CN114483325B - 存储器、燃气发电机附加控制方法、装置、设备和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了存储器、燃气发电机附加控制方法、装置、设备和系统，其中所述方法，包括步骤：实时获取发电机的当前转速值，并根据预设的标准转速值计算当前转速偏差；根据所述当前转速偏差计算所述燃气发电机的节气门的开度调整量，和/或，励磁系统的励磁控制量；电子控制单元ECU根据所述开度调整量和/或所述励磁控制量生成所述燃气发电机的控制指令；本发明对于燃气发电机的转速调整和励磁系统的调整更加的及时和准确，且具有更好的鲁棒性；因此更加有利于及时的稳定燃气发电机的转速和确保燃气发电机的整体稳定性能。
Description
技术领域
本发明涉及燃气发电机领域，特别涉及存储器、燃气发电机附加控制方法、装置、设备和系统。
背景技术
燃气型燃气发电机（简称燃气发电机）在微电网中已被广泛应用。当单台或多台燃气发电机组孤立带载运行时，因负荷变化、线路故障或其他因素引起的系统扰动时，往往会诱发燃气发电机失去稳定状态，轻微时使系统的电压、频率发生波动，供电质量下降，严重时会造成燃气发电机的跳闸停机，从而对工业生产造成严重损失。
现有技术中，为了提高燃气发电机的稳定性，一般会采用ECU（ElectronicControl Unit，电子控制单元）的自动控制方式来实现燃气发电机的自我调节。
发明人经过研究发现，现有技术中采用ECU自动控制方式在发电机运行点发生变化变化或电网系统的暂态故障时，其电机调节的延时过长，经常出现不能及时的稳定燃气发电机的转速和确保燃气发电机的整体稳定性能。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于能及时的稳定燃气发电机的转速和确保燃气发电机的整体稳定性能。
本发明提供了一种燃气发电机附加控制方法，包括步骤：
S11、实时获取燃气发电机的当前转速值，并根据预设的标准转速值计算当前转速偏差；
S12、根据所述当前转速偏差计算所述燃气发电机的节气门的开度调整量，和/或，励磁系统的励磁控制量；
S13、根据所述开度调整量和/或所述励磁控制量生成所述燃气发电机的控制指令。
在本发明中，所述根据所述当前转速偏差计算所述燃气发电机的节气门的开度调整量，和/或，励磁系统的励磁控制量，包括：
根据所述当前转速偏差利用非线性鲁棒控制算法计算得到所述开度调整量，和/或，所述励磁控制量。
在本发明中，所述根据所述开度调整量和/或所述励磁控制量生成所述燃气发电机的控制指令，包括：
根据所述开度调整量生成附加节气门控制信号，和/或，根据所述励磁控制量生成附加励磁控制信号；
以所述附加节气门控制信号和/或所述附加励磁控制信号为控制指令，控制所述燃气发电机。
在本发明中，所述根据所述开度调整量和/或所述励磁控制量生成所述燃气发电机的控制指令，包括：
根据所述开度调整量生成附加节气门控制信号，和/或，根据所述励磁控制量生成附加励磁控制信号；
将所述附加节气门控制信号和/或所述附加励磁控制信号与ECU的当前控制信号进行混叠，生成修正后的控制信号；
以修正后的控制信号为控制指令，控制所述燃气发电机。
在本发明的另一面，还提供了一种燃气发电机附加控制装置，包括：
转速差测量单元，用于实时获取发电机的当前转速值，并根据预设的标准转速值计算当前转速偏差；
附加控制单元，用于根据所述当前转速偏差计算所述燃气发电机的节气门的开度调整量，和/或，励磁系统的励磁控制量；
指令生成单元，用于根据所述开度调整量和/或所述励磁控制量生成所述燃气发电机的控制指令。
在本发明中，所述当前转速值由设于所述燃气发电机的发电机转速传感器、齿盘信号接收器或键相脉冲信号接收器采集获得。
在本发明中，所述附加控制单元，包括：
根据所述当前转速偏差利用非线性鲁棒控制算法计算得到所述开度调整量，和/或，所述励磁控制量。
在本发明中，所述指令生成单元包括：
附加控制信号生成模块，用于根据所述开度调整量生成附加节气门控制信号，和/或，根据所述励磁控制量生成附加励磁控制信号；
控制模块，用于以所述附加节气门控制信号和/或所述附加励磁控制信号为控制指令，控制所述燃气发电机。
