CN101897101A - 对电力产生网络进行建模来分配负荷 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的电力传输网络的配置状态的建模装置包括被设计为安装在该电力传输网络的每个发电机中的建模单元(7)。建模单元(7)被设置为：测量所述开关的状态，直到检测到打开的开关；基于闭合的开关来检测相应的发电机；以及由此对包括被检测发电机的和电力传输网络的通过闭合的开关而属于同一电路的区域的电力传输网络进行建模。

Description

对电力产生网络进行建模来分配负荷
技术领域
本发明涉及发电设备和负荷可以连接到其上的电力传输网络(electric power transmission network)。本发明特别涉及一种船上的电力传送网络(electric power transfer network)。
背景技术
船的电力传输网络相对较小。连接到其上的发电机用于供应船所需的电力。每个发电机都由一个动力源(例如柴油机)来驱动。这些发电机在电网中以同样的转速运行，从而在电网所有位置处具有相同的频率。经济地存储电力是不可能的，所以电力的生产必须与网络中电力的消耗相一致。因此在电力传输网络中必须有一类装置用于在发电机之间分配负荷。
一种公知的方法是使用下降调整(droop adjustment)，即偏差调整。每个发电机都具有与网络频率成函数关系的电力产生线路。当负荷大时，网络的频率趋于增大，而当负荷小时，频率趋于减小。因此，缺点是系统的稳定状态的频率依赖于系统的负荷。
另一种方法是使用所谓的等同步(isosynchronic)负荷分配方法。在这种方法中，使用系统的平均负荷来建立发电机分配负荷的设定值。等同步调整的原理与偏差调整类似，但是它没有过分依赖网络的负荷。
数字数据通信总线变得更为普及，取代了过时的用于负荷分配的模拟总线。数字总线的优势是它们的准确性、可靠性、抗干扰性。但是模拟解决方案非常适用于网络的不同配置(configuration)。而对于数字解决方案，很难仿效模拟电力传输网络。通常来讲，电力传输网络包括能够改变状态的开关，如果需要，可自动也可手动改变。用于负荷分配的软件、电路板或其它装置很容易变得非常复杂。
发明内容
本发明的目的是减少上面所提及的由于数字解决方案而引起的缺点。该目的按照独立权利要求中描述的那样来实现。从属权利要求描述了本发明的不同实施方式。
电力传输网络的配置的建模装置包括建模单元7，其被设计为安装到电力传输网络的每个发电机中。在电力传输网络中，每个发电机1都可通过装配有开关2，3的两个分离的连接路径连接到其它发电机。电力传输网络是线形或环形的，并且这些发电机具有连续的标识符。建模单元7被设置为：测量位于两个连接路径上的所述开关的状态，直到在路径中检测到打开的开关；基于闭合的开关来检测相应的发电机；以及对包括被检测发电机和电力传输网络的通过闭合的开关而属于同一电路的区域的电力传输网络进行建模。
附图说明
下面将参照附图中的图形更为详细地描述本发明，其中
图1例示了根据本发明的电力传输网络与发电机相连接的实例，
图2和3例示了可能的网络拓扑，
图4例示了根据本发明的网络检测，
图5是在数据通信网络中发送的数据通信矢量的实例，而
图6是本发明的方法的实例。
具体实施方式
图1例示了发电机1及其与电力传输网络4的连接的实例。可以看到，发电机通过两个开关2，3连接到电力传输网络。因此，开关之间的部分可被解释为是电力传输网络的一部分，这是因为当至少一个开关闭合时电流能够流过该部分。得益于这两个开关，电力可以从发电机馈送到电力传输网络4的两个方向或者仅仅任一方向。例如发电机1由内燃式活塞发动机或汽轮机来驱动。由于使用了两个发电机特定开关，该电力传输网络的适用性是非常强的。因此，每个发电机都有两条连接到网络其余部分的路径。
图2和3例示了可能的网络拓扑。电力传输网络4，5可以是线形的或环形的。这些仅是可能的网络拓扑，用于对根据本发明的网络进行检测。在相对小的网络中，例如在船上，这是没有缺点的。事实上，这可以使网络的规划更容易。
每个发电机1-1G都有它自己的标识符。网络中连续的机器具有连续的标识符。如果一个新的发电机被加入到现有网络中的某个点，那么它和它后面的发电机必须被赋予新的标识符。因此，可以使用发电机的标识符来概括发电机的位置，正如下面所表示的那样。
