CN106870238B - 一种数码发电机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数码发电机系统，包括依次连接的内燃机、发电机、直流母线、逆变器、滤波器、输出接触器，数码发电机系统通过MCU控制器实现控制，输出接触器与外部负载连接，发电机与直流母线之间连接机侧变换器，其中，机侧变换器采用全控型器件的PWM功率变换器，直流母线并联机组启动蓄电池装置，MCU控制器根据测量信号通过控制方法对数码发电机系统的部件进行控制；本发明实现对内燃机的直接启动，省去传统技术中的启动电机装置，有效降低了数码发电机系统的体积与成本，同时在正常发电工作模式下可通过控制发电机可有效提高内燃机的运行效率和发电机的运行功率因数，且控制方法简单方便，易于实现。

Description

一种数码发电机系统

技术领域

本发明涉及数码发电机领域，具体涉及一种数码发电机系统。

背景技术

数码发电机通过内燃机(如汽油机、柴油机)拖动发电机然后经过电力电子变换输出满足负载电压要求(包括电压幅值、频率、谐波畸变率等)的交流电。由于发电机运行频率高且采用数字控制技术，因此数码发电机具有体积小、重量轻、使用灵活等优点，广泛应用于紧急备用电源、偏远或临时供电电源等。

然而作为原动机的内燃机无自启动能力，传统的数码发电机系统必需采用专用启动电机装置实现机组启动，导致数码发电机系统体系较大，且成本高。

此外，传统数码发电机采用半控型器件晶闸管整流器或不控型器件二极管整流加DC/DC变换器来控制发电机输出直流电压，存在功率因数低、谐波大、动态性能差以及无法实现内燃机最佳效率跟踪运行控制等缺点。

因此需要寻求一种数码发电机系统来解决上述的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种数码发电机系统，实现对内燃机的直接启动，省去传统技术中的启动电机装置，有效降低了数码发电机系统的体积与成本，同时在正常发电工作模式下可通过控制发电机可有效提高内燃机的运行效率和发电机的运行功率因数，且控制方法简单方便，易于实现。

本发明采用的技术方案如下：

一种数码发电机系统，包括依次连接的内燃机、发电机、直流母线、逆变器、滤波器、输出接触器，所述的数码发电机系统通过MCU控制器实现控制，所述的输出接触器与外部负载连接，所述的发电机与直流母线之间连接机侧变换器，其中，所述的机侧变换器采用全控型器件的PWM功率变换器，所述的直流母线并联机组启动蓄电池装置，所述的机组启动蓄电池装置在数码发电机系统启动时为发电机供电，所述的MCU控制器根据测量信号通过控制方法对数码发电机系统的部件进行控制。

