CN110611367A - 用于配电系统中的不间断电力转移的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于配电系统中的不间断电力转移的方法及装置,包括:从第一电源向电力总线提供第一电力供应,禁止从电力总线的第一电力供应,以及,从第二电源向电力总线提供第二电力供应,第二电力供应具有第二组电气特性。
Description
相关申请的交叉引用
该申请要求于2018年6月15日提交的英国专利申请No.1809847.5的优先权和权益,其整体并入文中。
技术领域
本公开涉及一种用于操作配电系统的方法及装置,用于配电系统的不间断电力转移。
背景技术
配电系统管理从能量源到电气负载的电力的划配,电气负载消耗分配的电力。在飞行器中,一个以上涡轮发动机提供飞行器的推进,并且可以进一步提供机械能,以产生向诸多选择性地互连的电力总线供应的电能。电力总线可以借助于接触器选择性地连接,并且最终为诸多不同的附件供电,诸如环境控制系统(ECS)、飞行中娱乐系统、风挡除冰、厨房、燃料泵和液压泵,例如,用于除推进之外的飞行器上需要的各功能的装备。例如,现代飞行器运用电力,用于与航空电子器件、马达和其他电力装备相关的电气负载。
发明内容
在一个方面,本公开涉及一种配电系统,包括第一电源、第二电源、交流(AC)电力总线、AC电源和控制器模块,第一电源具有第一电力输出特性,第二电源具有第二电力输出特性,其中,第二电力输出特性不同于第一电力输出特性,AC电力总线能够与第一电源和第二电源连接,AC电源配置成向AC电力总线供应可控电力输出特性,控制器模块配置成通过下述方式将从第一电源向AC电力总线供应电力转移成从第二电源向AC电力总线供应电力:连接AC电源以供应匹配第一电力输出特性的可控电力输出特性,将第一电源与AC电力总线断开,将可控电力输出特性从匹配第一电力输出特性转变成匹配第二电力输出特性,而不停止可控电力输出特性向AC电力总线的供应,以及将第二电源连接到AC电力总线。
在另一方面,本公开涉及一种操作用于配电系统的不间断电力转移的方法,该方法包括:从第一电源向电力总线提供第一电力供应,第一电力供应具有第一组电气特性;从交流(AC)电源向电力总线提供可控电力供应,可控电力供应匹配第一组电气特性;禁止从电力总线的第一电力供应;可控地将AC电源的可控电力供应从匹配第一组电气特性转变成匹配第二组电气特性;以及,从第二电源向电力总线提供第二电力供应,第二电力供应具有第二组电气特性。
附图说明
在附图中:
图1是根据文中描述的各种方面的飞行器和飞行器的配电系统的俯视示意性视图。
图2是根据文中描述的各种方面的图1的飞行器的配电系统的示意性图示。
图3是根据文中描述的各种方面的图2的AC配电系统的AC波形的电压绘图的示意性图示。
图4图示根据文中描述的各种方面的可以在图2的配电系统中运用的三相AC电源。
图5是图示根据文中描述的各种方面在配电系统的电力转移事件期间电力供应的示例图表。
图6是根据文中描述的各种方面的将可控电力输出与另一电力输出匹配的示意性图示。
具体实施方式
文中在飞行器的背景下描述了本公开的各方面,其使得能够从能量源(诸如涡轮发动机、喷气燃料、氢气等)产出电力。然而,将了解,本公开不限于此,而具有对非飞行器应用中的配电系统的普遍适用性,包括其他移动应用和非移动工业、商业和居住应用。例如,适用的移动环境可以包括飞行器、航天器、航天运载火箭、卫星、机车、汽车等。商业环境可以包括制造设施或电力产生和分配设施或基建。
虽然将描述“一组”各种元件,但是,将了解“一组”可以包括任何数量的相应元件,包括仅一个元件。使用术语“近侧”或“在近侧”指代在朝向另一部件的方向上移动,或者与另一参考点相比一部件相对更靠近另一部件。同样如文中使用的,虽然传感器可以被描述为“感测”或“测量”相应数值,但是,感测或测量可以包括确定指示相应数值或与之相关的数值,而非直接感测或测量该数值本身。可以进一步向附加部件提供感测到或测量到的数值。比如,可以向控制器模块或处理器提供数值,并且控制器模块或处理器可以对该数值执行处理,以确定表示数值或者表示所述数值的电气特性。附加地,虽然文中可以使用术语,诸如“电压”、“电流”和“电力”,但是,对于本领域技术人员,显然,当描述电回路或回路操作的各方面时,这些术语可以相互关联。
