CN103684162A - 根据负载水平确定激活和关闭发电机的时间的发电机管理系统 - Google Patents

根据负载水平确定激活和关闭发电机的时间的发电机管理系统 Download PDF

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Abstract

本申请涉及发电机管理系统（10）。发电机管理系统（10）包括第一发电机（11）和第二发电机（13）。总线（15）将第一发电机（11）和第二发电机（13）中的至少一个连接到负载（L）。控制器（16）确定（i）将第一发电机（11）和第二发电机（13）连接到总线（15）的时延；和/或（ii）将第一发电机（11）和第二发电机（13）从总线（15）断开连接的时延。控制器（16）根据第一发电机（11）和第二发电机（13）提供的负载（L）改变时延。

Description

根据负载水平确定激活和关闭发电机的时间的发电机管理系统
技术领域
本申请涉及发电机管理系统，所述发电机管理系统激活且关闭发电机，更特别地，涉及根据发电机上的负载水平确定激活和关闭发电机的时间的发电机管理系统。
背景技术
通常，发电机用来提供电能。发电机常用作备用电源。
一种常见类型的发电机包括内燃机。内燃机驱动产生交流电的交流发电机。
许多现有系统常包括多个发电机，尤其在存在潜在的高电力需求的情况下。采用多个小发电机而非单个大发电机是有利的。
其中一个优点是：如果一个发电机发生故障或需要维护，多发电机系统仍然可以提供一些电能，然而单一发电机系统无法满足要求。另一个优点是：通过增加另一个发电机可以解决负载增加的问题，而不是用更大的（和更贵的）的发电机替换现有发电机。
现有发电机管理系统根据负载的不同要求启动发电机并使其停机。在增加的发电机被启动并被连接到总线之前，负载必须保持在临界值之上一段固定的时间。在发电机从总线断开连接并停机之前，负载必须保持在临界值之下一段固定的时间。
现有发电机管理系统其中一个缺点是：被限定用来连接其中一个发电机或与其断开连接的延迟是固定的时间量。根据固定的时间量连接其中一个发电机或与其断开连接常需要相当长的启动延迟，以避免不需要的发电机启动。这些相当长的启动延迟可以导致被连接到总线的发电机发生超载，因为增加的发电机没有足以迅速地启动。
在一些现有系统中，通过确立超载临界值克服该缺点。当到达超载临界值时，发电机管理系统启动所有当前没有操作的发电机并将他们连接到总线。
存在一些缺点，这些缺点与利用超载临界值启动所有发电机而不考虑负载需要的实际功率相关。其中一个缺点是：存在发电机的不必要启动，这导致过多的燃料消耗和发电机上不希望的磨损。
附图说明
图1阐述包括第一发电机和第二发电机的示例性发电机管理系统。
图2阐述包括多个发电机的示例性发电机管理系统。
具体实施方式
下文的描述和附图充分阐述具体的实施例，以使本领域技术人员实施它们。其它实施例可以包含结构的、逻辑的、有关电的、方法的、以及其它的改变。一些实施例的部分和特征可以被包括在或代替其它实施例的部分和特征。权利要求中陈述的实施例囊括那些权利要求的一切可用的等同物。
图1阐述示例性发电机管理系统10。发电机管理系统10包括第一发电机11和第二发电机13。总线15将第一发电机11和第二发电机13中的至少一个连接到负载L。
控制器16确定（i）将第一发电机11和第二发电机13连接到总线15的时延；和/或(ii)将第一发电机11和第二发电机13从总线15断开连接的时延。控制器16根据由第一发电机11和第二发电机13提供的负载L改变所述时延。