优选地，所述的数码发电机系统在启动时的控制方法包括如下步骤：

A1)、开始准备启动，确保输出接触器断开，闭锁逆变器，确保机组启动蓄电池装置电量充足；

A2)、通过机侧变换器控制发电机拖动内燃机启动；

A3)、判断内燃机转速是否达到启动要求，如果是，进入步骤A4)，如果不是，返回至步骤A2)；

A4)、完成启动，数码发电机系统进入正常发电工作模式。

优选地，在数码发电机系统正常发电工作模式时，所述的机组启动蓄电池装置通过所述的直流母线进行充电储能。

优选地，在正常发电工作模式下，内燃机的控制方法包括如下步骤：

B1)、检测发电机转速；

B2)、以实现发电机转速指令为控制目标，基于检测到的发电机转速与发电机转速指令之间的差值，内燃机调节器调节内燃机油门；其中，

当检测到的发电机转速低于发电机转速指令时，内燃机调节器加大内燃机油门；当检测到的发电机转速高于发电机转速指令时，内燃机调节器减小内燃机油门。

优选地，在所述的步骤B2)中，确定发电机转速指令的步骤为：

B21)、检测发电机有功功率；

B22)、以内燃机实现最佳效率运行为控制目标，基于检测到的发电机有功功率和内燃机最佳效率运行时转速与有功功率的机械特性，输出发电机转速指令。

优选地，在正常发电工作模式下，发电机的控制方法包括如下步骤：

C1)、控制发电机有功电流和发电机无功电流；

C2)、发电机有功电流调节器输出发电机q轴电压指令，发电机无功电流调节器输出发电机d轴电压指令；

C3)、基于发电机q轴电压指令和发电机d轴电压指令控制机侧变换器输出电压。

优选地，在所述的步骤C1)中，控制发电机有功电流的步骤为：

C11A)、检测发电机有功电流；

C12A)、以实现发电机有功电流指令为控制目标，基于检测到的发电机有功电流与发电机有功电流指令之间的差值，发电机有功电流调节器调节发电机有功电流。

优选地，在所述的步骤C12A)中，确定发电机有功电流指令的步骤为：

D11A)、检测直流电压；

D12A)、以实现直流电压指令为控制目标，基于检测到的直流电压与直流电压指令之间的差值，直流电压调节器调节直流电压，输出发电机有功电流指令。

优选地，在所述的步骤C1)中，控制发电机无功电流的步骤为：

C11B)、检测发电机无功电流；

C12B)、以实现发电机无功电流指令为控制目标，基于检测到的发电机无功电流与发电机无功电流指令之间的差值，发电机无功电流调节器调节发电机无功电流。

优选地，在所述的步骤C3)中，所述的控制机侧变换器输出电压的步骤包括：对上述步骤C2)中输出的发电机q轴电压指令和发电机d轴电压指令进行坐标变化，确定机侧变换器输出电压。

需要说明的是，本发明全文所述的全控型器件是指通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断的电力电子器件。具体地，本发明所指的全控型器件可以是指，门极可关断晶闸管GTO(英文全称为Gate-Turn-Off Thyristor)，电力场效应晶体管MOSFET(英文全称为Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)，绝缘栅双极晶体管(英文全称为Insulate-Gate Bipolar Transistor—IGBT)。

本发明的工作原理和优点：

1、本发明采用全控型器件的PWM功率变换器作为机侧变换器，同时直流母线并联机组启动蓄电池装置，在启动时，通过MCU控制，机组启动蓄电池装置为发电机供电，机侧变换器控制发电机拖动内燃机启动，并根据内燃机转速判断是否达到启动要求，因此本发明省去传统技术中的启动电机装置，有效降低了数码发电机系统体积与成本，且控制方法简单方便，易于实现；

2、本发明采用全控型器件的PWM功率变换器，在本发明的工作发电工作模式下，采用MCU控制器根据测量信号通过协调解耦控制方法以确保不同特性和功能的各部件能独立运行并实现数码发电机系统发电，进一步地本发明特别提出对内燃机和发电机的有效控制方法，实现了分别对内燃机最佳效率跟踪运行和发电机单位功率因数运行进行控制，可以明显提高内燃机的运行效率和发电机的运行功率因数，且控制方法简单方便，易于实现；

3、本发明进一步提出了机组启动蓄电池装置在本发明启动时的控制方法，根据比较直流电压和蓄电池电压控制机组启动蓄电池装置供电，控制方法简单方便，易于实现；

4、在上述第3点的基础上，本发明还进一步提出了机组启动蓄电池装置在本发明正常发电工作模式下的控制方法，根据蓄电池电压大小控制机组启动蓄电池装置充电，既能维持蓄电池电压稳定，又能确保充电控制过程的安全性与可靠性，同时控制方法简单方便，易于实现；而且本发明实现了机组启动蓄电池装置低压启动与高压充电两种模式的独立控制，确保本发明运行的安全性和稳定性；

5、在上述第3点基础上，本发明还提出了在蓄电池和直流母线之间设置启动充电二极管，通过启动充电二极管实现机组启动蓄电池装置供电状态切换，结构简单、控制成本低，而且有效可靠；