连接参考(如,附接、联接、连接和连结)要被广义地诠释,除非另有指示,否则可以包括元件集合之间的中间构件以及元件之间的相对运动。如此,连接参考不一定推定两个元件直接连接并且彼此为固定关系。在非限制性示例中,连接或断开可以选择性地配置、连接或可连接,以提供、启用、禁止等等相应元件之间的电气连接。非限制性示例配电总线连接或断开可以借助于开关、总线联络逻辑、或者配置成启用或禁止对总线下游或总线之间的电气负载的激励的任何其他连接件来启用或操作。
文中使用的“系统”或“控制器模块”可以包括至少一个处理器和存储器。存储器的非限制性示例可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪速存储器、或一种以上不同类型的便携式电子存储器(诸如光盘、DVD、CD-ROM等)、或者这些类型的存储器的任何合适的组合。处理器可以配置成运行任何合适的程序或可执行指令,其被设计为实行各种方法、功能、处理任务、计算等等,以启用或实现文中描述的技术操作或各操作。该程序可以包括计算机程序产品,其可以包括用于携带或具有储存在其上的机器可执行指令或数据结构的机器可读取介质。这种机器可读取介质可以是任何可用介质,其可以由通用或专用计算机或带有处理器的其他机器访问。大体上,这种计算机程序可以包括例程、程序、对象、部件、数据结构、算法等,其具有执行特定任务或实施特定抽象数据类型的技术效果。
文中使用的可控切换元件或“开关”是能够控制成在第一操作模式和第二操作模式之间变换的电气设备,第一操作模式中,开关是“闭合的”,意在将电流从开关输入传输到开关输出,第二操作模式中,开关是“打开的”,意在防止电流在开关输入和开关输出之间传输。在非限制性示例中,连接或断开诸如由可控切换元件启用或禁止的连接可以选择性地配置成提供、启用、禁止等等相应元件之间的电气连接。
示范性附图仅出于图示的目的,并且附图中反映的尺寸、位置、顺序和相对大小可以变化。
现在参考图1,飞行器10示出为具有至少一个涡轮发动机,涡轮发动机示出为左发动机系统12和右发动机系统14。替代地,电力系统可以具有更少或附加的发动机系统。左发动机系统12和右发动机系统14可以大致等同,并且可以进一步包括至少一个电源,电源分别图示为第一发电机18和第二发电机19。第一发电机18或第二发电机19中的至少一个可以包括可变速度或可变输出发电机18,19。在该示例中,可变速度或可变输出发电机18,19可以包括适配成或配置成在输入速度、齿轮箱速度比等等的预定范围内操作的发电机18,19,并且可以在预定输出范围内(如,电压输出范围、电流输出范围、频率输出范围或其组合)产生电力输出。在一个非限制性示例中,可变输出发电机18,19可以包括适配成或配置成输出在390和410赫兹之间、近似115伏特AC的发电机。
左发动机系统12和右发动机系统14可以进一步包括另一相应电源,诸如第二电机或一组发电机(未示出)。可以包括本公开的非限制性方面,其中,例如,左发动机系统12包括作为主要电源的第一发电机18和作为次要、备用或冗余电源的附加发电机。飞行器示出为进一步具有一组消耗电力的部件或电气负载20,诸如致动器负载、飞行重要负载和非飞行重要负载。
电气负载20经由配电系统30和一组配电节点16与发电机18,19中的至少一个电气联接,配电系统30包括比如电力传输线路22、母线、电力总线(等等)。飞行器10可以进一步包括一组补充电源24,补充电源24能够可选择地与传输线路22连接,并且能够操作成提供主要电力、补充电力、冗余电力、备用电力、应急电力等等中的至少一部分。补充电源24的非限制性示例可以包括但不限于发电机,诸如辅助或应急电力发电机、太阳能面板、燃料电池、电池或任何其他电电源。如所示出的,一组补充电源24可以向一组传输线路22提供电力,因而向一组配电节点16或一组电气负载20提供电力。
在飞行器10中,操作中的左发动机系统12和右发动机系统14提供机械能,一般可以经由线轴提取机械能来为一组发电机18、19提供驱动力。一组发电机18,19转而发电,诸如AC或DC电力,并向传输线路22提供所产生的电力,传输线路22向遍布飞行器10定位的电气负载20输送电力。而且,在操作期间,一组补充电源24可以选择性地与传输线路22连接,并且能够操作成向电气负载20的子集提供主要或补充电力。
