CN117145640B - 发动机控制方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发动机控制方法、装置、电子设备及存储介质，响应应急供电请求，启动发电机组的发动机，并对发动机进行外部负载检测；根据检测结果确定发动机的目标转速，并控制发动机运行于目标转速；若检测结果为存在外部负载，目标转速为第一转速；若检测结果为不存在外部负载，目标转速为第二转速；第一转速小于第二转速，第一转速为标准转速；响应负载加载请求，加载外部负载，以第二转速作为初始转速对发动机进行瞬态调速，并控制发动机运行于第一转速。本发明面对突加载进行瞬态调速时，发动机的初始转速要大于标准转速，即便瞬态调速过程中会大幅掉速，也必然会更快的升速到标准转速，确保瞬态调速过程中发动机的调速时间和调速率更低。

Description

发动机控制方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及发电发动机技术领域，更具体地说，涉及一种发动机控制方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

当前高端发电用的发动机负载设备精密，对电网频率/电压等要求高，发动机组为应对外部突发负载的变化，发动机需要瞬态调速以实现转速保持稳定、负荷与外部均衡。

因此，如何确保瞬态调速过程中发动机的调速时间更短、调速率更低，成为亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种发动机控制方法、装置、电子设备及存储介质，技术方案如下：

一种发动机控制方法，所述发动机控制方法包括：

响应应急供电请求，启动发电机组的发动机，并对所述发动机进行外部负载检测；

根据检测结果确定所述发动机的目标转速，并控制所述发动机运行于所述目标转速；若所述检测结果为存在外部负载，所述目标转速为第一转速；若所述检测结果为不存在所述外部负载，所述目标转速为第二转速；所述第二转速大于所述第一转速，所述第一转速为标准转速；

响应负载加载请求，加载所述外部负载，以所述第二转速作为初始转速对所述发动机进行瞬态调速，并控制所述发动机运行于所述第一转速。

优选的，在上述发动机控制方法中，所述对所述发动机进行外部负载检测，包括：

获取所述发动机当前的运行参数；

根据所述运行参数对所述发动机进行外部负载检测。

优选的，在上述发动机控制方法中，所述运行参数包括循环供油量、进气量和输出扭矩中的一个或多个参数；

所述根据所述运行参数对所述发动机进行外部负载检测，包括：

对比所述运行参数中各个参数与其对应的阈值；

若所述运行参数中一个或多个参数大于或等于其对应的阈值，则确定所述检测结果为存在所述外部负载；

若所述运行参数中各个参数均小于其对应的阈值，则确定所述检测结果为不存在所述外部负载。

优选的，在上述发动机控制方法中，所述发动机控制方法还包括：

基于瞬态调速结果输出调速时间和调速率。

优选的，在上述发动机控制方法中，所述第一转速的取值为1500r/min；

所述第二转速的取值范围为1500r/min-1580r/min，且不包括1500r/min。

优选的，在上述发动机控制方法中，所述第二转速的取值为1545r/min。

本申请还提供一种发动机控制装置，所述发动机控制装置包括：

应急供电响应模块，用于响应应急供电请求，启动发电机组的发动机，并对所述发动机进行外部负载检测；根据检测结果确定所述发动机的目标转速，并控制所述发动机运行于所述目标转速；若所述检测结果为存在外部负载，所述目标转速为第一转速；若所述检测结果为不存在所述外部负载，所述目标转速为第二转速；所述第二转速大于所述第一转速，所述第一转速为标准转速；

负载加载响应模块，用于响应负载加载请求，加载所述外部负载，以所述第二转速作为初始转速对所述发动机进行瞬态调速，并控制所述发动机运行于所述第一转速。

优选的，在上述发动机控制装置中，用于对所述发动机进行外部负载检测的所述应急供电响应模块，具体用于：

获取所述发动机当前的运行参数；根据所述运行参数对所述发动机进行外部负载检测。

本申请还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个存储器和至少一个处理器；所述存储器存储有应用程序，所述处理器调用所述存储器存储的应用程序，所述应用程序用于实现上述任意一项所述的发动机控制方法。

本申请还提供了一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序代码，所述计算机程序代码执行时实现上述任意一项所述的发动机控制方法。