6、在上述第4点基础上，本发明还提出了在蓄电池和直流母线之间设置继电器和充电二极管，通过继电器和充电二极管实现机组启动蓄电池装置充电状态切换，结构简单、控制成本低，而且有效可靠。

附图说明

附图1是本发明实施例的数码发电机系统结构示意图；

附图2是本发明实施例的数码发电机系统在启动时的步骤框图；

附图3是本发明实施例的数码发电机系统在正常发电工作模式下内燃机的控制步骤框图；

附图4是本发明实施例的数码发电机系统在正常发电工作模式下内燃机的控制步骤中确定电机转速指令的步骤框图；

附图5是本发明实施例的数码发电机系统在正常发电工作模式下内燃机的控制算法框图；

附图6是本发明实施例的数码发电机系统在正常发电工作模式下发电机的控制步骤框图；

附图7是本发明实施例的数码发电机系统在正常发电工作模式下发电机的控制步骤中控制发电机有功电流的步骤框图；

附图8是本发明实施例的数码发电机系统在正常发电工作模式下发电机的控制步骤中确定发电机有功电流指令的步骤框图；

附图9是本发明实施例的数码发电机系统在正常发电工作模式下发电机的控制步骤中控制发电机无功电流的步骤框图；

附图10是本发明实施例的数码发电机系统在正常发电工作模式下发电机的控制算法框图；

附图11是本发明实施例的数码发电机系统在启动时的机组启动蓄电池装置的控制步骤框图；

附图12是本发明实施例的数码发电机系统在正常发电工作模式下机组启动蓄电池装置的控制步骤框图；

附图13是本发明实施例的数码发电机系统中的机组启动蓄电池装置与其它部件的硬件连接电路图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种数码发电机系统，包括依次连接的内燃机、发电机、直流母线、逆变器、滤波器、输出接触器，数码发电机系统通过MCU控制器实现控制，输出接触器与外部负载连接，发电机与直流母线之间连接机侧变换器，其中，机侧变换器采用全控型器件的PWM功率变换器，直流母线并联机组启动蓄电池装置，机组启动蓄电池装置在数码发电机系统启动时为发电机供电，MCU控制器根据测量信号通过控制方法对数码发电机系统的部件进行控制。

本发明实施例采用全控型器件的PWM功率变换器作为机侧变换器，同时直流母线并联机组启动蓄电池装置，在启动时，通过MCU控制，机组启动蓄电池装置为发电机供电，机侧变换器控制发电机拖动内燃机启动，并根据内燃机转速判断是否达到启动要求，因此本发明实施例省去传统技术中的启动电机装置，有效降低了数码发电机系统体积与成本。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

请参见图1所示的一种数码发电机系统，包括依次连接的内燃机、发电机、直流母线、逆变器、滤波器、输出接触器，数码发电机系统通过MCU控制器实现控制，发电机与直流母线之间连接机侧变换器，其中，

内燃机是数码发电机的原动机，负责将燃油化学能转换为机械能；

发电机的基本功能为启动时拖动内燃机直接启动，以及在正常发电工作模式下实现机电能量转换，可采用永磁发电机、感应发电机等不同形式的发电机，具体根据实际需求确定发电机类型；

机侧变换器负责对发电机进行控制，采用全控型器件(可采用GTO、MOSFET和IGBT中的任意一种)的PWM功率变换器，其相数(如单相、三相)取决于发电机的相数；

直流母线并联机组启动蓄电池装置，机组启动蓄电池装置在数码发电机系统启动时为发电机供电，优选地，在本实施方式中，在数码发电机系统正常发电工作模式时，机组启动蓄电池装置通过直流母线进行充电储能；具体地，直流母线可采用电解电容器或薄膜电容器，负责支撑直流母线电压LV_DC并可滤除高频谐波；

逆变器负责输出满足负载电压要求(包括电压幅值、频率、谐波畸变率等)的交流电功率(包括有功与无功)，它采用基于全控型器件(可采用GTO、MOSFET和IGBT中的任意一种)的PWM功率变换器，其相数(如单相、三相)取决于要求输出电压的相数；