示例配电管理功能可以包括但不限于,选择性地启用或禁止向特定电气负载20的电力输送,例如,依据可用的配电供应、电气负载20功能的重要性、或者飞行器操作模式(诸如起飞、巡航或地面操作)。在紧急或电力产生的不恰当时段期间,包括但不限于发动机或发电机故障,至少一个补充电源24可以被操作、启用或连接,用于向电气负载20提供电力。可以包括附加的管理功能。
将了解,虽然在图1的飞行器环境中示出了本公开的各方面,但是,本公开不限于此,而可以在各种环境中具有适用性。例如,虽然该描述指向飞行器中的电力系统架构,但是,本公开的各方面可以进一步适用于在其他非紧急操作(诸如,起飞、着陆或巡航飞行操作)中提供电力、补充电力、应急电力、基本电力等等。
而且,图1中描绘的各种部件的数量和放置也是与本公开关联的各方面的非限制性示例。例如,虽然图示了各种部件相对飞行器10的位置(如,电气负载20在飞行器10的机翼上等),但是,本公开的各方面不限于此,各部件不基于其示意性描绘而限于此。设想有附加的飞行器10配置。
现在参考图2,示出了可以在飞行器10中运用的示范性配电系统30的示意性图示。配电系统30示出为具有一组电源,诸如第一发电机18和第二发电机19。虽然示出了两个发电机18,19,但是本公开的各方面可以视所需包括任何数量的发电机18,19或电源。附加地,一组发电机18,19可以包括相应的电力输出40,用于向各种系统部件供应电力。虽然相似地示出了一组发电机18,19,但是,可以想到,一组发电机18,19可以供应或产生大致相似的电力输出特性或变化的电力输出特性。
每个发电机18,19可以经由电力输出40选择性地连接到配电系统30的相应电力总线,示出为能够与第一发电机18连接的第一电力总线32以及能够与第二发电机连接的第二电力总线34。接触器54可以在每个发电机18,19和其相应的电力总线32,34之间运用,作为继电器或开关,以选择性地将发电机18,19连接到电力总线32,34。如文中使用的,接触器54可以包括适配成或配置成启用相应部件之间的切换、连接或断开的选择性地可控设备。一组电力总线32,34可以进一步与对应的一组电气负载20连接。在一个非限制性示例中,电气负载20的子集可以借助于至少一个变压器整流器单元(TRU)56与相应的电力总线32连接。如文中使用的,TRU 56可以配置成或适配成将从电力总线32,34供应的电力的电力特性转换或整流成用于给定电气负载20的另一不同的、替代的或适当的电力特性。在非限制性示例中,TRU 56可以提供电压上升或电压下降的电力转换、DC到AC电力转换、AC到DC电力转换、或者涉及到频率或相位的变动的AC到AC电力转换。附加地,多个电力总线32,34可以借助于接触器54选择性地连接或联接在一起,比如,以将一个电力总线32与至少另一电力总线34系起来。在该实例中,电源或电力供应部(诸如第一发电机18)可以借助于接触器54选择性地或可操作地向第一电力总线32供应电力,可以进一步利用第二电力总线34共享、供应或补充。
配电系统30还可以包括至少一个附加的AC电源60,AC电源60可以选择性地连接到至少一个电力总线32,34,诸如借助于接触器54。AC电源60可以包括控制器模块元件(诸如处理器62和存储器64)以及一组电力储存单元66。每个电力储存单元66或一组电力储存单元66可以包括至少一个DC电力储存设备和关联回路,诸如切换模块,以启用DC电力储存设备的AC电压输出。电力储存单元66或电力储存设备的非限制性示例可以包括可放电的DC电力储存设备,诸如电池,电池组,电池单元,超级电容器,燃料电池,氢电池,或者连续或半连续的电力转换或供应设备,诸如太阳能电池、风力涡轮等等。电力储存单元66或电力储存设备还可以包括可放电或可再充电的电力储存设备。
与处理器62和存储器64组合,AC电源60的各方面可以适配成或配置成可操作地控制一组电力储存单元66的启用,以提供AC电源60的可控电力输出。在另一非限制性示例中,AC电源60可以包括一个以上电力传感器,电力传感器配置成感测AC电源60的可放电力输出,例如,以确保所需电力输出被供应。
