CN104052353A - 发电机组自适应下垂控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种方法,用于在故障安全情况期间控制多个发电机组。该方法可包括,根据修改的同步控制方案来操作一个或多个发电机组,并且根据自适应下垂控制方案来操作发电机组的剩余部分。修改的同步控制方案可包括关于下范围负载和上范围负载的负载来改变每一个同步发电机组的频率,并且在用于中间范围负载的额定频率处保持每一个同步发电机组的频率。自适应下垂控制方案可包括调节每一个下垂发电机组的频率以匹配同步发电机组的频率,并且关于用于下范围负载和上范围负载的频率来改变每一个下垂发电机组的负载。
Description
技术领域
本公开一般涉及发电机组,以及更具体地涉及在故障安全下垂情况期间用于自适应控制发电机组的系统和方法。
背景技术
发电机组或发电机一般包括诸如内燃机等的主电源,以及诸如感应式发电机、开关磁阻发电机的电机,或通常被利用以将机械能或其它形式能量转化成电能的任何其它合适的电机。在典型的实施方式中,一个或多个发电机组被布置成通过共享或公共总线传递产生的电能,该总线进一步供应到一个或多个连接的负载。由每一个发电机组输出的电力可由中央控制系统单独控制并且监测,该中央控制系统可基于在负载或负载需求上检测的变化来调节发电机组的控制。
传统的控制系统同样提供诸如当存在在一个或多个发电机组之间的通信丢失时用于错误情况的故障安全情况或后备控制方案。在这种故障安全情况中,操作为下垂发电机组的一个或多个发电机组被自动设置在下垂控制方案下,并且与在同步控制方案下操作的其它发电机组分开操作。如在图1的现有技术实施例中的示例所示,同步发电机组保持在额定的固定操作频率处,其处理大量的负载需求,同时下垂发电机组被限制为同步发电机组的操作频率并且设定为预限定的目标负载,诸如50%的负载等。
当发电机组切换入故障安全情况或从故障安全情况切换出时,下垂发电机组的该有限灵活性可引入若干阻碍。例如,如果下垂发电机组在进入故障安全情况之前立即在不同的负载百分比处操作,则当进入故障安全情况时每一个下垂发电机组将不得不突然移动其频率和负载点到由下垂控制方案指示的那些频率和负载点,如在图1中所示。在发电机组操作中的突然变化可导致整个系统的不稳定和电力同步损耗。此外,下垂控制方案不允许在发电机组之间更加均匀的负载分布。在传统故障安全控制方案下,例如,当下垂发电机组欠载时同步发电机组可允许变得过载。
本公开旨在解决上述的一个或多个不足之处。
发明内容
在本公开的一方面,提供了在故障安全情况期间控制多个发电机组的方法。该方法可包括根据自适应下垂控制方案操作一个或多个发电机组。该自适应下垂控制方案可包括调节每一个下垂发电机组的频率以匹配同步发电机组的频率,并且关于用于下范围负载和上范围负载的频率而改变每一个下垂发电机组的负载。
在本公开的另一方面,提供了在故障安全情况期间用于控制多个发电机组的自适应下垂控制系统。该自适应控制系统可包括至少一个控制器,其与多个发电机组、公共总线和负载中的一个或多个电通信。该控制器可被配置成根据自适应下垂控制方案来操作一个或多个发电机组。该自适应下垂控制方案可将控制器配置成调节每一个下垂发电机组的频率以与同步发电机组的频率匹配,并且关于用于下范围负载和上范围负载的频率而改变每一个下垂发电机组的负载。
在本公开的另一方面,提供了发电机组系统。发电机组系统可包括:多个发电机组,其具有主电源和配置成产生电力的电机;公共总线,其耦合到每一个发电机组并且被配置成将由发电机组产生的电力传输到连接的负载;以及至少一个控制器,其与多个发电机组、公共总线和负载中的一个或多个电通信。该控制器可被配置成在故障安全情况期间根据自适应下垂控制方案来操作一个或多个发电机组。该自适应下垂控制方案可包括关于用于下范围负载和上范围负载的频率来改变负载。
附图说明
图1是如施加到发电机组系统的现有技术故障安全下垂控制方案的图形视图;
图2是具有根据本公开的教导所构造的示例性自适应下垂控制系统的一个发电机组系统的示意视图;
图3是在发电机组系统上执行自适应下垂控制的一个示例性算法或方法的流程图;
图4是如在图2的发电机组系统上实施的一个示例性自适应下垂控制方案的图形视图;
图5是在中间范围负载处操作的图4的自适应下垂控制方案的图形视图;
图6是在下范围负载处操作的图4的自适应下垂控制方案的图形视图;
图7是在下范围负载处操作的图4的自适应下垂控制方案的图形视图;
图8是在上范围负载处操作的图4的自适应下垂控制方案的图形视图;以及
图9是在上范围负载处操作的图4的自适应下垂控制方案的图形视图。
具体实施方式
现将详细参考其示例在附图中示出的具体实施例或特征。一般地,相应的参考标记将贯穿整个附图使用以指代相同或相应的部分。
参考图2,示意性示出发电机组系统或发电机系统100的一个示例性实施例。如图所示,发电机组系统100一般可包括多个发电机组102,其耦合到公共总线104并且被配置成供应电力到与公共总线104电通信的一个或多个负载106。每一个发电机组102一般可包括主电源108和电机110。主电源108可包括内燃机或适于供应机械能或任何其它合适能源到电机110的任何其它相当的原动机(prime mover)。电机110可利用感应电机、开关磁阻电机,或用于将由主电源108供应的能量转换成电能的现有技术中通常使用的任何其它合适电机或发电机。