在一些实施例中，控制器16根据一个因子确定连接第一发电机11和第二发电机13中的至少一个的时延，所述因子正比于由第一发电机11和第二发电机13提供的负载L与控制器15中存储的设定值之间的差的平方的倒数。以这种方式确定时延可以匹配第一发电机11和第二发电机13对于被连接的负载L的超载特性。
在可选的实施例中，控制器16根据一个因子确定连接第一发电机11和第二发电机13中的至少一个的时延，所述因子正比于控制器16中存储的设定值与第一发电机11和第二发电机13提供的负载L之间的差。以这种方式确定时延可以改善与简单的基于时间的负载控制设备（例如，负载控制系统）之间的协调。
在又一些其它的实施例中，控制器16根据第一发电机11和第二发电机13提供的负载L，通过从控制器16中存储的一组预设的数据中获取时延确定连接第一发电机11和第二发电机13中的至少一个的时延。以这种方式确定时延可以允许与第一发电机11和第二发电机13中的至少一个相关的负载数据的直接使用。
在一个示例性实施例中，当第一发电机11和第二发电机13提供的负载L减少时，控制器16可以增加连接第一发电机11和第二发电机13中的至少一个的时延。在另一个示例性实施例中，当第一发电机11和第二发电机13提供的负载L增加时，控制器16可以减少连接第一发电机11和第二发电机13中的至少一个的时延。
应当注意的是，考虑其它实施例，其中，连接第一发电机11和第二发电机13中的至少一个的时延根据发电机管理系统10的特别需要而改变。确定时延的方法部分取决于（i）发电机管理系统10中负载的类型；（ii）第一发电机11和第二发电机13中的每个可以多快地被连接到总线15；和/或（iii）用于将第一发电机11和第二发电机13中的每个连接到总线的装置（例如，断路器）的循环寿命（在其它因素之中）。
在一些实施例中，控制器16根据一个因子确定将第一发电机11和第二发电机13中的至少一个断开连接的时延，所述因子正比于第一发电机11和第二发电机13提供的负载L与控制器16中存储的设定值之间的差的平方。以这种方式确定时延可以允许与下游过电流设备（例如，保险丝）之间的协调。
在可选的实施例中，控制器16根据一个因子确定将第一发电机11和第二发电机13中的至少一个断开连接的时延，所述因子正比于第一发电机11和第二发电机13提供的负载L与控制器16中存储的设定值之间的差。以这种方式确定时延可以改善与简单的基于时间的负载控制设备（例如，负载控制系统）之间的协调。
在又一些其它的实施例中，控制器16根据第一发电机11和第二发电机13提供的负载L，通过从控制器16存储的一组预定的数据中获取的时间来确定将第一发电机11和第二发电机13中的至少一个断开连接的时延。以这种方式确定时延可以允许对于负载L的负载配置信息的直接使用。
在一个示例性实施例中，当第一发电机11和第二发电机13提供的负载L增加时，控制器可以增加将第一发电机11和第二发电机13中的至少一个断开连接的时延。在另一个示例性实施例中，当第一发电机11和第二发电机13提供的负载L减少时，控制器16可以减少将第一发电机11和第二发电机13中的至少一个断开连接的时延。
应当注意的是，考虑其它实施例，其中，将第一发电机11和第二发电机13中的至少一个断开连接的时延根据发电机管理系统10的特别需要而改变。确定时延的方法部分取决于（i）发电机管理系统10中的负载类型；（ii）第一发电机11和第二发电机13中的每个可以多快地被连接到总线15；和/或（iii）用于将第一发电机11和第二发电机13中的每个连接到总线的装置（例如，断路器）的循环寿命（在其它因素之中）。
