功率發(fā)生變化，通過查表得當前功率和最佳空燃比情況下的進氣 閥開度，以此為控制目標，通過控制生物質氣進氣閥，使混合氣進氣閥調整至目標位置。
[0030] 本發(fā)明的有益效果：
[0031] 1、生物質氣內燃發(fā)電機組集成控制系統(tǒng)，不僅具有發(fā)電機組控制保護功能，還具 有生物質氣進氣控制和轉速控制功能。
[0032] 2、轉速控制采用分段PID控制，在啟動過程和正常運行過程采用不同的PID參數(shù)， 縮短了內燃發(fā)電機組由怠速提升至額定轉速的時間，又減小內燃發(fā)電機組轉速超調。
[0033] 3、在甲烷含量變化時，控制器采用雙PID控制方法，協(xié)調控制生物質氣進氣閥和 混合氣進氣閥，實現(xiàn)生物質氣內燃發(fā)電機組優(yōu)化運行。
【附圖說明】
[0034] 圖1為本發(fā)明結構框圖；
[0035] 圖2為生物質氣內燃發(fā)電機組控制器控制流程圖；
[0036] 圖3雙PID控制結構框圖；
[0037] 圖中，1、主控單元、2、檢測單元、3、進氣控制單元、4、液晶顯示單元、5、上位通訊單 元、6、保護單元、7、功能按鍵單元。
【具體實施方式】：
[0038] 下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明：
[0039] -種小型生物質氣內燃發(fā)電機組多功能控制系統(tǒng)，包括參數(shù)檢測系統(tǒng)、集成控制 系統(tǒng)、保護系統(tǒng)、顯示通訊系統(tǒng)。
[0040] (1)內燃發(fā)電機組參數(shù)檢測系統(tǒng)，包括內燃發(fā)電機組電氣參數(shù)檢測單元和機體狀 態(tài)檢測單元。內燃發(fā)電機組電氣參數(shù)檢測單元用于實時檢測生物質氣內燃發(fā)電機在運行 過程中的電壓、電流、功率等電氣參數(shù)；內燃發(fā)電機組機體狀態(tài)檢測單元包括缸套水溫度檢 測、煙氣溫度檢測、機油壓力檢測、生物質氣進氣壓力檢測等。
[0041] (2)內燃發(fā)電機組集成控制系統(tǒng)，包括內燃發(fā)電機運行控制單元和充電控制單元。 內燃發(fā)電機組運行控制單元用于機組的啟?？刂啤⑥D速控制、進氣控制?？刂葡到y(tǒng)采用雙 PID控制，實現(xiàn)生物質氣進氣量和混合氣進氣量協(xié)調控制，維持發(fā)電機組轉速和輸出功率穩(wěn) 定。由于本控制器具有生物質氣進氣和混合氣進氣協(xié)調控制功能，故采用分段式雙PID控 制方法，結構框圖如圖3所示。
[0042] 分段式雙PID控制，以混合氣進氣PID控制（轉速PID控制）為第一控制環(huán)，生物 質氣進氣PID控制為第二控制環(huán)?；旌蠚膺M氣控制通過控制混合氣進氣量，保證發(fā)電機組 轉速穩(wěn)定，實時性要求較高；生物質氣進氣控制通過調整生物質氣進氣量，適應不同季節(jié)沼 氣產(chǎn)量或甲烷含量變化，實時性要求較低。
[0043] 分段式PID控制方法，主要是對內燃發(fā)電機組的啟動過程和正常運行過程進行分 段PID控制，混合氣進氣控制在啟動過程和正常運行過程采用不同的PID參數(shù)，適當提高啟 動過程的PID輸出，既保證內燃發(fā)電機組轉速可以在盡可能短的時間內由怠速提升至額定 轉速，又可以減小內燃發(fā)電機組轉速超調；啟動過程中，外環(huán)生物質氣進氣量基本不變，以 減小啟動過程的控制難度，提高啟動過程的穩(wěn)定性。
[0044] 雙PID控制方法，主要指甲烷濃度不變時內燃發(fā)電機組轉速控制，以及甲烷濃度 變化時轉速控制和生物質氣進氣控制。
[0045] 1.甲烷濃度不變時，混合氣進氣控制以內燃發(fā)電機組轉速給定（例如4極電機 1500rpm)為控制目標，實際轉速作為反饋量。當實際轉速與給定轉速發(fā)生偏差時，轉速PID 控制器調整混合氣進氣量，維持轉速穩(wěn)定。
[0046] 2.甲烷濃度發(fā)生變化時，