相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：

本发明提供一种发动机控制方法、装置、电子设备及存储介质，响应应急供电请求，启动发电机组的发动机，并对发动机进行外部负载检测；根据检测结果确定发动机的目标转速，并控制发动机运行于目标转速；若检测结果为存在外部负载，目标转速为第一转速；若检测结果为不存在外部负载，目标转速为第二转速；第二转速大于第一转速，第一转速为标准转速；响应负载加载请求，加载外部负载，以第二转速作为初始转速对发动机进行瞬态调速，并控制发动机运行于第一转速。

也就是说，应急供电请求触发后，启动发电机组的发动机并对其进行外部负载检测，存在外部负载时目标转速为第一转速、不存在外部负载时目标转速为第二转速。因此，应急供电需求触发、而负载加载请求未触发时，发动机稳定运行的转速较标准转速要大，进一步在负载加载触发后、外部负载加载完成时，可以以一个较大的转速作为初始转速进行瞬态调速、并稳定运行于标准转速。显然，在本发明中，面对突加载进行瞬态调速时，发动机的初始转速大于标准转速，即便瞬态调速过程中会大幅掉速，也必然会更快的升速到标准转速，这就可以确保瞬态调速过程中发动机的调速时间和调速率更低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种发动机控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的瞬态调速过程中发动机转速的变化示意图；

图3为本发明实施例提供的瞬态调速过程中发动机循环供油量的变化示意图；

图4为本发明实施例提供的一种发动机控制方法的部分方法流程示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种发动机控制方法的部分方法流程示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种发动机控制方法的方法流程示意图；

图7为本发明实施例提供的一种发动机控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为方便理解本发明，以下对本发明的相关背景进行说明：

为了满足外部负载的功率需求，对发电机组进行启用，即由正常电网切换到发动机组，此时，发电机组的输出功率由零突加载到某一需求功率。面对这种突加载，发动机的需求功率与输出功率的平滑状态被打破，发动机会瞬间掉速，此时发动机就需要进行加载外部负载并瞬态调速，确保载荷重新回归平衡及转速稳定到标准转速。瞬态调速的过程中发动机必然会先掉速、然后立即调整到标准转速并稳定运行。整个瞬态调速所用的时间就是调速时间、而调速率为（N_set-N_min）/N_set*100%，其中，N_set为标准转速、N_min为掉速的最低转速。

显然，调速时间更短、调速率更低，就表示发动机适应外部负载变化的能力更强，处于一种更优的状态，在外部突加负载时，能够更短时间内调整并恢复到标准转速，整个过程中转速的变化少、也就是说调速率低。

需要说明的是，调速率（英文全称为Speed adjustment），代表发动机承担负荷后转速的跌落程度，通常称为硬度或软度，在发电机上是很重要的参数。调速率是表明当外界负荷变化时，克服发动机转速波动的能力。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1，图1为本发明实施例提供的一种发动机控制方法的流程示意图。如图1所示，本发明实施例提供的发动机控制方法包括:

S10：响应应急供电请求，启动发电机组的发动机，并对发动机进行外部负载检测。

具体的，在该步骤中，应急供电请求可以由用户通过诸如电控按键等方式触发，触发后可以将该应急供电请求输出给发电机组，由发电机组中发动机的发动机控制器执行本发明的发动机控制方法。

对此，响应该应急供电请求，启动发电机组的发动机，使发动机运行起来，并且在发动机运行过程中实时对其进行外部负载检测。举例来说，发电机组的外部负载为建筑内的照明设备和空调设备，用户在得知未来某一时刻会停电，因此可以在该时刻前触发应急供电请求，进一步，在该时刻到来时建筑停电，用户可以继续触发负载加载请求，由发电机组为建筑内的照明设备和空调设备供电。

因此，在一些场景下，可以通过检测负载加载请求来检测发动机的外部负载是否存在，如果负载加载请求未获得，则可以确定不存在外部负载，反之，如果负载加载请求已经获得，则可以确定存在外部负载。

S20：根据检测结果确定发动机的目标转速，并控制发动机运行于目标转速；若检测结果为存在外部负载，目标转速为第一转速；若检测结果为不存在外部负载，目标转速为第二转速；第二转速大于第一转速，第一转速为标准转速。

具体的，在该步骤中，根据对发动机的外部负载的检测结果，可以确定发动机运行的目标转速。如果检测结果为存在外部负载，可以将目标转速确定为第一转速，即国标规定的标准转速，反之，如果检测结果为不存在外部负载，则可以将目标转速确定为第二转速，该第二转速大于第一转速，这就可以使得发动机加载外部负载之前，控制发动机运行于转速较大的转速，而在发动机加载外部负载之后，以这个较大的转速作为初始转速进行瞬态调速、并稳定运行于标准转速。