考虑其它实施例，其中，控制器16确定将第一发电机11和第二发电机13连接到总线15的时延，以及将第一发电机11和第二发电机13从总线断开连接的时延。作为一个例子，控制器16根据第一发电机11和第二发电机13提供的负载L与控制器16中存储的预定值之间的差可以改变时延。
应当注意的是，控制器16中存储的设定值可以是负载水平。此外，尽管考虑其它设定值，控制器16中存储的设定值可以是第一发电机11和第二发电机13的最大输出能力的百分比。
在一些实施例中，控制器16还控制第一发电机11和第二发电机13中的至少一个的操作参数（例如，控制器16是用于第一发电机11和第二发电机13中的一个或两个的发电机控制器）。应当注意的是，考虑其它实施例，其中，控制器16是另一个部件的一部分，所述另一个部件形成发电机管理系统10或作为独立的设备。
图1示出控制器16可以连接到网络（例如，因特网I），使得服务器S根据在因特网I上接收的数据能够远程改变第一发电机11和第二发电机13中至少一个的操作参数。作为一个例子，改变第一发电机11和第二发电机13的操作参数可以包括改变如下因子：所述因子确定将第一发电机11和第二发电机13中的至少一个连接到总线15的时延，以及所述因子确定将第一发电机11和第二发电机13中的至少一个从总线15断开连接的时延。
如图2所示，第一发电机11和第二发电机13是多个发电机11、13、17、18、19的一部分，使得控制器16确定将多个发电机11、13、17、18、19中的任一个连接到总线15的时延，以及将多个发电机11、13、17、18、19中的任一个从总线15断开连接的时延。控制器根据多个发电机11、13、17、18、19提供的负载L使时延有所不同。
在图2阐述的示例性实施例中，应当注意的是，控制器16确定将多个发电机11、13、17、18、19中的任一个连接到总线15的时延，以及将多个发电机11、13、17、18、19中的任一个从总线15断开连接的时延。考虑实施例，其中，控制器16确定仅将多个发电机11、13、17、18、19中的一个（或一些）连接到总线15的时延，以及仅将多个发电机11、13、17、18、19中的一个（或一些）从总线15断开连接的时延。
在一些实施例中，通过测量第一发电机11和第二发电机13中的至少一个产生的实际功率，确定负载L。确定负载L的其它方法包括（i）测量第一发电机11和/或第二发电机13的旋转轴上的机械转矩；（ii）测量第一发电机11和第二发电机13中的至少一个产生的电流；（iii）测量第一发电机11和第二发电机13中的至少一个产生的无功功率；以及（iv）直接在负载L测量相似特性（在其它形式的功率测量中）。
在此描述的示例性发电机管理系统10可以允许根据负载的不同要求启动和停止发电机，其中（i）在增加的发电机被启动并被连接到总线之前，时间量可以改变；和/或（ii）在发电机从总线断开连接并停止之前，时间量可以改变。根据可变的（以及适当的）时间量连接发电机或使其断开连接可以避免相当长的启动延迟，所述相当长的启动延迟与发电机启动时通常固定的时间量相关。
在此描述的示例性发电机管理系统10还可以允许启动可变数量的（以及适当数量的）没有操作的发电机并将他们连接到总线。因此，可以避免发电机不必要地启动，从而减少燃料消耗和发电机上不希望的磨损。
此外，通过对负载L多种可能的配置，在此描述的示例性发电机管理系统10可以提高与下游负载增加/切断系统和过流保护设备的协调能力。
尽管参考具体的示例性实施例对本发明进行了描述，显然，在不背离本发明总的精神和范围的情况下，可以对这些实施例做出各种修改和改变。相应地，说明书和附图被视为说明性的而非限制性的。
可以理解，摘要不用来限制或解释权利要求的范围或含义。权利要求在此被并入详细的描述，且每项权利要求本身是单独的实施例。