仍参考图2,发电机组系统100可进一步设置有具有一个或多个控制器202的自适应下垂控制系统200,该一个或多个控制器202被配置成除了其它方面,根据在故障或故障安全情况的情况下(诸如在正常操作期间在发电机组系统100的一个或多个发电机组102之间的通信丢失的情况下)根据自适应下垂控制方案来操作发电机组系统100。虽然控制器202在图2中示意性示出为单独的实体,但是应该理解,控制器202或一个或多个控制器202可单独实施或采用发电机组系统100的每一个发电机组102集成。如图所示,图2的控制器202可与每一个发电机组102、公共总线104、连接的负载106或其任何组合电通信,并且被配置成检测或监测任何种类的发电机组系统100的操作特性,诸如负载需求、单独发电机组102的操作频率和/或负载,公共总线电压和/或频率等。控制器202可进一步被配置成基于在发电机组系统100的操作特性中检测到的变化来调节每一个发电机组102的操作频率和/或负载特性。
转向图3,提供了一个示例性算法或方法300,通过该算法或方法300自适应下垂控制系统200的控制器202可被编程以操作。这种算法或指令组可被编程或结合在设置在控制器202内或以其它方式由控制器202可访问的存储器中。此外,控制器202可使用处理器、微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、电子控制模块(ECM)、电子控制单元(ECU),或用于电接合自适应下垂控制系统200的一个或多个任务的任何其它合适装置中的一个或多个。具体地,如在图3中所示,在初始步骤300-1期间控制器202可被配置成确定故障安全情况是否应当基于发电机组系统100的各种操作特性而触发。例如,控制器202可被配置成检测在图2的一个或多个发电机组102之间的任何通信丢失。如果在步骤300-1期间没有检测到任何通信丢失,则控制器202可对于这种令人满意的情况继续监测,并且保持发电机组102的正常操作。然而如果检测到通信丢失,则控制器202可被配置成触发故障安全情况,如由步骤300-2指示,并且根据自适应下垂控制方案304而操作那些发电机组102。
具体地,如果与一个或多个发电机组102的通信失败,则控制器202可根据自适应下垂控制方案304而自动恢复那些发电机组102的控制,而其中保持通信的剩余发电机组102可操作为同步发电机组,或在修改的同步控制方案302下控制的发电机组。例如,如果存在仅与图2的发电机组102-4通信的故障,则控制器202可在自适应下垂控制方案304下自动操作发电机组102-4,而在修改的同步控制方案302下控制剩余的三个发电机组102-1、102-2、102-3。更具体地,根据图3的方法300,控制器202可被配置成使用步骤302的修改的同步控制方案自动操作同步发电机组102-1、102-2、102-3,并且在故障安全情况期间使用步骤304的自适应下垂控制方案自动操作下垂发电机组102-4。虽然以下示例和描述是基于前述指定,但是应该理解同步和下垂发电机组102的其它组合及其指定是可以的,并且对于本领域的那些技术人员将是显而易见的。
在这种故障安全情况期间,控制器202可被配置成例如根据由图4的频率负载曲线400以图形示出的修改的同步控制方案302来操作同步发电机组102-1、102-2、102-3。最初,控制器202可限定用于同步发电机组102-1、102-2、102-3的三个或更多负载区域402、404、406,其中第一负载区域402与下范围负载对应,第二负载区域404与中间范围负载对应,而第三负载区域406与上范围负载对应。此外,第一负载区域402可与在发电机组102表现进一步在负载上减小的电阻的负载对应,而第三负载区域406可与在发电机组102表现进一步在负载上增加的电阻的负载对应。例如,第一负载区域402可设计为大约范围在0-20%之间的负载,第二负载区域404可设计为大约范围在20-80%之间的负载,而第三负载区域406可设计为大约范围在80-100%之间的负载。在替代性修改中,控制器202可额外限定额外的负载区域,其例如对于低于0%的负载和/或低于超过100%的负载进一步延伸超出负载区域402、404、406。
返回参考图3,控制器202可被配置成增加根据步骤302-1用于下范围负载的同步发电机组102-1、102-2、102-3的操作频率,保持根据步骤302-2用于中间范围负载的额定固定操作频率,并且根据步骤302-3减小用于上范围负载的操作频率。如由图4的频率负载曲线400所示,例如,修改的同步控制方案302可将控制器202配置为对于大约范围在20-80%之间的负载保持额定操作频率。然而,如果负载减小低于20%,则控制器202可被配置成增加同步发电机组102-1、102-2、102-3的操作频率,以便补偿在卸载期间表现的任何电阻。同样,如果负载增加超过80%,则控制器202可被配置成减小同步发电机组102-1、102-2、102-3的操作频率,以便补偿在加载期间表现的任何电阻。因此,在故障安全情况期间发生的负载中的任何初始变化可由同步发电机组102-1、102-2、102-3处理。此外,操作频率关于负载增加或减少的速率,或在第一和第三负载区域402内的频率负载曲线400的斜率可基本上相同。更进一步地,修改的同步控制方案302可被配置在预限定的下垂极限408的界限内。
在故障安全情况期间,控制器202可同样被配置成例如根据同样在图4的频率负载曲线400中以图形示出的图3的自适应下垂控制方案304来操作下垂发电机组102-4。在开始时,控制器202可被配置成初始化或识别每一个下垂发电机组102-4的初始控制点410。初始控制点410可在进入故障情况之前或进入故障情况时立即观察的下垂发电机组102-4的最后已知操作频率和/或最后已知负载对应。基于初始控制点410和预限定的下垂极限408,控制器202可被配置成有利地限定新的和更多自适应下垂方案,通过该自适应下垂方案在故障安全情况期间控制每一个下垂发电机组102-4。例如参考图3的方法300,控制器202可被配置成自适应计算在步骤304-1中的第一斜率412,以及在步骤304-2中的第二斜率414,它们两个对于每一个单独下垂发电机组102-4的初始观察的操作情况是特定的。与在图1中示出的现有技术实施例的更普遍和固定的单斜率下垂方案相比,图4的自适应双斜率下垂方案可能能够更逐步地从初始观察的操作频率和负载到匹配的频率和目标负载,将每一个下垂发电机组102-4缓解到故障安全下垂操作中,具有较少的不稳定性并且无需打乱由下垂极限408限定的界限。
