柴油發電機組用于沒有連接到電網的地方，或者在電網故障時用作應急電源，以及用于更復雜的應用，例如峰值跳閘，電網支持和電網輸出。當柴油發動機運轉后，觀察機油壓力表的指示值，當升到規定值以上時，停止機油泵，并關閉掃氣泵排污閥，穿好前離合器螺釘；柴油發動機起動燃油泵，放出管路中的空氣，觀察電壓是否在規定的范圍內。若正常，方可進行正式起動；察看起動電源的電壓是否符合要求。若電壓正常，按下起動按鈕等柴油發動機正常運行后即松開；
柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行，稱為‘作功’。在沒有連接到電網的情況下操作的一個或多個柴油發電機被稱為孤島操作模式。并聯的工作發電機可以在部分負載下獲得更好的效率。用于孤立社區的主電源的孤島電廠通常將具有至少三個柴油發電機，其中任意兩個均被額定承載所需的負載。當向其燃燒系統的燃料供應增加時，柴油發電機將承擔更多的負載，而如果燃料供應減少，則釋放負載。
在連接之前無法同步可能會導致高短路電流或發電機或其開關設備的磨損。同步過程可以由自動同步模塊自動完成，或由指導的操作員手動完成。柴油發動機，發電機和各種輔助裝置（例如基座，頂蓋，聲衰減，控制系統，斷路器，夾套熱水器和起動系統）的封裝組合被稱為“發電機組”。經若干工作循環后，柴油機在飛輪的慣性下逐漸加速進入工作。柴油機曲軸旋轉便帶動發電機轉動發電，發電機有直流發電機和交流發電機。
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