AC电源60可以配置成或适配成向相应的电力总线32,34提供可控电力供应。如所描述的,AC电源60可以提供“可控”电力供应,使得AC电源的特定输出特性(包括但不限于电压输出范围、电流输出范围、频率输出范围、相位或其组合)可以被控制、修改、调整等等,以供应预定的、感测的、预测的或目标电力供应。在该意义上,即使在将其供应到相应的电力总线32,34时,也可以动态地变更、调整、变动或修改来自AC电源60的可控电力供应。可以包括本公开的各方面。然而,其中,AC源60的总可用、峰值或连续电力供应、瓦数等等可以不同于其他电源。
配电系统30可以进一步包括具有处理器72和存储器74的电力系统控制器模块70。在该意义上,电力系统控制器模块70可以(例如,借助于通信线路76)与每个相应的接触器54、AC电源60、发电机18,19等等通信地连接。响应于电力系统控制器模块70所产生的控制信号或指令信号,接触器54可以选择性地启用或禁止相应部件之间的电气连接。还响应于电力系统控制器模块70所产生的控制信号或指令信号,AC电源60可以诸如通过一组电力储存单元66的选择性放电,向相应的电力总线32,34选择性地供应预定的或可控的AC电力供应。
图3展示一个非限制性示例电压绘图80,图示用于AC电源60的理想的、期望的或目标AC波形输出曲线82。如所示出的,AC电源的电力储存单元66的可控或顺序启用和禁止(通过升高的电压输出84示出)可以统一表示在正负电压波形上的总AC电源输出86。在一个示例中,电力过滤元件可以产生、平均化或“平滑化”AC电源输出86。在该意义上,可控AC电源输出86可以模拟AC波形输出曲线82。可控AC电源输出86可以进一步借助于AC电源60的处理器62可控地产生,或者响应于来自电力系统控制器模块70的控制信号或指令信号产生,以视需要改变或修改AC电源输出86的频率、相位、正时、电压输出等等。在一个非限制性示例中,可控的AC电源输出86可以被控制或能够控制成,与现有电源(诸如第一发电机18或第二发电机19)或电力总线32,34的另一电源匹配、对应或对准。
图4图示可以在图1和图2的配电系统30中运用的另一AC电源系统160。如所示出的,AC电源系统160可以包括一组AC电源60,AC电源60与电力系统控制器模块70可控地且通信地连接,并且具有借助于接触器54与电力总线32,34连接的一组输出。在该意义上,可以组合一组单相AC电源输出86(如图3所示),以提供输出到电力总线32,34的多相AC电源系统160。在图示示例中,可以可控地操作三个单相AC电源60,以将三相AC电源供应到电力总线32,34。虽然示出并描述了三相AC电源系统160,但是,将了解,可以包括本公开的各方面,以将一组AC电源60分组成任何数量的相位输出,包括但不限于两相、四相、六相输出等等。
在本公开的另一非限制性示例中,AC电源系统160示出为包括电力传感器176,电力传感器176适配成或配置成感测AC电源60中的至少一个的电力输出,如文中说明的。
本公开的各方面可以提供有或启用配电系统30,配电系统30适配成通过运用一个以上AC电源60或AC电源系统160而在选择性地连接的电力总线32,34或选择性地连接的电源(如,第一发电机18和第二发电机19)之间转移电力,如文中描述的。
在电力产生操作期间,多个电源(诸如多个发电机18,19、次要发电机、辅助电力单元(APU)等等)提供可以向电力总线32中的一个以上供应电力的冗余或替代电源。在一些实例中,多个电源在相位或者频率上不同步。因而,为了在不同电源之间提供电力转移,可以使转移的电源的频率和相位(有时,以及电压)匹配,使得电源可以暂时与电力总线32,34并联连接(如,“无缝”或“不间断”电力转移,其中向电力总线32,34的电力不被中断)。在该示例中,在激励电力总线32,34以前,不同电源可以对准或一致。替代地,为了在不同电源之间提供电力转移,在第二电源与电力总线32,34连接以前,第一电源可以与电力总线32,34断开(如,具有其中连续的电力供应被间断的“间断”电力转移)。在间断电力转移的示例中,不需要电源之间的一致化。
参考回到图3,本公开的各方面可以提供有或启用,对于电力总线32,34(诸如第一电力总线32)从第一电源(诸如第一发电机18)到第二电源(诸如第二发电机19)的“不间断”电力转移配电系统30。“不间断”电力转移可以包括,运用至少一个AC电源60,以在第一发电机18断开的时间段期间且在第二发电机19连接之前,向第一电力总线32供应电力,并且其中,可以可控地修改或变更至少一个AC电源60的可控电力供应,以在第一发电机18的电力输出特性(如,电压输出、电流输出、频率输出、相位等)到第二发电机19的电力输出特性之间变化。在该意义上,至少一个AC电源60可以“桥接”第一发电机18和第二发电机19之间的电力转移,其中,第一发电机18和第二发电机19不需要一致化,如所描述的。