如在图4中所示的下垂极限408可被预编程在控制器202的存储器内,或以其它方式可访问到那里,并且进一步限定与最小负载或0负载控制点416对应的至少上频率极限,以及与最大负载或100负载控制点418对应的下频率极限。更具体地,第一斜率412可被限定为在初始控制点410和0负载点416之间的斜率,而第二斜率414可被限定为在初始控制点410和100负载点418之间的斜率。相应地,相对于在下垂发电机组102-4的最小负载和最后已知负载之间的差,基于下垂发电机组102-4的上频率极限和最后已知频率之间的差来计算第一速率或斜率412。同样,相对于在下垂发电机组102-4的最大负载和最后已知负载之间的差,基于下垂发电机组102-4的下频率极限和最后已知频率之间的差来计算第二速率或斜率414。此外,第一斜率412可指示如下的方式,其中例如当负载减小到第一负载区域402的下范围负载中时下垂发电机组102-4受控,而第二斜率414可指示如下的方式,其中例如当负载增加到第三负载区域406的上范围负载中时下垂发电机组102-4受控。
返回参考图3的方法300,在步骤304-3中控制器202可被配置成调节每一个下垂发电机组102-4的操作频率,以便与同步发电机组102-1、102-2、102-3的操作频率匹配。如在图4中所示,仅当其上的负载背离第二负载区域404的中间范围负载时可改变同步发电机组102-1、102-2、102-3的操作频率。更具体地,当在同步发电机组102-1、102-2、102-3上的负载落入第一负载区域402的下范围负载中时,同步发电机组102-1、102-2、102-3的操作频率可增加,并且当在同步发电机组102-1、102-2、102-3上的负载落入第三负载区域406的上范围负载中时,同步发电机组102-1、102-2、102-3的操作频率可减小。因此,在步骤304-3期间,控制器202可被配置成根据到同步发电机组102-1、102-2、102-3的操作频率的这些变化来增加或减小下垂发电机组102-4的操作频率。此外,在下垂发电机组102-4的操作频率中的任何变化可进一步根据示出的第一和第二斜率412、414而取决于和/或影响在其上的负载。
如在图4中所示,在步骤304-4、304-5、304-6中的控制器202可被配置成响应于在同步发电机组102-1、102-2、102-3的操作频率中的任何变化并且根据第一和第二斜率412、414来调节每一个下垂发电机组102-4的操作特性。根据步骤304-4并且如在图5中进一步示出,控制器202可被配置成对于处于第二负载区域404内的任何中间范围的负载或其变化而保持初始控制点410,或下垂发电机组102-4初始观察的操作频率和负载。此外,仍处于第二负载区域404内的负载变化可能不对同步发电机组102-1、102-2、102-3产生任何的显著电阻,并且因此可能不影响其操作频率。然而,一旦在同步发电机组102-1、102-2、102-3上的负载落入第一负载区域402的下范围负载或第三负载区域406的上范围负载中时,同步发电机组102-1、102-2、102-3可遇到对于可进一步影响其操作频率的负载变化的电阻。在这种情况下,控制器202可被配置成下垂发电机组102-4操作频率和/或负载的自适应控制,以帮助补偿根据图3的步骤304-5和304-6的同步发电机组102-1、102-2、102-3的输出中的任何不足。
当同步发电机组102-1、102-2、102-3上的负载如在图6中所示开始降落低于第二负载区域404并且到第一负载区域402的下范围负载中时,在步骤304-5中控制器202可被配置成朝向0负载点416并且沿着第一斜率412而移动控制点410,从而增加下垂发电机组102-4的操作频率以及卸载或减小在其上的负载。更具体地,在第一负载区域402内的同步发电机组102-1、102-2、102-3上的负载减少可引入导致在操作频率中增加的电阻。通过关于频率并且根据第一速率或斜率412来减小在下垂发电机组102-4上的负载,控制器202可有效匹配同步发电机组102-1、102-2、102-3的频率变化,同时从而对表现的卸载补偿任何电阻。一旦控制点410已经适当移动,如在图7中的示例所示,则如在步骤304-1和304-2中,控制器202可再次自适应计算与新控制点410对应的新的第一和第二斜率412、414。例如,相对于在下垂发电机组102-4的最小负载和最后已知的(当前)负载之间的差,控制器202可计算在新控制点410和0负载点416之间的第一速率或斜率412,或在下垂发电机组102-4的上频率极限和最后已知(当前)频率之间的差。相应地,相对于在下垂发电机组102-4的最大负载和最后已知的(当前)负载之间的差,控制器202可计算在新控制点410和100负载点418之间的第二速率或斜率414,或在下频率极限和最后已知(当前)频率之间的差。控制器202可根据在负载中的变化并且如故障情况的至少持续时间、通讯丢失等所需认为的,进一步重申任何一个或多个前述过程。