图4例示了根据本发明的运行实例。为了使等同步负荷分配成为可能，必须在发电机之间传输许多参数/信号。CAN(控制器区域网络)总线6被用于传输数据。传输以常见的传输形式出现，即所有的发电机都经历同样的数据。数据例如以数据矢量(图5)的形式传输，数据矢量包括发电机特有元素12。发电机特定单元优选以发电机标识符13开始，接下来的字段是各种信号数据、参数和开关的状态数据14。每个发电机都更新展示给它的元素。
在图4的实例中，发电机N+1，更具体来讲是该发电机的网络确定单元7确定电力传输网络4的状态。通过测量例如来自电力传输网络的波阻抗进行该确定，以确定开关是闭合还是打开。确定过程在网络的一个方向开始。为了利用发电机特有标识符，最好是确定检查(checking)方向和顺序。在本文中方向被确定为“向前”或“向后”。但是检查方向可被定义为期望的那样。另外，检查方向顺序也可以按照优选顺序执行：先“向前”或先“向后”。
在图4中的情形下，发电机N+1开始“向后”确定开关的状态，由此观察到首先遇到的开关8是闭合的，即在本实例中其状态值为1。网络确定单元7可以通过该测量来检测发电机N属于电力传输网络的、属于同一电路的同一区域。状态的确定继续“向后”进行，直到检测到开关9为打开。这样的开关状态为0。打开的开关意味着下面的发电机不属于电力传输网络的同一区域并且这个方向的检查可以结束。被检测到同时关闭的所有开关表明了这些发电机(该开关之后的发电机)属于同一组。通过使用连续的发电机特有标识符，这是可能的。
检查完一个方向后，将检查相反方向，即图4中的情形，“向前”。检测到要检查的第一开关10为打开，即接收到零状态，并且“向前”方向的检查结束。因此开关11不被检查，因为它不属于同一电力传输网络的区域。根据测量出的开关的状态数据，网络确定单元可对电力传输网络的形成公共电路(common electric circuit)的区域进行建模。开关的状态数据被定位在数据矢量的发电机特有元素12的为开关的状态数据而预留的字段14中。参见图5。数据矢量通过CAN总线被广播到其它发电机。需要时，所有发电机都可以通过广播数据矢量而接收到与其它发电机进行的开关状态数据检查有关的信息。
每个发电机都执行开关状态检查和对网络区域的建模，都包括类似的网络确定单元7并且独立地确定哪些其它发电机属于同一电力传输网络。因此不需要中心单元。因此网络的配置(开关状态的变化)可同时出现。
网络确定单元可实现为软件或电路。软件可被加载到发电机的存储器中，并在适用于该目的的处理器中被执行。它的一个实施方式是ASIC电路(专用集成电路)。对网络的该部分进行了建模之后，同一电路中的发电机可以利用与网络平均负荷以及当前负荷有关的数据来划分负荷。即使图中没有显示这些负荷，但是很明显负荷可连接到电力传输网络。
图6示出了根据本发明的用于对船上的电力传输网络的配置状态进行建模的方法的一个实例。该方法被设计为在电力传输网络的每个发电机中执行。如上面提到的那样，在该网络中每个发电机1都可以通过装配有开关2，3的两个连接路径而连接到其它发电机，电力传输网络是线形的或环形的并且这些发电机具有连续的标识符。
该方法包括以下步骤：测量(62，64)两个连接路径上的所述开关的状态，直到在路径中检测到打开的开关(63，66)，基于闭合的开关来检测(63)相应的发电机并且由此对电力传输网络的包括被检测发电机的部分和电力传输网络的通过闭合的开关而属于同一电力网络的区域进行建模(65)。在检测和建模步骤中，使用了网络的配置和网络的连续标识符。测量步骤优选地被设置为首先测量第一连接路径的开关的状态，接着测量另一连接路径中的开关的状态。
在图6的实例中，测量从第一路径开始(61)。对第一个被检测的开关的状态进行测量(62)。如果开关是闭合的(63)，则测量第一路径中的下一个开关。因为开关是闭合的，所以与其相对应的发电机被加到该网络的与执行测量的发电机65相同的一部分中。因此在每个测量中进行对网络的该部分的建模。当测量检测到状态为“打开”的开关时，对该路径的测量停止(66)，并且系统检查是否已经测量了另一路径(67)。如果两条路径都已被测量(67)，则开始第二路径的测量(68)。第二路径的测量是按照与第一路径测量相同的方式执行的。
开关的测量数据被设置为被发送到数据矢量的某个点，数据矢量被设置为以常见的方式被发送到电力传输网络的其它发电机。该方法，与该装置一样，被设置为重复地测量开关的状态数据。
正如所看到的那样，根据本发明的实施方式可以被许多解决方案来实现。因此，很明显本发明不限于在本文中提及的实例。因此，在本发明的范围内任何发明的实施方式都可以被实现。

Claims (14)