图5图示示例图表200,图示配电系统30在一定时间段内的不间断电力转移。示例图表200图示在不间断电力转移的时段内哪些电力供应在向例如第一电力总线32供应电力的代表性二进制指示。如所示出的,第一信号202表示通过第一发电机18的电力供应,第二信号204表示通过AC电源60,160的电力供应,第三信号206表示通过第二发电机29的电力供应。
在第一时间208,在不间断电力转移操作开始以前或开始时,仅第一发电机18以一组第一电力输出特性向第一电力总线32供应或提供电力(如,第一信号202“开启”)。在第一时间208,第二信号204表示AC电源60,160不在供应电力,第三信号206表示第二发电机19不在供应电力(如,第二信号204和第三信号206“关闭”)。在仅非限制性示例中,第一时间208可以指示电力系统控制器模块70指示将第一电力总线32的电力供应从第一发电机18转移到第二发电机19的请求的时刻。
第二时间210指示AC电源60,160开始向第一电力总线32供应或提供电力(如,第二信号204转为“开启”),使得第一发电机18和AC电源60,160均向第一电力总线32供应电力或共同供应电力。在一个非限制性示例中,AC电源60,160可以响应于AC电源60从电力系统控制器模块70所接收的控制或指令信号而开始供应电力,以使得能够产生AC电源输出,如文中描述的。附加地,在第二时间210,电力系统控制器模块70可以选择性地指示AC电源60,160和第一电力总线32之间的接触器54,以选择性地连接这些部件。在本公开的另一非限制性方面,在第一时间208和第二时间210之间的时间段期间,电力系统控制器模块70可以感测、测量或以其他方式传送到AC电源60,160的第一电力输出特性的各方面(即,第一发电机18输出或第一电力总线32的电力供应特性),诸如电压输出、电流输出、频率输出、相位等。因而,当启用AC电源60,160时,它可以供应与第一电力输出特性对准、一致或以其他方式匹配的电力。
第三时间212指示第一发电机18停止供应电力或者被禁止向第一电力总线32供应电力(如,第一信号202转为“关闭”)。在一个示例中,这可以借助于以下方式发生:接触器54响应于电力系统控制器模块70所提供或产生的控制或指令信号而使第一发电机18的输出40与第一电力总线32断开。第三时间212以后,AC电源60,160是向第一电力总线32供应电力的仅有电源或电力供应部。
第四时间214指示第三时间212和第五时间216之间的任意时间,其中,在AC电源60,160仅仅向第一电力总线32供应电力的同时,电力系统控制器模块70可以感测、测量或以其他方式传送到AC电源60,160的第二发电机19输出的一组第二电力输出特性的各方面,诸如,电压输出、电流输出、频率输出、相位等。在该时间期间,第二发电机19输出40未被供应到第一电力总线32,但AC电源60,160开始调整或修改向第一电力总线32供应的可控输出,以与第二电力输出特性对准、一致或以其他方式匹配。在第四时间214和第五时间216之间的时间段中,AC电源60,160可以可控地调整或修改电压输出、电流输出、频率输出、相位或其组合中的至少一个,使得在第四时间214和第五时间216之间由AC电源60,160向第一电力总线32供应的电力在与第一发电机18同步的电力输出到与第二发电机19同步的电力输出之间转变。在仅非限制性示例中,AC电源60,160的可控输出的调整或修改可以在连续的一系列的小调整或修改内发生,包括但不限于延迟、相移、延长或缩短频率周期等等。在一个非限制性示例中,可控地转变可控电力供应可以包括,首先匹配第二组电气特性的相位,随后匹配第二组电气特性的频率。到第五时间216时,AC电源60,160已与第二发电机19的第二电力输出特性同步。