滤波器负责滤除逆变器输出的高频谐波，优选地，在本实施方式中，滤波器由电感、电容等无源元件组成；

输出接触器与外部负载连接，负责连接或断开数码发电机系统与外部负载；

MCU控制器(图1未示出)根据测量信号通过控制方法对数码发电机系统的部件进行控制。

优选地，在本实施方式中，请参见图2所示，数码发电机系统在启动时的控制方法包括如下步骤：

A1)、开始准备启动，确保输出接触器断开，闭锁逆变器，确保机组启动蓄电池装置电量充足；

A2)、通过机侧变换器控制发电机拖动内燃机启动；

A3)、判断内燃机转速是否达到启动要求，如果是，进入步骤A4)，如果不是，返回至步骤A2)；

A4)、完成启动，数码发电机系统进入正常发电工作模式。

优选地，在本实施方式中，请参见图3、图4和图5所示，在正常发电工作模式下，内燃机的控制方法包括如下步骤：

B1)、检测发电机转速wr；

B2)、以实现发电机转速指令wr_ref为控制目标，基于检测到的发电机转速wr与发电机转速指令wr_ref之间的差值，内燃机调节器调节内燃机油门Thro；优选地，在步骤B2)中，确定发电机转速指令wr_ref的步骤为：

B21)、检测发电机有功功率P；

B22)、以内燃机实现最佳效率运行为控制目标，基于检测到的发电机有功功率P和内燃机最佳效率运行时转速wr与有功功率P的机械特性，输出发电机转速指令wr_ref；具体优选地，在本实施方式中，内燃机最佳效率运行时的转速wr与有功功率P的机械特性是内燃机的固有机械特性，通过预先标定测试实验确定；

其中，当检测到的发电机转速wr低于发电机转速指令wr_ref时，内燃机调节器加大内燃机油门Thro；当检测到的发电机转速wr高于发电机转速指令wr_ref时，内燃机调节器减小内燃机油门Thro。

优选地，在本实施方式中，请参见图6、图7、图8、图9和图10所示，在正常发电工作模式下，发电机的控制方法包括如下步骤：

C1)、控制发电机有功电流iq和发电机无功电流id；

优选地，在本实施方式中，在步骤C1)中，控制发电机有功电流iq的步骤为：

C11A)、检测发电机有功电流iq；

C12A)、以实现发电机有功电流指令iq_ref为控制目标，基于检测到的发电机有功电流iq与发电机有功电流指令iq_ref之间的差值，发电机有功电流调节器调节发电机有功电流iq；进一步优选地，在本实施方式中，在步骤C12A)中，确定发电机有功电流指令iq_ref的步骤为：

D11A)、检测直流电压HV_DC；

D12A)、以实现直流电压指令LV_DC_ref为控制目标，基于检测到的直流电压HV_DC与直流电压指令LV_DC_ref之间的差值，直流电压调节器调节直流电压HV_DC，输出发电机有功电流指令iq_ref。

优选地，在本实施方式中，在步骤C1)中，控制发电机无功电流id的步骤为：

C11B)、检测发电机无功电流id；

C12B)、以实现发电机无功电流指令id_ref＝0为控制目标，基于检测到的发电机无功电流id与发电机无功电流指令id_ref之间的差值，发电机无功电流调节器调节发电机无功电流id。

C2)、发电机有功电流调节器输出发电机q轴电压指令uq_ref，发电机无功电流调节器输出发电机d轴电压指令ud_ref；

C3)、基于发电机q轴电压指令uq_ref和发电机d轴电压指令ud_ref控制机侧变换器输出电压；优选地，在本实施方式中，在步骤C3)中，控制机侧变换器输出电压Uabc_ref的步骤包括：对上述步骤C2)中输出的发电机q轴电压指令uq_ref和发电机d轴电压指令ud_ref进行坐标变化，确定机侧变换器输出电压Uabc_ref。

