator, which ensure high stability of the frequency of the generated voltage in conditions of a wide range of changes in the external load on the part of electric energy consumers. The results obtained. A mathematical model of the disturbed motion of the diesel generator set was developed and varied parameters of the digital fuel supply regulator were determined. With the application of the combined algorithmic optimization method, which is a combination of the Sobol grid method and the Nelder-Mead method, in the plane of the varied parameters of the regulator, the values of these parameters were found, which deliver a minimum to the integral quadratic functional, which is a quantitative indicator of the degree of non-uniformity of the digital fuel supply regulator of the DGS. Conclusions. The use of a digital electronic fuel supply regulator instead of a hydromechanical regulator in a diesel of DGS significantly improves the quality of generated electricity relative to the stability of the three-phase voltage frequency at the output of the diesel generator set.

Об’єктом досліджень є динамічні процеси генерації електричної енергії високої якості дизельгенераторною установкою (ДГУ) з цифровим регулятором паливоподавання. Предметом досліджень є методологія вибору варійованих параметрів цифрового регулятора паливоподавання, які забезпечують високу стабільність частоти генеруємої напруги в умовах широкого діапазону зміни зовнішнього навантаження з боку споживачів електричної енергії. Отримані результати. Розроблена математична модель збуреного руху ДГУ і визначені варійовані параметри цифрового регулятора паливоподавання. Із застосуванням комбінованого алгоритмічного методу оптимізації, який представляє собою комбінацію методу сіток Соболя і методу Нелдера-Міда, в площині варійованих параметрів регулятора знайдені значення цих параметрів, які доставляють мінімум інтегральному квадратичному функціоналу, що є кількісним показником ступеня нерівномірності цифрового регулятора паливоподавання ДГУ. Висновки. Застосування цифрового електронного регулятора паливоподавання замість гідромеханічного регулятора в дизелі ДГУ значно підвищує якість вироляємої електроенергії щодо стабільності частоти трьохфазної напруги на виході ДГУ.