在该时间段期间(在第四时间214和第五时间216之间),向第一电力总线32供应可控的电力输出特性不终止,不被停止,并且不中断第一电力总线32的电力需求。换言之,第一电力总线32或与之一起的电气负载20的电力需求不被中断、断电或操作上被损害。附加地,AC电源60,160大小定成供应足够量的电力,以操作与第一电力总线连接的一组电气负载20至少一个时间段,以使可控电力输出特性从匹配第一电力输出特性转变成匹配第二电力输出特性。
第五时间216指示第二发电机19开始向第一电力总线32供应或提供电力(如,第三信号206转为“开启”),使得AC电源60,160和第二发电机19均向第一电力总线32供应电力或共同供应电力。在一个示例中,这可以借助于以下方式发生:接触器54响应于电力系统控制器模块70所提供或产生的控制或指令信号而使第二发电机19的输出40与第一电力总线32连接,接触器54定位在第一电力总线32和第二电力总线34之间。第五时间216以后,AC电源60,160和第二发电机19供应与第二电力输出特性对准、一致或以其他方式匹配的电力。
最后,第六时间218指示AC电源60,160停止向第一电力总线32供应电力或者被禁止向第一电力总线32供应电力(如,第二信号204转为“关闭”)。在一个示例中,这可以借助于以下方式发生:接触器54响应于电力系统控制器模块70所提供或产生的控制或指令信号而使AC电源60,160与第一电力总线32断开。第六时间218以后,第二发电机19是向第一电力总线32供应电力的仅有电源或电力供应部。此时,配电系统30的不间断电力转移已完成。
在一个非限制性示例中,AC电源60,160向第一电力总线32供应电力的总时间段(如,第二时间210和第六时间218之间的时间段)可以少于一秒。
虽然本公开描述的各方面提供用于第一电力总线32的不间断电力转移的示例,但是,不间断电力转移的非限制性方面适用于任何电力总线32,34、配电系统30等等。
图6进一步图示示例图表300,图示调整或修改图5的第四时间214和第五时间216之间的AC电源60,160的可控输出。图表300图示第一AC波形302,图示AC电源60,160的实际可控输出和第二发电机19的感测到或测量到的第二电力输出特性的第二AC波形304。在一个非限制性示例中,第二AC波形304可以表示第二发电机19的实际感测到或测量到的第二电力输出特性(比如,电力系统控制器模块70所感测的),或者可以表示从AC电源60,160预期的预测或目标电力供应,如文中描述的。
如所示出的,可以在诸多顺序连续的电力或波形周期内引入一系列小正时延迟306,308,直到第一AC波形304与第二AC波形304匹配、一致或对准为止(如,在协调波310中示出)。在本公开的一个非限制性方面,每个小正时延迟306,308可以短于用于与第一电力总线32连接的一组电气负载20的电力间断或重置电力间断。在一个非限制性实例中,“电力间断”或重置电力间断可以包括终止在长于断电或电力重置时间段供应电力。在该意义上,本公开的各方面包括“不间断”或“不电力间断”电力转移。
所描绘的次序仅出于图示性目的,并不意味着以任何方式限制本公开的各方面,如要了解的,在不与描述的方法偏离的情况下,可以以不同的逻辑顺序进行其应用的本公开该的部分,可以包括附加的或介入的部分,或者,可以将该方法中描述的部分分成多个部分,或者,可以省略该方法中的描述的部分。
除了上面附图中示出的之外,通过本公开,可以想到许多其他可能的方面和配置。比如,本公开的各方面可以应用于附加的电力转移操作,包括但不限于,在飞行器基于地面的电力供应部(如,地面电力车或终端电力部)到辅助电力单元或者到近期起动的发电机之间转移电力(如,在电力总线上)。附加地,虽然本公开的各方面描述为了允许或启用可变频率发电机之间的电力转移能力,但是,可以运用本公开来允许或启动一个以上可变频率发电机、一个以上恒定频率发电机、应急电源(如,冲压空气涡轮)等等或其组合之间匹配、一致或以其他方式不间断的电力转移能力。
文中公开的各方面提供一种用于通过运用可控AC电源而在多个电源之间不间断电力转移的方法及装置。技术效果是,上述方面使得能够,通过运用从AC电源60,160输出的可控电力在诸多周期内桥接第一电力供应特性和第二电力供应特性,而在具有第一电力供应特性的第一电源和具有第二电力供应特性的第二电源之间不间断电力转移,其中,第一电力供应特性和第二电力供应特性不一样。