1.一种船的电力传输网络的配置状态的建模装置，
其特征在于包括被设计为安装在该电力传输网络的每个发电机中的建模单元(7)，该电力传输网络的每个发电机(1)都可通过装配有不同开关(2，3)的两条连接路径与其它发电机相连，该电力传输网络是线形或环形的并且这些发电机具有连续的标识符，
所述建模单元(7)被设置为：测量这两条连接路径中的所述开关的状态，直到在所述路径中检测到打开的开关或者尽头；基于每个闭合的开关来检测该闭合的开关的相应发电机；以及对包括所检测到的发电机和通过所述闭合的开关而属于同一电路的电力传输网络区域的电力传输网络进行建模。
2.根据权利要求1所述的建模装置，其特征在于包括具有发电机特有元素(12)的数据矢量，所述发电机特有元素中的特定部分(14)被设计用于所述开关的状态数据，并且所述建模单元(7)被设置为更新所述数据矢量的所述发电机特有元素以及所述开关的状态数据，而所述数据矢量被设置为广播到该电力传输网络的其它发电机。
3.根据权利要求1或2所述的建模装置，其特征在于所述建模单元(7)被设置为使用所述发电机的标识符。
4.根据权利要求3所述的建模装置，其特征在于所述建模单元(7)被设置为先测量第一连接路径，再测量第二连接路径。
5.根据权利要求4所述的建模装置，其特征在于所述建模单元(7)被设置为重复测量所述开关的状态数据。
6.根据权利要求4或5所述的建模装置，其特征在于所述建模单元通过软件来实现。
7.根据权利要求4或5所述的建模装置，其特征在于所述建模单元通过专用集成电路或其它电路来实现。
8.根据权利要求6或7所述的建模装置，其特征在于所述建模单元被安装在发电机中。
9.根据权利要求8所述的建模装置，其特征在于所述发电机被安装在所述电力传输网络中。
10.一种对电力传输网络的配置状态进行建模的方法，其特征在于被设计为在该电力传输网络中的每个发电机中执行，该电力传输网络的每个发电机(1)都可通过具有不同开关(2，3)的两条连接路径与其它发电机相连，该电力传输网络是线形或环形的并且这些发电机具有连续的标识符，
该方法包括以下步骤：
测量步骤(62，64)，测量这两条连接路径上的所述开关的状态，直到在所述路径中检测到闭合的开关(63，66)，
检测步骤(63)，基于每个闭合的开关来检测该闭合的开关的相应发电机，以及
建模步骤(65)，对该电力传输网络的包括所检测到的发电机和通过所述闭合的开关而属于同一电路的电力传输网络区域的一部分进行建模。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于在所述检测步骤和所述建模步骤中使用了所述电力传输网络的配置和所述发电机的连续标识符。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于所述测量步骤被设置为先测量第一连接路径的开关的状态，再测量第二连接路径的开关的状态。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于所述开关的测量数据被设置为发送到数据矢量的特定位置，所述数据矢量被设置为广播到所述电力传输网络的其它发电机。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于被设置为重复测量所述开关的状态数据。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101976882B (zh) * 2010-09-21 2013-01-16 深圳市华力特电气股份有限公司 应用于电力系统的主控单元
CN106068589B (zh) * 2014-04-10 2019-08-27 瓦锡兰芬兰有限公司 用于发电厂的多组动力引擎单元的控制单元和控制方法
EP3195441B1 (en) 2014-09-16 2019-03-06 Wärtsilä Finland Oy A control method and system for driving a power engine unit either in a speed control mode or in a load control mode, and changing the control mode
CN107517533B (zh) * 2017-08-11 2019-10-29 四川华体照明科技股份有限公司 一种基于NB-IoT的自适应式路灯回路归属快速检测系统及方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6310738U (zh) 1986-07-03 1988-01-23
GB9015981D0 (en) * 1990-07-20 1990-09-05 Chudley Bernard J Electrical test apparatus
DE19739917A1 (de) * 1997-09-11 1999-03-18 Siemens Ag System zur Versorgung elektromotorischer Verbraucher mit elektrischer Energie
DE10104892A1 (de) 2001-02-01 2002-08-14 Siemens Ag Schiffs-Elektrosystem
JP3576528B2 (ja) * 2001-12-13 2004-10-13 三菱重工業株式会社 電気推進船シミュレーション装置及び電気推進船シミュレーション方法
CN2872700Y (zh) * 2005-10-28 2007-02-21 马国书 一种海事电力供输系统
NO327025B1 (no) 2005-12-07 2009-04-06 Marine Cybernetics As Fremgangsmate og system for forbedret DP/PMS testing av et marint reguleringssystem

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Publication number Publication date
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FI121406B (fi) 2010-10-29
US20100280816A1 (en) 2010-11-04
US8310245B2 (en) 2012-11-13
WO2009083639A1 (en) 2009-07-09
KR20100109916A (ko) 2010-10-11

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