在本发明的另一面，还提供了一种存储器，包括软件程序，所述软件程序适于由处理器执行上述燃气发电机附加控制方法的步骤。
本发明实施例的另一面，还提供了一种燃气发电机附加控制设备，所述燃气发电机附加控制设备包括存储在存储器上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行以上各个方面所述的方法，并实现相同的技术效果。
在本发明的另一面，还提供了一种燃气发电机附加控制系统包括转速采集装置、ECU，和，上述燃气发电机附加控制设备。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
发明人经过研究发现，在以燃气发电机为主要电源的微电网系统中，当燃气发电机运行点发生变化变化或电网系统的暂态故障时，ECU自动控制的调节效果不好的原因在于，在发生上述扰动后，ECU在实现自动控制时，会导致对燃气发电机的转速和转子角的超调，需要多次的调节才能达到燃气发电机转速的稳定和燃气发电机的整体稳定，从而导致了控制效果的延迟，进而无法达到及时的稳定燃气发电机的转速和确保燃气发电机的整体稳定性能的目的。
在本发明实施例中，针对上述扰动，设有了附加的控制方法，来及时的稳定燃气发电机的转速和确保燃气发电机的整体稳定性，具体方式是，根据燃气发电机当前的当前转速值计算出当前转速偏差，然后进一步的计算出燃气发电机的节气门的开度调整量和励磁系统的励磁控制量；这样，就可以根据开度调整量和励磁控制量生成燃气发电机的控制指令，来对燃气发电机的节气门的开度和励磁系统进行针对性的调整，相较于现有技术中的ECU自动控制方式所生成的控制指令，本发明对于燃气发电机的转速调整和励磁系统的调整更加的及时和准确，且具有更好的鲁棒性；因此更加有利于及时的稳定燃气发电机的转速和确保燃气发电机的整体稳定性能。
上述说明仅为本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本发明的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。
附图说明
图1是本发明中所述燃气发电机附加控制方法的步骤图；
图2是本发明中所述燃气发电机附加控制系统结构示意图；
图3是本发明中所述燃气发电机附加控制装置结构示意图；
图4是本发明中所述燃气发电机附加控制设备结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其他元件或其他组成部分。
在本文中，术语“第一”、“第二”等是用以区别两个不同的元件或部位，并不是用以限定特定的位置或相对关系。换言之，在一些实施例中，术语“第一”、“第二”等也可以彼此互换。
实施例一
为了能及时的稳定燃气发电机的转速和确保燃气发电机的整体稳定性能，如图1所示，在本发明实施例中提供了一种燃气发电机附加控制方法，包括步骤：
S11、实时获取燃气发电机的当前转速值，并根据预设的标准转速值计算当前转速偏差；
本发明实施例中燃气发电机的应用场景是微电网；在微电网中，单台或由多台燃气发电机构成的发电机组，在受到负荷变化、线路故障或其他因素引起的瞬时扰动时，会引起燃气发电机的转速波动和系统的不稳定。
发明人经过研究发现，在以燃气发电机为主要电源的微电网系统中，当燃气发电机运行点发生变化变化或电网系统的暂态故障时，ECU自动控制的调节效果不好的原因在于，在发生上述扰动后，ECU在实现自动控制时，会导致对燃气发电机的转速和转子角的超调，需要多次的调节才能达到燃气发电机转速的稳定和燃气发电机的整体稳定，从而导致了控制效果的延迟，进而无法达到及时的稳定燃气发电机的转速和确保燃气发电机的整体稳定性能的目的。
基于以上发现，本发明实施例中的燃气发电机附加控制方法，可以基于特定的燃气发电机附加控制系统来实现，燃气发电机附加控制系统如图2所示，可以包括转速采集装置11、具有运算处理功能的燃气发电机附加控制设备12和ECU13；其中，转速采集装置11通过传感器来采集燃气发电机10实时的当前转速值；然后，具有运算处理功能的燃气发电机附加控制设备12可以根据预设的标准转速值和当前转速值来计算出当前转速偏差，也就是燃气发电机10当前的转速与标准转速值之间的差值。在实际应用中，转速采集装置11具体可以包括用于实时获取发电机的当前转速值的发电机转速传感器、齿盘信号接收器或键相脉冲信号接收器。