上述方面中可以实现的一个优势是,上述方面允许或使得能够使用不一样的发电机或电源来向电气负载可操作地供应电力。在该意义上,在调整或切换电源的同时不中断电气负载,从而允许在变动电源的同时无缝地传输电力。上述方面中可以实现的另一优势是,本公开使得AC电源(诸如电池组等等)能够提供足够的暂时电力供应,以充分支持配电系统的电气需求,而不要求附加源。在该意义上,AC电源可以视配电系统的需要或需求来提供补充电力、应急电力或不间断过渡电力。而且,通过在本公开的各方面的操作期间将AC电源作为过渡电源或桥接电源操作,没有电源被启用或禁止要求对相应电源的操作、操作特性或控制方案(如,发电机控制单元)的任何变动。本公开的又一优势是,AC电源可以利用配电系统改装而不用大的修改,以实现不间断电力转移。
在尚未描述的程度,各种方面的不同特征和结构可以视所需彼此组合地使用。在所有方面中不能图示一个特征并不意味着被诠释为它不能有,而是为了描述的简洁性而做的。因而,可以视所需混合和匹配不同方面的各种特征以形成新的方面,无论是否明确地描述了新的方面。本公开涵盖文中描述的各特征的组合或置换。
本公开的各种特性、方面和优势还可以具化为本公开的各方面的任何排列,包括但不限于列举方面中限定的以下技术方案:
1.一种配电系统,包含:
第一电源,第一电源具有第一电力输出特性;
第二电源,第二电源具有第二电力输出特性,其中,第二电力输出特性不同于第一电力输出特性;
交流(AC)电力总线,AC电力总线能够与第一电源和第二电源连接;
AC电源,AC电源被配置成向AC电力总线供应可控电力输出特性;以及
控制器模块,控制器模块被配置成通过下述方式将从第一电源向AC电力总线供应电力转移成从第二电源向AC电力总线供应电力:连接AC电源以供应匹配第一电力输出特性的可控电力输出特性,将第一电源与AC电力总线断开,将可控电力输出特性从匹配第一电力输出特性转变成匹配第二电力输出特性而不停止可控电力输出特性向AC电力总线的供应,以及将第二电源连接到AC电力总线。
2.如公开的各方面中任一项所述的配电系统,其中,控制器模块进一步被配置成感测来自第一电源的第一电力输出特性或来自第二电源的第二电力输出特性中的至少一个。
3.如公开的各方面中任一项所述的配电系统,其中,停止向AC电力总线供应可控电力输出特性包括,停止供应电力达比电力重置时间段长的时间段。
4.如公开的各方面中任一项所述的配电系统,其中,AC电源进一步包含被配置成供应直流(DC)电力的一组电力储存单元。
5.如公开的各方面中任一项所述的配电系统,其中,AC电源被配置成可操作地控制一组电力储存单元的启用,以提供可控电力输出特性。
6.如公开的各方面中任一项所述的配电系统,其中,一组电力储存单元包括电池、电池组、电池单元、超级电容器、燃料电池、氢电池、太阳能电池或风力涡轮中的至少一个。
7.如公开的各方面中任一项所述的配电系统,其中,第一电力输出特性和第二电力输出特性可以包括电压输出、频率或相位中的至少一个。
8.如公开的各方面中任一项所述的配电系统,其中,AC电源被配置成可控地修改至少一个可控电力输出特性,至少一个可控电力输出特性由电压输出、频率或相位中的至少一个构成。
9.如公开的各方面中任一项所述的配电系统,其中,AC电源大小定成供应足够量的电力,以操作与AC电力总线连接的一组电气负载达至少一时间段,以使可控电力输出特性从匹配第一电力输出特性转变成匹配第二电力输出特性。
10.如公开的各方面中任一项所述的配电系统,其中,第一电源或第二电源中的至少一个是可变频率电源。
11.一种操作用于配电系统的不间断电力转移的方法,该方法包含:
从第一电源向电力总线提供第一电力供应,第一电力供应具有第一组电气特性;
从交流(AC)电源向电力总线提供可控电力供应,可控电力供应匹配第一组电气特性;
禁止来自电力总线的第一电力供应;
将AC电源的可控电力供应从匹配第一组电气特性可控地转变成匹配第二组电气特性;以及
从第二电源向电力总线提供第二电力供应,第二电力供应具有第二组电气特性。
12.如公开的各方面中任一项所述的方法,进一步包含,禁止来自电力总线的可控电力供应。
13.如公开的各方面中任一项所述的方法,进一步包含,在向电力总线提供可控电力供应以前,通过控制器模块感测来自第一电力供应的第一组电气特性。
14.如公开的各方面中任一项所述的方法,进一步包含,在可控地转变可控电力供应以前,通过控制器模块感测来自第二电力供应的第二组电气特性。
