20多年前，信昌機器就已執(zhí)行過許多發(fā)電機組并機運行的項目了。時光飛逝，這么多年過去，并機控制模塊也已經(jīng)歷了從當初的模擬到如今數(shù)字化的轉(zhuǎn)換。
   
    在數(shù)字式并機模塊時代，模塊之間采用通信的方式互相交換信息。特別是在數(shù)據(jù)中心應用中，客戶會擔心通信中斷導致并機故障。而卡特彼勒的專利技術，解決了并機通信中斷時，機組之間不能進行負載分配的問題。
   
    發(fā)電機組并聯(lián)運行時，有功功率的分配決定于發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，而無功功率的分配則決定于發(fā)電機的輸出電壓。

    以有功功率為例，負載分配分為兩種方式：一種是 Isochronous 方式，意思是發(fā)電機組的頻率是穩(wěn)定的，不受負載量大小的影響，后面簡稱為 ISO 模式；另一種是 droop 方式，意思是機組的頻率會隨著負載量增大而降低，也就是發(fā)動機的轉(zhuǎn)速會降低，所以稱之為速度降模式。

    在 ISO 模式下，機組控制電路之間的連接又分為兩種方式：較早的并機系統(tǒng)采用模擬的電壓信號互相傳遞負載量信息 (硬線連接)，較新的并機系統(tǒng)則采用數(shù)據(jù)通信的方式。前者如 2301A，通過“負載分配線”連接各臺機組。后者如 3200，采用 J1939 進行數(shù)據(jù)通信，而卡特彼勒 EMCP 4.4 則采用以太網(wǎng)通信的 MGDL 數(shù)據(jù)鏈路。

    卡特彼勒并機專利產(chǎn)生的背景：傳統(tǒng)的并機系統(tǒng)，在通信中斷后，無法進行適當?shù)呢撦d分配，可能因為通信丟失的機組的負載的劇烈變化而引發(fā)系統(tǒng)震蕩，還有可能造成部分機組的過載。這樣，就造成了通信環(huán)節(jié)的單點故障。卡特彼勒并機專利就是要消除這個單點故障。

    每個 EMCP 4.4 模塊都會檢測是否有部分機組發(fā)生了通信中斷。如果發(fā)生了通信中斷，則所有發(fā)電機組進入所謂“失效保護模式”。

    全部的機組將分為兩個組：通信正常的那一組，也就是 ISO 那一組仍然進行正常的負載分配，并保持頻率穩(wěn)定。通信丟失的那一組，則進入保護進程中的速度降模式，它將繼續(xù)承擔通信中斷前一刻的負載量，不會因為通信丟失而造成對整個系統(tǒng)的沖擊；如果之后總負載量發(fā)生波動，它會慢慢調(diào)節(jié)自己的負載量至額定功率的 50%。

    在失效保護模式下，ISO 組的機器處于下列三種工作狀態(tài)中的一種：

    負載率 20% 以下，頻率高于額定值，其作用是把負載拉回 ISO 組；

    20% 到80% 之間，頻率穩(wěn)定在額定值，ISO 組將承擔 droop 組的機組負載之外的所有負載；

    80% 以上，頻率低于額定值，其作用是把負載推給 droop 組。

    簡單總結一下，卡特彼勒并機專利，是消除并機通信中斷時，機組之間不能進行適當?shù)呢撦d分配這一單點故障，提高了并機系統(tǒng)的可靠性。它是通過 EMCP 4.4 的 MGDL 數(shù)據(jù)鏈路來實現(xiàn)的。它運行的模式稱為失效保護模式。