相反,当在同步发电机组102-1、102-2、102-3上的负载如在图8中所示开始超过第二负载区域404并且到第三负载区域406的上范围负载中时,在步骤304-6中控制器202可被配置成朝向100负载点418并且沿着第二斜率414而移动控制点410,从而减小下垂发电机组102-4的操作频率以及增加在其上的负载。特别地,在第三负载区域406内的同步发电机组102-1、102-2、102-3上的负载减少可引入导致在操作频率中减小的电阻。关于频率并且根据第二速率或斜率414来增加在下垂发电机组102-4上的负载,可使控制器202能够有效匹配同步发电机组102-1、102-2、102-3的频率变化,同时补偿由增加的负载引入的电阻。一旦控制点410已经适当移动,如在图9中的示例示出,则控制器202可重申步骤304-1和304-2的过程,并且自适应计算与新控制点410对应的新的第一和第二斜率412、414。例如,相对于在下垂发电机组102-4的最小负载和最后已知的(当前)负载之间的差,控制器202可计算在新控制点410和0负载点416之间的第一速率或斜率412,或在下垂发电机组102-4的上频率极限和最后已知(当前)频率之间的差。相应地,相对于在下垂发电机组102-4的最大负载和最后已知的(当前)负载之间的差,控制器202可计算在新控制点410和100负载点418之间的第二速率或斜率414,或在下频率极限和最后已知(当前)频率之间的差。此外,控制器202可根据在负载变化并且如故障情况的至少持续时间、通信丢失等所需认为的,进一步重申任何一个或多个前述过程。
工业适用性
一般地,前述公开发现在各种应用的任何一个应用中的实用,其在没有特定组件、模块或其子部件之间离散通信的情况下,可受益于两个或更多信号的改进匹配、标准化和/或平衡来产生信号。更具体地,公开的系统和方法可用于自动并且自适应辅助在故障安全下垂情况期间在两个或更多发电机组或发电机之间的负载。然而,本公开的自适应方案可同样一般应用于具有用于平衡、保持和/或标准化的自动化过程的相当系统,诸如远洋船舶稳定器的压载舱平衡系统、音频信号平衡和/或标准化系统等。
特别地,公开的自适应下垂控制系统和方法使发电机组系统能够在没有在其间的通信情况下,通过将下垂控制方案适应在操作频率和/或负载中的变化来提供在发电机组之间的更好负载分布。更特别地,自适应下垂控制方案根据多数或同步发电机组的预期行为而自动增加或减小下垂发电机组的负载。本公开因此不仅在通信故障期间使下垂发电机组的使用更有效,还使下垂发电机组的其它方式固定操作性质能够补偿同步发电机组的限制,并且在可用的发电机组之间保持更平衡的负载分布。
从上述中,将理解的是虽然仅某些实施例已经阐述用于说明目的,但是替代和修改对于本领域的技术人员从以上描述将是显而易见的。这些和其它替代方案被认为是等同物并且处于该公开和所附权利要求的精神和范围内。
Claims (20)
1.一种方法,用于在故障安全情况期间控制多个发电机组,该方法包括:
根据自适应下垂控制方案操作所述发电机组的剩余部分,所述自适应下垂控制方案调节每一个下垂发电机组的频率以与一个或多个同步发电机组的频率匹配,并且关于用于下范围负载和上范围负载的频率来改变每一个下垂发电机组的负载。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述方法进一步包括根据修改的同步控制方案来操作一个或多个所述发电机组,所述修改的同步控制方案关于下范围负载和上范围负载的负载来改变每一个同步发电机组的频率,并且在用于中间范围负载的额定频率处保持每一个同步发电机组的频率。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述故障安全情况通过在一个或多个所述发电机组之间的至少一个通信丢失触发。
4.根据权利要求1所述的方法,其中利用修改的同步控制方案来增加用于下范围负载的每一个同步发电机组的频率,并且减小用于上范围负载的每一个同步发电机组的频率,而如果所述频率增加则所述自适应下垂控制方案减小每一个下垂发电机组的负载,并且如果所述频率减小则增加每一个下垂发电机组的负载。
5.根据权利要求1所述的方法,其中每一个同步发电机组的频率关于在基本上相同速率处的下范围负载和上范围负载的负载而变化。
6.根据权利要求1所述的方法,其中下范围负载与在所述发电机组表现在负载上减小的电阻处的负载对应,而上范围负载与在所述发电机组表现在负载上增加的电阻处的负载对应。
7.根据权利要求1所述的方法,其中每一个下垂发电机组的负载关于在用于下范围负载的第一速率处和在用于上范围负载的第二速率处的频率而改变,所述第一速率和所述第二速率的每一个速率基于预限定的下垂极限、所述下垂发电机组的最后已知频率和所述下垂发电机组的最后已知负载来自适应计算。
8.根据权利要求7所述的方法,其中所述下垂极限限定与最大负载对应的至少下频率极限以及与最小负载对应的上频率极限,基于在所述上频率极限和所述最后已知频率之间的差以及在所述最小负载和所述下垂发电机组的最后已知负载之间的差来计算所述第一速率,基于在所述下频率极限和所述最后已知频率之间的差以及在所述最大负载和所述下垂发电机组的所述最后已知负载之间的差来计算所述第二速率。
9.一种自适应下垂控制系统,用于在故障安全情况期间控制多个发电机组,所述自适应控制系统包括:
至少一个控制器,其与所述多个发电机组、公共总线和负载中的一个或多个电通信,所述控制器被配置成:
根据自适应下垂控制方案操作一个或多个所述发电机组,所述自适应下垂控制方案将所述控制器配置为调节每一个下垂发电机组的频率以与一个或多个同步发电机组的频率匹配,并且关于用于下范围负载和上范围负载的频率来改变每一个下垂发电机组的负载。
10.根据权利要求9所述的自适应下垂控制系统,其中所述控制器进一步根据修改的同步控制方案来操作一个或多个剩余的发电机组,所述修改的同步控制方案将所述控制器配置为关于下范围负载和上范围负载的负载来改变每一个同步发电机组的频率,并且在用于中间范围负载的额定频率处保持每一个同步发电机组的频率。