对于标准转速，本发明对其进行如下说明：

发电机组是由发电机和发动机共同组成的。发电机转速n与频率f的关系可以用公式n=60f/p表示，其中，p表示电机旋转磁场的极对数（一般为2），国标中对供电频率的要求是50Hz，因此发电机组转速需维持1500r/min。也就是说，无论外部用电负载或高或低，发动机均需维持1500r/min的转速。对此，可以将标准转速确定为1500r/min，即第一转速的取值为1500r/min。

而为满足国标对频率的要求，可以将第二转速的取值范围设定为1500r/min-1580r/min，且不包括1500r/min，也就是说，第二转速的取值可以为大于1500r/min，且小于或等于1580 r/min的一个数值。

实际应用中，通过分析实验，第二转速的取值为1545r/min时，可以使得瞬态调速过程中发动机的调速时间和调速率达到最低。也就是说，发动机加载外部负载之前，控制发动机运行于1545r/min，而在发动机加载外部负载之后，以1545r/min作为初始转速进行瞬态调速、并稳定运行于标准转速1500r/min。

参见图2，图2为本发明实施例提供的瞬态调速过程中发动机转速的变化示意图。其中，实线表示现有的发动机控制方法的转速，外部负载加载前发动机运行的转速为1500r/min，在瞬态调速过程中，发动机的转速最低掉速至1310r/min、再调整升速至1500r/min并稳定运行，整个过程的调速时间为14个步长、调速率为12.7%；虚线表示本发明提供的发动机控制方法的转速，外部负载加载前发动机运行的转速为1545r/min，在瞬态调速过程中，发动机的转速最低掉速至1400r/min、再调整升速至1500r/min并稳定运行，整个过程的调速时间为9个步长、调速率为6.7%。显然，本发明可以明显降低瞬态调速过程中发动机的调速时间和调速率。

实际上，支撑转速变化的因素是循环供油量的变化，循环供油量变化的快慢进一步决定了转速变化的快慢。参见图3，图3为本发明实施例提供的瞬态调速过程中发动机循环供油量的变化示意图。其中，实线表示现有的发动机控制方法的循环供油量，虚线表示本发明提供的发动机控制方法的循环供油量，通过对比可以看出，为响应更快的调速需求，本发明提供的发动机控制方法在调速过程中循环供油量也响应较快、整体油量略高。

S30：响应负载加载请求，加载外部负载，以第二转速作为初始转速对发动机进行瞬态调速，并控制发动机运行于第一转速。

以第一转速为1500r/min、第二转速为1545r/min为例进行说明。具体的，在该步骤中，负载加载请求可以由用户通过诸如电控按键等方式触发、或者按照预设时间自动触发，触发后可以将该负载加载请求输出给发电机组，由发电机组中发动机的发动机控制器加载外部负载、以1545r/min作为初始转速对发动机进行瞬态调速，发动机转速经过降速、升速可以达到1500r/min，并稳定于1500r/min。

需要说明的是，加载外部负载的过程就是给发动机增加负载的过程，比如给发动机增加300KW的负载。而瞬态调速过程是通过PID，即比例（proportional）、积分（integral）、微分（derivative）调节实现的，其实现过程为现有技术，本发明实施例对此不做详细说明。

可选的，为实现对发动机有效的外部负载检测，参见图4，图4为本发明实施例提供的一种发动机控制方法的部分方法流程示意图，步骤S10“对发动机进行外部负载检测”的一种可实现方式为：

S101：获取发动机当前的运行参数。

具体的，在该步骤中，发动机运行过程中，可以通过传感器等方式获得发动机在当前时刻下的运行参数，该运行参数能够反映发动机在当前时刻的功率输出情况，以此来确定发动机当前是否加载有外部负载。

S102：根据运行参数对发动机进行外部负载检测。

具体的，本发明实施例中，对于所获得的运行参数，可以设置一定的阈值，超过该阈值即确定发动机当前存在外部负载，反之，未超过该阈值即确定发动机当前不存在外部负载。

可选的，为实现对发动机快速检测外部负载，获取的发动机的当前的运行参数包括循环供油量、进气量和输出扭矩中的一个或多个参数。参见图5，图5为本发明实施例提供的另一种发动机控制方法的部分方法流程示意图，骤S102“根据运行参数对发动机进行外部负载检测”的一种可实现方式为：

