内燃机发电机组是电力能源工程的重要技术基础和自动化技术的重要应用领域。内燃机发电机组控制的特点在于被控对象具有多变量、强耦合、非线性和时滞性等特征，且对控制精度、响应速度和可靠性的要求较高。对内燃机发电机组控制的技术要求主要表现在两个方面：①发展各种精度高、重量轻、体积小、功耗低、可靠性高、寿命长、低成本、模块化的检测和控制装置；②发展模糊控制、自适应控制等高性能控制方法。内燃机发电机组控制装置的发展历经机械式控制、液压式控制、模拟电子式控制和数字电子式控制等四个阶段。随着计算机技术和电子技术的高速发展，已经形成了完整的数字化控制结构体系。内燃机和发电机均有独立的控制装置，并由机组控制器集中管控。

为了能够输出频率恒定的交流电能，控制器必须控制内燃机以恒定转速转动，且能适应负载的频繁变化；对于汽油、天然气、生物质气等内燃机，控制器需精确控制每个气缸的点火相位和点火能量，从而保证内燃机稳定高效运行。现代内燃机控制装置采用以微控制芯片为核心的数字式控制单元，具有结构简单、体积小、控制精度高、可靠性好、通用性强等优点。利用转速传感器检测内燃机的实时转速，通过编写反馈控制程序控制燃料的供给量，从而控制内燃机恒速转动。点火相位和点火能量的控制通常采用查表控制方法，需利用试验测定不同转速下内燃机的最优点火相位和点火能量数据，并以表格形式存储于控制器芯片，在运行时根据实时转速查询表格实现点火控制。内燃机控制中增加了调控燃料和空气混合比例的空燃比控制功能，利用氧传感器检测尾气的氧含量，采用PID控制、随机最优控制、自适应控制等闭环控制方法将空燃比控制在化学当量比附近。

励磁控制器是发电机的重要组成部分，控制着发电机的输出电压及无功功率，应具有高可靠性、稳定性及良好的稳态和动态特性。励磁控制器通过检测发电机输出电压信号，并与设定值比较计算后，调节发电机的励磁电流，使发电机输出电压跟踪电压设定值。并联运行的发电机可依据机组控制器指令调节输出电压，从而达到无功功率调节的目的。中小型发电机的励磁系统多采用模拟电子式控制器，集成PID控制算法，具有简单可靠、经济实用等特点。大型发电机的励磁系统基于数字式控制单元，可采用模糊PID控制、非线性控制等复杂方法。

发电机组控制包括内燃机发电机组的开机、停机、单机运行、并联运行和故障保护等功能。现代发电机组所采用的多功能专用数字控制器已集成了相应的控制功能，但机组并联运行特性复杂，所集成的简单PID控制方法效果不佳。在并联运行时，机组控制器需检测电网的电压、频率和相位信号，通过向内燃机控制器和发电机励磁控制器发送控制信号，调整发电机组的电压、频率、相位，使之与电网保持一致，然后接通并联开关将机组并入电网，且在并联运行过程中需实时调节机组的有功功率和无功功率。受检测装置误差、机组时滞特性和电网负荷波动影响，在并联瞬间机组易受到电流冲击，且在运行中发电功率易产生震荡现象。模糊控制、前馈补偿控制、自适应控制、鲁棒控制等高级控制方法可提高机组的动态响应能力并减小稳态误差，提升机组的抗干扰能力，能在一定程度上解决上述问题。