11.根据权利要求9所述的自适应下垂控制系统,其中所述故障安全情况通过在一个或多个所述发电机组之间的至少一个通信丢失来触发,所述控制器被配置成检测所述通信丢失。
12.根据权利要求9所述的自适应下垂控制系统,其中利用修改的同步控制方案将所述控制器配置为增加用于下范围负载的每一个同步发电机组的频率,并且减小用于上范围负载的每一个同步发电机组的频率,而所述自适应下垂控制方案将所述控制器配置为如果所述频率增加则减小每一个下垂发电机组的负载,并且如果所述频率减小则增加每一个下垂发电机组的负载。
13.根据权利要求9所述的自适应下垂控制系统,其中下范围负载与在所述发电机组表现在负载上减小的电阻处的负载对应,而上范围负载与在所述发电机组表现在负载上增加的电阻处的负载对应。
14.根据权利要求9所述的自适应下垂控制系统,其中控制器被配置成关于在基本上相同速率处的下范围负载和上范围负载的负载来改变每一个同步发电机组的频率。
15.根据权利要求9所述的自适应下垂控制系统,其中所述控制器被配置成关于在用于下范围负载的第一速率处和在用于上范围负载的第二速率处的频率来改变每一个下垂发电机组的负载,所述第一速率和所述第二速率的每一个速率基于预限定的下垂极限、所述下垂发电机组的最后已知频率和所述下垂发电机组的最后已知负载来自适应计算。
16.根据权利要求15所述的自适应下垂控制系统,其中所述下垂极限限定与最大负载对应的至少一个下频率极限以及与最小负载对应的上频率极限,基于在所述上频率极限和所述最后已知频率之间的差以及在所述最小负载和所述下垂发电机组的最后已知负载之间的差来计算所述第一速率,基于在所述下频率极限和所述最后已知频率之间的差以及在所述最大负载和所述下垂发电机组的最后已知负载之间的差来计算所述第二速率。
17.一种发电机组系统,其包括:
多个发电机组,每一个发电机组具有主电源和配置成产生电力的电机;
公共总线,其耦合到每一个所述发电机组并且被配置成将由所述发电机组产生的电力传送到连接的负载;以及
至少一个控制器,其与所述多个发电机组、公共总线和负载中的一个或多个电通信,所述控制器被配置成在故障安全情况期间根据自适应下垂控制方案来操作一个或多个所述发电机组,所述自适应下垂控制方案关于用于下范围负载和上范围负载的频率来改变负载。
18.根据权利要求17所述的发电机组系统,其中所述控制器被配置成根据修改的同步控制方案来操作任何一个或多个剩余的发电机组,所述修改的同步控制方案关于下范围负载和上范围负载的负载来改变频率。
19.根据权利要求17所述的发电机组系统,其中根据修改的同步控制方案操作一个或多个所述发电机组,所述修改的同步控制方案将所述控制器配置为增加用于下范围负载的每一个同步发电机组的频率,在用于中间范围负载的额定频率处保持每一个同步发电机组的频率,并且减小用于上范围负载的每一个同步发电机组的频率,而所述自适应下垂控制方案将所述控制器配置为如果所述频率增加则减小每一个下垂发电机组的负载,并且如果所述频率减小则增加每一个下垂发电机组的负载。
20.根据权利要求17所述的发电机组系统,其中所述控制器进一步被配置成:
关于在用于下范围负载的第一速率处和在用于上范围负载的第二速率处的频率来改变每一个下垂发电机组的负载,所述第一速率和所述第二速率的每一个速率基于预限定的下垂极限、所述下垂发电机组的最后已知频率和所述下垂发电机组的最后已知负载来自适应计算,所述下垂极限限定与最大负载对应的至少一个下频率极限和与最小负载对应的上频率极限,
基于在所述上频率极限和所述最后已知的频率之间的差以及在所述最小负载和所述下垂发电机组的所述最后已知负载之间的差来计算所述第一速率,以及
基于在所述下频率极限和所述最后已知的频率之间的差以及在所述最大负载和所述下垂发电机组的所述最后已知负载之间的差来计算所述第二速率。
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GB (1) | GB2513974B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110838799A (zh) * | 2019-09-27 | 2020-02-25 | 湖南沃森电气科技有限公司 | 一种多拖一传动下实现均载的逆变器下垂方法 |
CN114341467A (zh) * | 2019-08-06 | 2022-04-12 | 西门子能源美国公司 | 联合循环频率控制系统和方法 |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9882386B2 (en) * | 2014-04-23 | 2018-01-30 | Nec Corporation | Consensus-based distributed cooperative control for microgrid voltage regulation and reactive power sharing |
US9923372B2 (en) | 2015-03-26 | 2018-03-20 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Energy management system |
US10503132B2 (en) | 2015-07-06 | 2019-12-10 | Caterpillar Inc. | Load distribution for dissimilar generator sets |