S1021：对比运行参数中各个参数与其对应的阈值。

S1022：若运行参数中一个或多个参数大于或等于其对应的阈值，则确定检测结果为存在外部负载。

S1023：若运行参数中各个参数均小于其对应的阈值，则确定检测结果为不存在外部负载。

具体的，本发明实施例中，根据实际场景需要，运行参数可以是循环供油量、进气量和输出扭矩中的一个参数，为防止单一传感器失效导致外部负载的误检测，还可以是循环供油量、进气量和输出扭矩中的两个或全部参数。对于运行参数中的各个参数，可以设置与其对应的阈值，进而对比该参数与其对应的阈值的大小，如果运行参数中所有参数均小于其对应的阈值，则确定检测结果为不存在外部负载，反之，如果运行参数中有一个或者多个参数大于或等于其对应的阈值，则确定检测结果为存在外部负载。

举例来说，运行参数包括循环供油量，则对比循环供油量与其对应的阈值，比如该阈值为30mg/hub（即30毫克每循环）。如果循环供油量大于或等于30mg/hub，则确定检测结果为存在外部负载，反之，如果循环供油量小于30mg/hub，则确定检测结果为不存在外部负载。需要说明的是，循环供油量对应的阈值的具体数值可根据发动机特征来设置，本发明实施例对此不做限定。

继续举例来说，运行参数包括进气量，则对比进气量与其对应的阈值，比如该阈值为120kg/h。如果进气量大于或等于120kg/h，则确定检测结果为存在外部负载，反之，如果进气量小于120kg/h，则确定检测结果为不存在外部负载。需要说明的是，进气量对应的阈值的具体数值可根据发动机特征来设置，本发明实施例对此不做限定。

继续举例来说，运行参数包括输出扭矩，则对比输出扭矩与其对应的阈值，比如该阈值为25Nm。如果输出扭矩大于或等于25Nm，则确定检测结果为存在外部负载，反之，如果输出扭矩小于25Nm，则确定检测结果为不存在外部负载。需要说明的是，输出扭矩对应的阈值的具体数值可根据发动机特征来设置，本发明实施例对此不做限定。

继续举例来说，运行参数中可以包括运行参数包括循环供油量和进气量，则对比循环供油量与其对应的阈值（比如该阈值为30mg/hub）、以及进气量与其对应的阈值（比如该阈值为120kg/h）。如果循环供油量大于或等于30mg/hub、或者进气量大于或等于120kg/h，则确定检测结果为存在外部负载，反之，如果循环供油量小于30mg/hub、且进气量小于120kg/h，则确定检测结果为不存在外部负载。

可选的，为及时向用户反馈瞬态调速的效果，参见图6，图6为本发明实施例提供的另一种发动机控制方法的方法流程示意图，该发动机控制方法还包括：

S40：基于瞬态调速结果输出调速时间和调速率。

具体的，在该步骤中，发动机控制器在结束瞬态调速后，可以根据瞬态调速过程中发动机转速的变化，确定调速时间和调速率，以使用户根据实际需要调整第二转速的取值。

通过上述描述可知，本发明实施例提供的发动机控制方法，通过对发动机进行外部负载检测来确定不同的目标转速，可以使突加载进行瞬态调速时的发动机的初始转速大于标准转速，即便瞬态调速过程中会大幅掉速，也必然会更快的升速到标准转速，这就可以确保瞬态调速过程中发动机的调速时间和调速率更低。

可选的，基于本发明上述实施例提供的发动机控制方法，在本发明另一实施例中还提供了一种发动机控制装置，参见图7，图7为本发明实施例提供的一种发动机控制装置的结构示意图，本发明实施例提供的动机控制装置包括：

应急供电响应模块10，用于响应应急供电请求，启动发电机组的发动机，并对发动机进行外部负载检测；根据检测结果确定发动机的目标转速，并控制发动机运行于目标转速；若检测结果为存在外部负载，目标转速为第一转速；若检测结果为不存在外部负载，目标转速为第二转速；第二转速大于第一转速，第一转速为标准转速。

负载加载响应模块20，用于响应负载加载请求，加载外部负载，以第二转速作为初始转速对发动机进行瞬态调速，并控制发动机运行于第一转速。

可选的，用于对发动机进行外部负载检测的应急供电响应模块10，具体用于：

获取发动机当前的运行参数；根据运行参数对发动机进行外部负载检测。

可选的，运行参数包括循环供油量、进气量和输出扭矩中的一个或多个参数；

用于根据运行参数对发动机进行外部负载检测的应急供电响应模块10，具体用于：

对比运行参数中各个参数与其对应的阈值；若运行参数中一个或多个参数大于或等于其对应的阈值，则确定检测结果为存在外部负载；若运行参数中各个参数均小于其对应的阈值，则确定检测结果为不存在外部负载。