在本实施方式中，逆变器的控制方法采用现有技术的控制方法，在本实施方式中，不做具体赘述。

在正常发电工作模式下，本发明实施例提出采用MCU控制器根据测量信号通过如上协调解耦控制方法以确保不同特性和功能的各部件能独立运行并实现数码发电机系统发电，具体地，协调解耦控制将本发明的数码发电机系统分为三个子系统：内燃机子系统、发电机子系统(主要包括发电机和机侧变换器)以及逆变器子系统(主要包括逆变器、滤波器和输出接触器)，它们的控制目标分别为：1)内燃机子系统负责控制转速实现内燃机最佳效率跟踪运行；2)发电机子系统负责控制直流电压并实现发电机单位功率因数运行；3)逆变器子系统负责输出满足外部负载电压要求的交流电。

优选地，在本实施方式中，请参见图11所示，在数码发电机系统启动时，本发明实施例提供如上所述的机组启动蓄电池装置的控制方法包括如下步骤：

S1A)、机组启动蓄电池装置向发电机供电；

S2A)、通过机侧变换器控制发电机拖动内燃机启动；

S3A)、直流电压HV_DC随着发电机转速增加而上升；

S4A)、判断直流电压HV_DC是否高于机组启动蓄电池装置的蓄电池电压，如果是，进入步骤S5A)，如果不是，返回至步骤S1A)；

S5A)、机组启动蓄电池装置停止向发电机供电，完成启动，数码发电机系统进入正常发电工作模式。

在本实施方式中，在数码发电机系统正常发电工作模式时，机组启动蓄电池装置通过直流母线支撑的直流电压HV_DC进行充电储能，然而机组启动蓄电池装置的额定蓄电池电压较低，一般只有几十伏，而直流电压HV_DC的较高，一般在几百伏，当直接通过高压直流电压HV_DC直接为机组启动蓄电池装置充电时，容易导致机组启动蓄电池装置被烧毁，因此存在安全性和可靠性问题。

为了解决上述的安全性和可靠性问题，优选地，请参见图12所示，在本实施方式中，在数码发电机系统正常发电工作模式时，如上所述的机组启动蓄电池装置的控制方法包括如下步骤：

S1B)、检测机组启动蓄电池装置的蓄电池电压；

S2B)、判断上述步骤S1B)的蓄电池电压是否低于预先设定阈值，如果是，进入步骤S3B)，如果不是，返回至步骤S1B)；

S3B)、直流母线对机组启动蓄电池装置进行充电储能；

S4B)、判断上述步骤S3B)的蓄电池电压是否达到额定蓄电池电压，如果是，进入步骤S5B)，如果不是，返回至步骤S3B)；

S5B)、直流母线停止对机组启动蓄电池装置进行充电储能。

优选地，在本实施方式中，蓄电池电压的预先设定阈值为85-98％的额定蓄电池电压。

优选地，在本实施方式中，额定蓄电池电压范围在20-80伏；在正常发电工作模式下，直流电压HV_DC范围在100-800伏。

优选地，在本实施方式中，请参见13所示的机组启动蓄电池装置在本发明实施例中的数码发电机系统的硬件连接电路图，机组启动蓄电池装置包括蓄电池和启动供电二极管D2，蓄电池负极与直流母线C1负极均接地，蓄电池正极与启动供电二极管D2正极连接，启动供电二极管D2负极与直流母线C1正极连接；蓄电池与MCU控制器之间设有蓄电池检测电路LV_DC detect，直流母线C1与MCU控制器MCU Control之间设有直流电压检测电路HV_DCdetect；MCU控制器MCU Control通过开关管驱动器Driver向机侧变换器输入PWM信号。

优选地，在本实施方式中，机组启动蓄电池装置还包括依次连接的继电器Relay1、充电二极管D1、充电限流电阻R1，其中，继电器Relay1的一接触点m与蓄电池正极连接，另一接触点p与充电二极管D2负极连接；充电限流电阻R1的一端与充电二极管D1正极连接，另一端接入直流母线C1正极。