[0047] ?若發(fā)電機組輸出功率不變，生物質氣進氣控制以混合氣進氣閥開度（位置）為 反饋量，通過控制生物質氣進氣閥開度（調整空燃比）來維持甲烷濃度變化前后混合氣進 氣閥的開度穩(wěn)定（位置不變）。
[0048]:>若輸出功率發(fā)生變化，通過查表得當前功率和最佳空燃比情況下的進氣閥開 度，以此為控制目標，通過控制生物質氣進氣閥（調整空燃比），使混合氣進氣閥調整至目 標位置。
[0049] (3)內燃發(fā)電機組保護系統(tǒng)，用于實時保護生物質氣內燃發(fā)電機安全運行，防止運 行過程中出現(xiàn)過壓、過流、超速、欠速、超頻、欠頻、溫度超限、壓力超限、進氣量超限等問題。
[0050] (4)內燃發(fā)電機組顯示通訊系統(tǒng)，包括內燃發(fā)電機組顯示單元和通訊單元，內燃發(fā) 電機組顯示單元通過工業(yè)串口 IXD顯示器，實時顯示生物質氣內燃發(fā)電機的各項參數(shù)，包 括電壓電流功率等電氣參數(shù)、過壓過流超頻欠頻等報警信息、保護繼電器組各繼電器的動 作狀態(tài)等；內燃發(fā)電機組通訊單元通過RS485接口，以串行通訊的方式將生物質氣內燃發(fā) 電機組的各項參數(shù)上傳給計算機。
[0051] 更為詳細的實施例子：
[0052] 如圖1所示，一種小型生物質氣內燃發(fā)電機控制器，包括主控單元1、檢測單元2、 進氣控制單元3、液晶顯示單元4、上位通訊單元5、保護單元6和功能按鍵單元7。
[0053] 主控單元1以STM32F103RBT6芯片為核心，完成生物質氣內燃發(fā)電機組控制器的 所有檢測、控制功能。在內燃發(fā)電機啟動之前，需通過控制器上的液晶顯示單元4和功能按 鍵單元7,對內燃發(fā)電機的各項參數(shù)進行設定，包括內燃發(fā)電機正常運行時的電壓、頻率、最 大輸出功率、缸套水溫度上下限值、機油壓力上下限值、煙氣排煙溫度上限等。參數(shù)設定完 成后，按下啟動按鈕，內燃發(fā)電機進入啟動狀態(tài)。
[0054] 生物質氣內燃發(fā)電機的啟動時，首先由啟動機帶動內燃機，在一定時間內達到預 設的啟動條件即認為啟動成功。啟動成功后，控制器發(fā)送控制信號，切除啟動機。啟動過程 中，主控單元1只對檢測單元2中與內燃機啟動相關參數(shù)和保護單元6相關參數(shù)進行檢測， 包括發(fā)電機電壓幅值、發(fā)電機電壓頻率、內燃機轉速、缸套水溫度、機油壓力等。
[0055] 由于本小型生物質氣內燃發(fā)電機控制器針對單機運行的生物質氣內燃發(fā)電機組 設計，不考慮并網(wǎng)運行，所以在正常的運行控制中，控制器主控單元1除實時檢測電壓、電 流、頻率、油壓、水溫等參數(shù)，只需針對負載和甲烷含量變化時，進氣控制單元3協(xié)調控制生 物質氣進氣閥和混合氣進氣閥，保證內燃機運行在最佳空燃比和轉速穩(wěn)定，實現(xiàn)生物質氣 內燃發(fā)電機組優(yōu)化運行。
[0056] 生物質氣內燃發(fā)電機正常運行過程中，檢測單元2實時檢測燃氣內燃機各項參 數(shù)，根據(jù)各參數(shù)預設的正常運行值、報警閾值、緊急停機閾值。一旦某一參數(shù)超過緊急停機 閾值，保護單元6進行停機保護，液晶顯示單元4分別進行正常顯示、超限報警、停機報警信 息；同時，上位通訊單元5將各項參數(shù)信息實時上傳給上位計算機。
[0057] -種小型生物質氣內燃發(fā)電機組多功能控制方法，如圖2所示，包括以下步驟：
[0058] 參數(shù)設定：為對內燃發(fā)電機的各項參數(shù)進行設定，包括內燃發(fā)電機正常運行時的 電壓、頻率、最大輸出功率、缸套水溫度上下限值、機油壓力上下限值、煙氣排煙溫度上限。
[0059] 啟動：參數(shù)設定完成后，按下啟動按鈕，內燃發(fā)電機進入啟動狀態(tài)；
[0060] 對內燃發(fā)電機進行電壓、轉速檢測；
[0061 ] 生物質氣內燃發(fā)電機的啟動時，首先由啟動機帶動內燃機，判斷是否滿足啟動成 功條件，在一定時間內達到預設的啟動條件即認為啟動成功，如果不滿足，重新啟動，啟動 成功后，控制器發(fā)送控制信號，切除啟動機；
[0062] 啟