US10566800B2 (en) * | 2016-05-06 | 2020-02-18 | Caterpillar Inc. | Method for controlling a genset system |
DE102016212789A1 (de) * | 2016-07-13 | 2018-01-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Energieversorgungssystem für ein Inselnetz |
US10651656B2 (en) | 2016-09-14 | 2020-05-12 | Texas Tech University System | UDE-based robust droop control for parallel inverter operation |
US10924043B2 (en) * | 2018-11-26 | 2021-02-16 | Cummins Power Generation Limited | Generator set exercising system |
WO2020236423A1 (en) * | 2019-05-23 | 2020-11-26 | Schlumberger Technology Corporation | Dynamic settings for genset automatic load-dependent start-stop control |
US11146073B2 (en) | 2019-11-01 | 2021-10-12 | Caterpillar Inc. | System and method for optimization of engines on a common variable frequency bus |
WO2021243168A1 (en) * | 2020-05-29 | 2021-12-02 | Cummins Power Generation Inc. | Systems and methods for paralleling multiple power sources |
GB2601820B (en) | 2020-12-14 | 2023-03-01 | Rolls Royce Plc | Electrical power systems |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4264960A (en) * | 1979-07-02 | 1981-04-28 | Sangamo Weston, Inc. | System for controlling power distribution to customer loads |
US4403292A (en) * | 1979-05-30 | 1983-09-06 | Sundstrand Corporation | Control for an electrical generating and distribution system, and method of operation |
CN101911426A (zh) * | 2007-12-27 | 2010-12-08 | 瓦锡兰芬兰有限公司 | 本地电力传输网络的负载分配系统的故障情况处理结构 |
Family Cites Families (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5734255A (en) * | 1996-03-13 | 1998-03-31 | Alaska Power Systems Inc. | Control system and circuits for distributed electrical power generating stations |
US5731688A (en) * | 1996-03-13 | 1998-03-24 | Alaska Power Systems Inc. | Control system and circuits for distributed electrical-power generating stations |
US5754033A (en) * | 1996-03-13 | 1998-05-19 | Alaska Power Systems Inc. | Control system and circuits for distributed electrical-power generating stations |
US6002364A (en) * | 1997-07-31 | 1999-12-14 | Cbs Corporation | Apparatus and method for beam steering control system of a mobile satellite communications antenna |
US6250877B1 (en) * | 2000-07-19 | 2001-06-26 | General Electric Co. | Steam turbine controller having method and apparatus for providing variable frequency regulation |
US6639331B2 (en) * | 2001-11-30 | 2003-10-28 | Onan Corporation | Parallel generator power system |