S12、根据所述当前转速偏差计算所述燃气发电机的节气门的开度调整量，和/或，励磁系统的励磁控制量；
本发明实施例的核心发明思路是，在通过ECU13实现常规自动控制的基础上，当燃气发电机10的转速波动和系统发生瞬时的不稳定时，通过调节燃气发电机的节气门的开度和励磁系统的励磁控制量来迅速的稳定发电机的转速，并使系统恢复稳定。
为此，在本发明实施例中，燃气发电机附加控制设备12还可以进一步的根据当前转速偏差来计算出燃气发电机10相应的节气门的开度调整量和励磁系统的励磁控制量；
在实际应用中，可以根据当前转速偏差利用非线性鲁棒控制算法计算得到所述开度调整量或励磁控制量；具体的，通过采集燃气发电机的当前转速偏差△ω，以△ω作为燃气发电机附加控制信号的激励量，根据△ω的变化，利用非线性鲁棒控制算法计算得到燃气发电机10的节气门开度的调整量和发电机励磁系统的控制量。
S13、根据所述开度调整量和/或所述励磁控制量生成所述燃气发电机的控制指令。
需要说明的是，本发明实施例中的燃气发电机附加控制方法与燃气发电机10自身的ECU13既不是替代关系，也不存在冲突，而是对于ECU13自动控制方式的一种补充，用于应对在受到负荷变化、线路故障或其他因素引起的瞬时扰动时，所引起的燃气发电机10的转速波动和系统的不稳定。
本发明实施例最终控制指令的生成者还是ECU13，控制指令的生成方式可以有两种方式，具体如下：
在第一种控制指令的生成方式中，燃气发电机附加控制设备12执行以下步骤：
S21、根据开度调整量生成附加节气门控制信号，和/或，根据励磁控制量生成附加励磁控制信号；
S22、以附加节气门控制信号和/或附加励磁控制信号为控制指令，控制燃气发电机。
在第一种方式中，控制指令是根据附加节气门控制信号和附加励磁控制信号独立生成的，与原有的ECU13控制指令无关。
在第二种控制指令的生成方式中，燃气发电机附加控制设备12协同ECU13执行以下步骤：
S31、根据开度调整量生成附加节气门控制信号，和/或，根据励磁控制量生成附加励磁控制信号；
S32、将附加节气门控制信号和/或附加励磁控制信号与ECU的当前控制信号进行混叠，生成修正后的控制信号；
S33、以修正后的控制信号为控制指令，控制燃气发电机。
在第二种方式中，控制指令是将附加节气门控制信号和附加励磁控制信号与原有的ECU13的控制指令进行了混叠，进而实现对原有ECU13的当前控制指令进行了修正，从而使ECU13最终的控制指令中，对燃气发电机10的节气门的开度调整和励磁系统的励磁控制能够更加的及时和有效，即，能够更加迅速的稳定燃气发电机的转速和使系统稳定下来。具体来说，以当前转速偏差作为输入量经非线性鲁棒控制算法计算后得到燃气发电机节气门和励磁系统的控制量，并将该信号输出至信号混叠器，信号混叠器将附加节气门控制信号、附加励磁控制信号与发电机系统自有的进行混叠，混叠后信号作为控制指令来对燃气发电机10进行相应的控制。
本发明实施例中的附加节气门控制信号和发电机附加励磁控制信号可单独投入使用，也可与原有的ECU控制信号协同使用，其具体的附加控制量在发电机控制系统中所占的控制比例可有本领域技术人员根据需要进行调整，再次并不做具体的限定。
综上所述，在本发明实施例中，针对受到负荷变化、线路故障或其他因素引起的瞬时扰动，设有了附加的控制方法，来及时的稳定燃气发电机的转速和确保燃气发电机的整体稳定性，具体方式是，根据燃气发电机当前的当前转速值计算出当前转速偏差，然后进一步的计算出燃气发电机的节气门的开度调整量和励磁系统的励磁控制量；这样，就可以根据开度调整量和励磁控制量生成燃气发电机的控制指令，来对燃气发电机的节气门的开度和励磁系统进行针对性的调整，相较于现有技术中的ECU自动控制方式所生成的控制指令，本发明对于燃气发电机的转速调整和励磁系统的调整更加的及时和准确，且具有更好的鲁棒性；因此更加有利于及时的稳定燃气发电机的转速和确保燃气发电机的整体稳定性能。
实施例二
在本发明实施例的另一面，还提供了一种燃气发电机附加控制装置，图3示出本发明实施例提供的燃气发电机附加控制装置的结构示意图，所述燃气发电机附加控制装置为与图1所对应实施例中所述燃气发电机附加控制方法对应的装置，即，通过虚拟装置的方式实现图1所对应实施例中燃气发电机附加控制方法，构成所述燃气发电机附加控制装置的各个虚拟模块可以由电子设备执行，例如网络设备、终端设备、或服务器。具体来说，本发明实施例中的燃气发电机附加控制装置包括：