可选的，负载加载响应模块20，还用于：

基于瞬态调速结果输出调速时间和调速率。

可选的，所述第一转速的取值为1500r/min；所述第二转速的取值范围为1500r/min-1580r/min，且不包括1500r/min。

可选的，第二转速的取值为1545r/min。

需要说明的是，本发明实施例中各模块的细化功能可以参见上述发动机控制方法实施例对应公开部分，在此不再赘述。

可选的，基于本发明上述实施例提供的发动机控制方法，在本发明另一实施例中还提供一种电子设备，该电子设备包括：至少一个存储器和至少一个处理器；存储器存储有应用程序，处理器调用存储器存储的应用程序，应用程序用于实现上述实施例所述的发动机控制方法。

可选的，基于本发明上述实施例提供的发动机控制方法，在本发明另一实施例中还提供一种存储介质，该存储介质存储有计算机程序代码，计算机程序代码执行时实现上述实施例所述的发动机控制方法。

以上对本发明所提供的一种发动机控制方法、装置、电子设备及存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种发动机控制方法，其特征在于，所述发动机控制方法包括：

响应应急供电请求，启动发电机组的发动机，并对所述发动机进行外部负载检测；

根据检测结果确定所述发动机的目标转速，并控制所述发动机运行于所述目标转速；若所述检测结果为存在外部负载，所述目标转速为第一转速；若所述检测结果为不存在所述外部负载，所述目标转速为第二转速；所述第二转速大于所述第一转速，所述第一转速为标准转速；

响应负载加载请求，加载所述外部负载，以所述第二转速作为初始转速对所述发动机进行瞬态调速，并控制所述发动机运行于所述第一转速。

2.根据权利要求1所述的发动机控制方法，其特征在于，所述对所述发动机进行外部负载检测，包括：

获取所述发动机当前的运行参数；

根据所述运行参数对所述发动机进行外部负载检测。

3.根据权利要求2所述的发动机控制方法，其特征在于，所述运行参数包括循环供油量、进气量和输出扭矩中的一个或多个参数；

所述根据所述运行参数对所述发动机进行外部负载检测，包括：

对比所述运行参数中各个参数与其对应的阈值；

若所述运行参数中一个或多个参数大于或等于其对应的阈值，则确定所述检测结果为存在所述外部负载；

若所述运行参数中各个参数均小于其对应的阈值，则确定所述检测结果为不存在所述外部负载。

4.根据权利要求1所述的发动机控制方法，其特征在于，所述发动机控制方法还包括：

基于瞬态调速结果输出调速时间和调速率。

5.根据权利要求1所述的发动机控制方法，其特征在于，所述第一转速的取值为1500r/min；

所述第二转速的取值范围为1500r/min-1580r/min，且不包括1500r/min。

6.根据权利要求5所述的发动机控制方法，其特征在于，所述第二转速的取值为1545r/min。

7.一种发动机控制装置，其特征在于，所述发动机控制装置包括：

应急供电响应模块，用于响应应急供电请求，启动发电机组的发动机，并对所述发动机进行外部负载检测；根据检测结果确定所述发动机的目标转速，并控制所述发动机运行于目标转速；若所述检测结果为存在所述外部负载，所述目标转速为第一转速；若所述检测结果为不存在所述外部负载，所述目标转速为第二转速；所述第二转速大于所述第一转速，所述第一转速为标准转速；

负载加载响应模块，用于响应负载加载请求，加载所述外部负载，以所述第二转速作为初始转速对所述发动机进行瞬态调速，并控制所述发动机运行于所述第一转速。

8.根据权利要求7所述的发动机控制装置，其特征在于，用于对所述发动机进行外部负载检测的所述应急供电响应模块，具体用于：

获取所述发动机当前的运行参数；根据所述运行参数对所述发动机进行外部负载检测。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：至少一个存储器和至少一个处理器；所述存储器存储有应用程序，所述处理器调用所述存储器存储的应用程序，所述应用程序用于实现权利要求1-6任意一项所述的发动机控制方法。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序代码，所述计算机程序代码执行时实现权利要求1-6任意一项所述的发动机控制方法。