Claims (20)

1.一种发电机管理系统，包括：
第一发电机；
第二发电机；
总线，所述总线将所述第一发电机和所述第二发电机中的至少一个连接到负载；以及
控制器，所述控制器确定将所述第一发电机和所述第二发电机连接到所述总线的时延，以及将所述第一发电机和所述第二发电机从所述总线断开连接的时延，其中，所述控制器根据所述第一发电机和所述第二发电机提供的所述负载改变所述时延。
2.如权利要求1所述的发电机管理系统，其特征在于，所述控制器根据一个因子确定连接所述第一发电机和所述第二发电机中的至少一个的所述时延，所述因子正比于所述第一发电机和所述第二发电机提供的所述负载与所述控制器中存储的设定值之间的差的平方的倒数。
3.如权利要求1所述的发电机管理系统，其特征在于，所述控制器根据一个因子确定连接所述第一发电机和所述第二发电机中的至少一个的所述时延，所述因子正比于所述控制器中存储的设定值与所述第一发电机和所述第二发电机提供的所述负载之间的差。
4.如权利要求1所述的发电机管理系统，其特征在于，所述控制器根据所述第一发电机和所述第二发电机提供的所述负载，通过从所述控制器中存储的一组预设的数据中获取时间，确定连接所述第一发电机和所述第二发电机中的至少一个的所述时延。
5.如权利要求1所述的发电机管理系统，其特征在于，当所述第一发电机和所述第二发电机提供的所述负载减少时，所述控制器增加连接所述第一发电机和所述第二发电机中的至少一个的所述时延。
6.如权利要求1所述的发电机管理系统，其特征在于，当所述第一发电机和所述第二发电机提供的所述负载增加时，所述控制器减少连接所述第一发电机和所述第二发电机中的至少一个的所述时延。
7.如权利要求1所述的发电机管理系统，其特征在于，所述控制器根据一个因子确定将所述第一发电机和所述第二发电机中的至少一个断开连接的所述时延，所述因子正比于所述第一发电机和所述第二发电机提供的所述负载与所述控制器中存储的设定值之间的差的平方。
8.如权利要求1所述的发电机管理系统，其特征在于，所述控制器根据一个因子确定将所述第一发电机和所述第二发电机中的至少一个断开连接的所述时延，所述因子正比于所述第一发电机和所述第二发电机提供的所述负载与所述控制器中存储的设定值之间的差。
9.如权利要求1所述的发电机管理系统，其特征在于，所述控制器根据所述第一发电机和所述第二发电机提供的所述负载，通过从所述控制器中存储的一组预设的数据中获取时间，确定将所述第一发电机和所述第二发电机中的至少一个断开连接的所述时延。
10.如权利要求1所述的发电机管理系统，其特征在于，当所述第一发电机和所述第二发电机提供的所述负载增加时，所述控制器增加将所述第一发电机和所述第二发电机中的至少一个断开连接的所述时延。
11.如权利要求1所述的发电机管理系统，其特征在于，当所述第一发电机和所述第二发电机提供的所述负载减少时，所述控制器减少将所述第一发电机和所述第二发电机中的至少一个断开连接的所述时延。
12.如权利要求1所述的发电机管理系统，其特征在于，所述控制器确定将所述第一发电机和所述第二发电机连接到所述总线的所述时延，以及将所述第一发电机和所述第二发电机从所述总线断开连接的所述时延，其中，所述控制器根据所述第一发电机和所述第二发电机提供的所述负载与所述控制器中存储的设定值之间的差改变所述时延。
13.如权利要求12所述的发电机管理系统，其特征在于，所述控制器中存储的所述设定值是负载水平。
14.如权利要求12所述的发电机管理系统，其特征在于，所述控制器中存储的所述设定值是所述第一发电机和所述第二发电机的最大输出能力的百分比。
15.如权利要求1所述的发电机管理系统，其特征在于，所述控制器还控制所述第一发电机和所述第二发电机中的至少一个的操作参数。
16.如权利要求1所述的发电机管理系统，其特征在于，所述控制器连接到网络，使得所述控制器能根据从所述网络接收的数据改变所述第一发电机和所述第二发电机中的至少一个的操作参数。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述网络是因特网。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，改变所述操作参数包括改变如下因子：确定将所述第一发电机和所述第二发电机中的至少一个连接到所述总线的时延的因子，以及确定将所述第一发电机和所述第二发电机从所述总线断开连接的时延的因子。
19.如权利要求1所述的发电机管理系统，其特征在于，所述第一发电机和所述第二发电机是多个发电机的一部分，使得所述控制器确定将所述多个发电机中的任一个连接到所述总线的时延，以及将所述多个发电机中的任一个从所述总线断开连接的时延，其中，所述控制器根据所述多个发电机提供的所述负载改变所述时延。
20.如权利要求1所述的发电机管理系统，其特征在于，通过测量由所述第一发电机和所述第二发电机中的至少一个产生的实际功率确定所述负载。
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