US7248946B2 (en) * | 2004-05-11 | 2007-07-24 | Advanced Energy Conversion, Llc | Inverter control methodology for distributed generation sources connected to a utility grid |
US7333352B2 (en) * | 2004-07-01 | 2008-02-19 | Northern Power Systems, Inc. | Frequency control and power balancing in disturbed power inverter system and method thereof |
FR2885237B1 (fr) * | 2005-05-02 | 2007-06-29 | Agence Spatiale Europeenne | Dispositif de commande d'un convertisseur de tension continue a commutation et son utilisation pour maximiser la puissance delivree par un generateur photovoltaique |
US7577006B2 (en) | 2006-05-25 | 2009-08-18 | Azure Dynamics Corp. | Non-linear droop control system and method for isochronous frequency operation |
CN101479910B (zh) | 2006-06-30 | 2012-01-18 | Abb技术有限公司 | 高压直流系统和控制高压直流系统中的电压源变换器的方法 |
US7619324B2 (en) * | 2007-01-29 | 2009-11-17 | Caterpillar Inc. | Power system with multiple generator sets |
US7920942B2 (en) * | 2007-03-01 | 2011-04-05 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Control of combined storage and generation in distributed energy resources |
WO2008150256A1 (en) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Caterpillar Inc. | Gen-set control system having proactive load relief |
US8519565B2 (en) * | 2008-10-24 | 2013-08-27 | Caterpillar Inc. | Generator set control system |
US8082067B2 (en) | 2008-12-09 | 2011-12-20 | General Electric Company | Method and system of controlling a hydroelectric plant |
US8106633B2 (en) * | 2008-12-18 | 2012-01-31 | Caterpillar Inc. | Generator set control system |
FI126257B (fi) * | 2009-08-12 | 2016-08-31 | Waertsilae Finland Oy | Sähkövoimajärjestelmän suojausjärjestely |
GB2474447B (en) * | 2009-10-13 | 2014-12-10 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Generating set preloader |
GB2486867B (en) * | 2009-10-28 | 2016-07-20 | Cummins Power Generation Ip | Management techniques for electric power generation equipment |
US8604630B2 (en) * | 2010-06-01 | 2013-12-10 | Caterpillar Inc. | Power distribution system having priority load control |
US20110320053A1 (en) * | 2010-06-25 | 2011-12-29 | Chad Eric Dozier | Control system having user-defined connection criteria |
US8498752B2 (en) * | 2010-10-04 | 2013-07-30 | Osisoft, Llc | Decoupling controller for power systems |
EP2634420B1 (en) * | 2010-10-29 | 2016-05-25 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Control device for wind-powered electricity-generating device, wind farm, and control method for wind-powered electricity generating device |