转速差测量单元01用于实时获取发电机的当前转速值，并根据预设的标准转速值计算当前转速偏差；
附加控制单元02用于根据所述当前转速偏差计算所述燃气发电机的节气门的开度调整量，和/或，励磁系统的励磁控制量；
指令生成单元03用于根据所述开度调整量和/或所述励磁控制量生成所述燃气发电机的控制指令。
在本发明实施例中，当前转速值可以由设于所述燃气发电机的转速采集装置11采集获得，转速采集装置11具体可以包括发电机转速传感器、齿盘信号接收器或键相脉冲信号接收器。接着，转速差合成器可以根据当前转速值和预设的标准转速值计算获得当前转速偏差。
由于本发明实施例中燃气发电机附加控制装置的工作原理和有益效果已经在图1所对应的燃气发电机附加控制方法中也进行了记载和说明，因此可以相互参照，在此就不再赘述。
实施例三
在本发明实施例中，还提供了一种存储器，其中，存储器包括软件程序，软件程序适于处理器执行图1所对应的燃气发电机附加控制方法中的各个步骤。
本发明实施例可以通过软件程序的方式来实现，即，通过编写用于实现图1所对应的燃气发电机附加控制方法中的各个步骤的软件程序（及指令集），所述软件程序存储于存储设备中，存储设备设于计算机设备中，从而可以由计算机设备的处理器调用该软件程序以实现本发明实施例的目的。
实施例四
本发明实施例中，还提供了一种燃气发电机附加控制设备，该燃气发电机附加控制设备所包括的存储器中，包括有相应的计算机程序产品，所述计算机程序产品所包括程序指令被计算机执行时，可使所述计算机执行以上各个方面所述的燃气发电机附加控制方法，并实现相同的技术效果。
图4是本发明实施例作为电子设备的燃气发电机附加控制设备的硬件结构示意图，如图4所示，该设备包括一个或多个处理器610、总线630以及存储器620。以一个处理器610为例，该设备还可以包括：输入装置640、输出装置650。
处理器610、存储器620、输入装置640和输出装置650可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
存储器620作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块。处理器610通过运行存储在存储器620中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的处理方法。
存储器620可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储数据等。此外，存储器620可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器620可选包括相对于处理器610远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置640可接收输入的数字或字符信息，以及产生信号输入。输出装置650可包括显示屏等显示设备。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器620中，当被所述一个或者多个处理器610执行时，执行：
S11、实时获取发电机的当前转速值，并根据预设的标准转速值计算当前转速偏差；
S12、根据所述当前转速偏差计算所述燃气发电机的节气门的开度调整量，和/或，励磁系统的励磁控制量；
S13、根据所述开度调整量和/或所述励磁控制量生成所述燃气发电机的控制指令。
上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
实施例五
本发明实施例中，还提供了一种燃气发电机附加控制系统，如图2所示，所述燃气发电机附加控制系统包括三个部分，分别是转速采集装置11、ECU13，和，燃气发电机附加控制设备12。