15.如公开的各方面中任一项所述的方法,其中,禁止第一电力供应、可控地转变可控电力供应以及提供第二电力供应发生少于一秒。
16.如公开的各方面中任一项所述的方法,其中,禁止第一电力供应、可控地转变可控电力供应以及提供第二电力供应不中断电力总线的电力需求。
17.如公开的各方面中任一项所述的方法,其中,可控地转变可控电力供应包括:匹配第二组电气特性的相位,随后匹配第二组电气特性的频率。
18.如公开的各方面中任一项所述的方法,其中,匹配第二组电气特性的频率包括:将正时延迟引入可控电力供应的一组连续AC周期中,直到可控电力供应与第二组电气特性同步为止。
19.如公开的各方面中任一项所述的方法,其中,正时延迟不中断电力总线的电力需求。
20.如公开的各方面中任一项所述的方法,其中,向电力总线提供可控电力供应进一步包含:使一组直流(DC)电力储存单元可控地放电。
本书面描述使用示例来公开本公开的各方面,包括最佳模式,还使本领域技术人员能够实践本公开的各方面,包括制成和使用任何设备或系统,并执行任何并入的方法。本公开的专利权范围由权利要求书来限定,可以包括本领域技术人员容易想到的其他示例。这种其他示例意在于权利要求书的范围内,如果该示例具有与权利要求书的文字语言并无不同的结构元件的话,或者,如果该示例包括与权利要求书的文字语言无实质不同的等效结构元件的话。
Claims (10)
1.一种配电系统,其特征在于,包含:
第一电源,所述第一电源具有第一电力输出特性;
第二电源,所述第二电源具有第二电力输出特性,其中,所述第二电力输出特性不同于所述第一电力输出特性;
交流(AC)电力总线,所述AC电力总线能够与所述第一电源和所述第二电源连接;
AC电源,所述AC电源被配置成向所述AC电力总线供应可控电力输出特性;以及
控制器模块,所述控制器模块被配置成通过下述方式将从所述第一电源向所述AC电力总线供应电力转移成从所述第二电源向所述AC电力总线供应电力:连接所述AC电源以供应匹配所述第一电力输出特性的所述可控电力输出特性,将所述第一电源与所述AC电力总线断开,将所述可控电力输出特性从匹配所述第一电力输出特性转变成匹配所述第二电力输出特性而不停止向AC电力总线供应所述可控电力输出特性,以及将所述第二电源连接到所述AC电力总线。
2.如权利要求1所述的配电系统,其特征在于,其中,所述控制器模块进一步被配置成感测来自所述第一电源的所述第一电力输出特性或来自所述第二电源的所述第二电力输出特性中的至少一个。
3.如权利要求1或2所述的配电系统,其特征在于,其中,停止向所述AC电力总线供应所述可控电力输出特性包括:停止供应电力达比电力重置时间段长的时间段。
4.如任一项在前权利要求所述的配电系统,其特征在于,其中,所述AC电源进一步包含被配置成供应直流(DC)电力的一组电力储存单元。
5.如权利要求4所述的配电系统,其特征在于,其中,所述AC电源被配置成可操作地控制所述一组电力储存单元的启用,以提供所述可控电力输出特性。
6.如权利要求4或5所述的配电系统,其特征在于,其中,所述一组电力储存单元包括电池、电池组、电池单元、超级电容器、燃料电池、氢电池、太阳能电池或风力涡轮中的至少一个。
7.如任一项在前权利要求所述的配电系统,其特征在于,其中,所述第一电力输出特性和所述第二电力输出特性能够包括电压输出、频率或相位中的至少一个。
8.如任一项在前权利要求所述的配电系统,其特征在于,其中,所述AC电源被配置成可控地修改至少一个可控电力输出特性,所述至少一个可控电力输出特性由电压输出、频率或相位中的至少一个构成。
9.如任一项在前权利要求所述的配电系统,其特征在于,其中,所述AC电源大小定成供应足够量的电力,以操作与所述AC电力总线连接的一组电气负载达至少一时间段,以使所述可控电力输出特性从匹配所述第一电力输出特性转变成匹配所述第二电力输出特性。
10.如任一项在前权利要求所述的配电系统,其特征在于,其中,所述第一电源或所述第二电源中的至少一个是可变频率电源。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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