优选地，在本实施方式中，继电器Relay1采用三极管驱动型继电器Relay1，控制有效可靠且易于实现，当然地，作为非优选方式，在其他实施方式中，还可以采用其他类型的继电器；具体优选地，三极管驱动型继电器Relay1包括继电器驱动三极管Q1和继电器Relay1，其中，继电器驱动三极管Q1为NPN型三极管，其基极与MCU控制器连接，发射极接地，集电极通过继电器Relay1与电源正极VCC连接，在其他实施方式中，根据实际需求，三极管驱动型继电器还可以采用其它连接方式，也可以采用其它类型的三极管驱动型继电器，如采用PNP型三极管，相信这些都是本领域技术人员的常规选择，本发明不做具体展开说明；继电器的两端dryp和drym连接继电器限流二极管(图13已示出但未标记)，起到限流继电器感生电压，有效保护继电器Relay1不被烧毁。

优选地，在本实施方式中，机侧变换器采用由IGBT器件集成的PWM功率变换器，具体地，采用第一IGBT器件VT1、第二IGBT器件VT2、第三IGBT器件VT3、第四IGBT器件VT4、第五IGBT器件VT5、第六IGBT器件VT6等6个IGBT全控型器件集成，其中，各IGBT全控型器件的集电极和发射极之间连接限流二极管(图13已示出但未标记)，MCU控制器MCU Control通过开关管驱动器Driver与此6个IGBT全控型器件的门极连接，向这些IGBT全控型器件分别输入PWM信号UH、UL、VH、VL、WH、WL，第一IGBT器件VT1的集电极、第三IGBT器件VT3的集电极和第五IGBT器件VT5的集电极均接入直流母线C1正极，其发射极分别接入第二IGBT器件VT2的集电极、第四IGBT器件VT4的集电极和第六IGBT器件VT6的集电极，同时第一IGBT器件VT1的发射极、第三IGBT器件VT3的发射极和第五IGBT器件VT5的发射极分别作为发电机的三相输出端，即为U相输出端、V相输出端、W相输出端；第二IGBT器件VT2的发射极、第四IGBT器件VT4的发射极和第六IGBT器件VT6的发射极均接地。

本发明实施例中的机组启动蓄电池装置的工作过程如下：

1)、当数码发电机系统启动时，蓄电池作为启动电源经启动供电二极管D2向发电机供电，同时MCU控制器MCU Control发出PWM信号经过开关管驱动器Driver驱动PWM功率变换器工作，拖动内燃机启动，直流电压HV_DC随着发电机转速增加而上升，当直流电压HV_DC高于蓄电池电压时，启动供电二极管D2关断，此时蓄电池停止向发电机供电，数码发电机系统完成启动，进入正常发电工作模式。

2)、在数码发电机系统正常发电工作模式下，当检测到蓄电池电压低于预先设定阈值时，MCU控制器MCU Control将其输出的继电器控制信号relay control置高，打开继电器驱动三极管Q1控制继电器Relay1的接触点m和接触点p吸合；此时，直流电压HV_DC经充电限流电阻R1、充电二极管D1及继电器Relay1给蓄电池充电。当检测到蓄电池电压达到额定蓄电池电压时，MCU控制器MCU Control将继电器控制信号relay control信号置低，控制继电器Relay1的接触点m和接触点p断开，进而将充电回路断开，直流母线C1停止对蓄电池进行充电储能。

本发明实施方式的机组启动蓄电池装置的控制方法简单方便，易于实现，控制电路结构简单、控制成本低，而且有效可靠；同时本发明实施方式实现了机组启动蓄电池装置低压启动与高压充电两种模式的独立控制，确保本发明运行的安全性和稳定性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种数码发电机系统，包括依次连接的内燃机、发电机、直流母线、逆变器、滤波器、输出接触器，所述的数码发电机系统通过MCU控制器实现控制，所述的输出接触器与外部负载连接，其特征在于，所述的发电机与直流母线之间连接机侧变换器，其中，所述的机侧变换器采用全控型器件的PWM功率变换器，所述的直流母线并联机组启动蓄电池装置，所述的机组启动蓄电池装置在数码发电机系统启动时为发电机供电，所述的MCU控制器根据测量信号通过协调解耦控制方法对数码发电机系统的部件进行控制；