由于本发明实施例中燃气发电机附加控制系统的工作原理和有益效果已经在图1所对应的燃气发电机附加控制方法中也进行了记载和说明，因此可以相互参照，在此就不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储设备中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储设备包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、ReRAM、MRAM、PCM、NAND Flash，NOR Flash，Memristor、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种燃气发电机附加控制方法，用于与原有的ECU控制信号协同使用，其特征在于，包括：
S11、当燃气发电机运行点发生变化变化或电网系统的暂态故障时，实时获取燃气发电机的当前转速值，并根据预设的标准转速值计算当前转速偏差；
S12、根据所述当前转速偏差计算所述燃气发电机的节气门的开度调整量，和/或，励磁系统的励磁控制量；
S13、根据所述开度调整量和/或所述励磁控制量生成所述燃气发电机的控制指令，包括：根据所述开度调整量生成附加节气门控制信号，和/或，根据所述励磁控制量生成附加励磁控制信号；将所述附加节气门控制信号和/或所述附加励磁控制信号与ECU的当前控制信号进行混叠，生成修正后的控制信号；以修正后的控制信号为控制指令，控制所述燃气发电机。
2.根据权利要求1所述的燃气发电机附加控制方法，其特征在于，所述根据所述当前转速偏差计算所述燃气发电机的节气门的开度调整量，和/或，励磁系统的励磁控制量，包括：
根据所述当前转速偏差利用非线性鲁棒控制算法计算得到所述开度调整量，和/或，所述励磁控制量。
3.根据权利要求1所述的燃气发电机附加控制方法，其特征在于，所述根据所述开度调整量和/或所述励磁控制量生成所述燃气发电机的控制指令，包括：
根据所述开度调整量生成附加节气门控制信号，和/或，根据所述励磁控制量生成附加励磁控制信号；
以所述附加节气门控制信号和/或所述附加励磁控制信号为控制指令，控制所述燃气发电机。
4.一种燃气发电机附加控制装置，用于与原有的ECU协同使用，其特征在于，包括：
转速差测量单元，用于当燃气发电机运行点发生变化变化或电网系统的暂态故障时，实时获取发电机的当前转速值，并根据预设的标准转速值计算当前转速偏差；
附加控制单元，用于根据所述当前转速偏差计算所述燃气发电机的节气门的开度调整量，和/或，励磁系统的励磁控制量；
指令生成单元，用于根据所述开度调整量和/或所述励磁控制量生成所述燃气发电机的控制指令，包括：
附加控制信号生成模块，用于根据所述开度调整量生成附加节气门控制信号，和/或，根据所述励磁控制量生成附加励磁控制信号；
信号混叠模块，用于将所述附加节气门控制信号和/或所述附加励磁控制信号与ECU的当前控制信号进行混叠，生成修正后的控制信号；
控制模块，用于以修正后的控制信号为控制指令，控制所述燃气发电机。
5.根据权利要求4所述的燃气发电机附加控制装置，其特征在于，
所述当前转速值由设于所述燃气发电机的发电机转速传感器、齿盘信号接收器或键相脉冲信号接收器采集获得。
6.根据权利要求4所述的燃气发电机附加控制装置，其特征在于，所述附加控制单元，包括：
根据所述当前转速偏差利用非线性鲁棒控制算法计算得到所述开度调整量，和/或，所述励磁控制量。
7.根据权利要求4所述的燃气发电机附加控制装置，其特征在于，所述指令生成单元包括：
附加控制信号生成模块，用于根据所述开度调整量生成附加节气门控制信号，和/或，根据所述励磁控制量生成附加励磁控制信号；
控制模块，用于以所述附加节气门控制信号和/或所述附加励磁控制信号为控制指令，控制所述燃气发电机。
8.一种存储器，其特征在于，包括软件程序，所述软件程序适于由处理器执行如权利要求1至3中任一所述燃气发电机附加控制方法的步骤。
9.一种燃气发电机附加控制设备，其特征在于，包括总线、处理器和如权利要求8中所述存储器；
所述总线用于连接所述存储器和所述处理器；
所述处理器用于执行所述存储器中的指令集。
10.一种燃气发电机附加控制系统，其特征在于，包括转速采集装置、ECU，和，如权利要求9中所述燃气发电机附加控制设备。
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