JP2012173773A (ja) * | 2011-02-17 | 2012-09-10 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
US8624431B2 (en) * | 2011-02-26 | 2014-01-07 | General Electric Company | System and method for power sharing of front-end converters without communication link in a modular-stacked DC transmission system |
US8515588B2 (en) * | 2011-03-09 | 2013-08-20 | General Electric Company | Generator reserve capacity control system and network |
CN102307036B (zh) * | 2011-03-15 | 2013-06-19 | 隆鑫通用动力股份有限公司 | 一种内燃机驱动发电机组并联运行的控制方法和装置 |
US9728969B2 (en) * | 2011-05-31 | 2017-08-08 | Vestas Wind Systems A/S | Systems and methods for generating an inertial response to a change in the voltage of an electricial grid |
US9236804B2 (en) * | 2011-12-22 | 2016-01-12 | General Electric Company | Regulated controller with self-adjusting output set-point control |
EP4071995A1 (en) * | 2012-07-06 | 2022-10-12 | GE Energy Power Conversion Technology Ltd. | Power distribution systems |
-
2013
- 2013-03-15 US US13/832,946 patent/US8841787B1/en active Active
-
2014
- 2014-03-10 GB GB1404193.3A patent/GB2513974B/en not_active Expired - Fee Related
- 2014-03-14 CN CN201410095132.7A patent/CN104052353B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4403292A (en) * | 1979-05-30 | 1983-09-06 | Sundstrand Corporation | Control for an electrical generating and distribution system, and method of operation |
US4264960A (en) * | 1979-07-02 | 1981-04-28 | Sangamo Weston, Inc. | System for controlling power distribution to customer loads |
CN101911426A (zh) * | 2007-12-27 | 2010-12-08 | 瓦锡兰芬兰有限公司 | 本地电力传输网络的负载分配系统的故障情况处理结构 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114341467A (zh) * | 2019-08-06 | 2022-04-12 | 西门子能源美国公司 | 联合循环频率控制系统和方法 |
CN114341467B (zh) * | 2019-08-06 | 2023-09-22 | 西门子能源美国公司 | 联合循环频率控制系统和方法 |
US11936189B2 (en) | 2019-08-06 | 2024-03-19 | Siemens Energy, Inc. | Combined cycle frequency control system and method |
CN110838799A (zh) * | 2019-09-27 | 2020-02-25 | 湖南沃森电气科技有限公司 | 一种多拖一传动下实现均载的逆变器下垂方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB201404193D0 (en) | 2014-04-23 |
GB2513974B (en) | 2016-05-04 |
US8841787B1 (en) | 2014-09-23 |
US20140265354A1 (en) | 2014-09-18 |
CN104052353B (zh) | 2016-02-10 |
GB2513974A (en) | 2014-11-12 |
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