所述协调解耦控制将数码发电机系统分为三个子系统：内燃机子系统、包括发电机和机侧变换器的发电机子系统以及包括逆变器、滤波器和输出接触器的逆变器子系统，它们的控制目标分别为：内燃机子系统负责控制转速实现内燃机最佳效率跟踪运行；发电机子系统负责控制直流电压并实现发电机单位功率因数运行；逆变器子系统负责输出满足外部负载电压要求的交流电；

在正常发电工作模式下，内燃机的控制方法包括如下步骤：

B1)、检测发电机转速；

B2)、以实现发电机转速指令为控制目标，基于检测到的发电机转速与发电机转速指令之间的差值，内燃机调节器调节内燃机油门；其中，

当检测到的发电机转速低于发电机转速指令时，内燃机调节器加大内燃机油门；当检测到的发电机转速高于发电机转速指令时，内燃机调节器减小内燃机油门；

在所述的步骤B2)中，确定发电机转速指令的步骤为：

B21)、检测发电机有功功率；

B22)、以内燃机实现最佳效率运行为控制目标，基于检测到的发电机有功功率和内燃机最佳效率运行时转速与有功功率的机械特性，输出发电机转速指令。

2.如权利要求1所述的数码发电机系统，其特征在于，所述的数码发电机系统在启动时的控制方法包括如下步骤：

A1)、开始准备启动，确保输出接触器断开，闭锁逆变器，确保机组启动蓄电池装置电量充足；

A2)、通过机侧变换器控制发电机拖动内燃机启动；

A3)、判断内燃机转速是否达到启动要求，如果是，进入步骤A4)，如果不是，返回至步骤A2)；

A4)、完成启动，数码发电机系统进入正常发电工作模式。

3.如权利要求2所述的数码发电机系统，其特征在于，在数码发电机系统正常发电工作模式时，所述的机组启动蓄电池装置通过所述的直流母线进行充电储能。

4.如权利要求1所述的数码发电机系统，其特征在于，在正常发电工作模式下，发电机的控制方法包括如下步骤：

C1)、控制发电机有功电流和发电机无功电流；

C2)、发电机有功电流调节器输出发电机q轴电压指令，发电机无功电流调节器输出发电机d轴电压指令；

C3)、基于发电机q轴电压指令和发电机d轴电压指令控制机侧变换器输出电压。

5.如权利要求4所述的数码发电机系统，其特征在于，在所述的步骤C1)中，控制发电机有功电流的步骤为：

C11A)、检测发电机有功电流；

C12A)、以实现发电机有功电流指令为控制目标，基于检测到的发电机有功电流与发电机有功电流指令之间的差值，发电机有功电流调节器调节发电机有功电流。

6.如权利要求5所述的数码发电机系统，其特征在于，在所述的步骤C12A)中，确定发电机有功电流指令的步骤为：

D11A)、检测直流电压；

D12A)、以实现直流电压指令为控制目标，基于检测到的直流电压与直流电压指令之间的差值，直流电压调节器调节直流电压，输出发电机有功电流指令。

7.如权利要求4所述的数码发电机系统，其特征在于，在所述的步骤C1)中，控制发电机无功电流的步骤为：

C11B)、检测发电机无功电流；

C12B)、以实现发电机无功电流指令为控制目标，基于检测到的发电机无功电流与发电机无功电流指令之间的差值，发电机无功电流调节器调节发电机无功电流。

8.如权利要求4所述的数码发电机系统，其特征在于，在所述的步骤C3)中，所述的控制机侧变换器输出电压的步骤包括：对上述步骤C2)中输出的发电机q轴电压指令和发电机d轴电压指令进行坐标变化，确定机侧变换器输出电压。