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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Steuersystem und insbesondere auf ein Steuersystem mit benutzerdefinierten Anschlusskriterien.
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Hintergrund
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Ein Aggregat bzw. Generatorsatz umfasst im Allgemeinen einen Generator, der durch eine primäre Antriebsmaschine, beispielsweise einen Verbrennungsmotor, angetrieben wird, um elektrische Leistung zu erzeugen. Der Motor beliefert den Generator mit einer Dreheingangsgröße, die ein relativ konstantes Drehmoment und eine relativ konstante Geschwindigkeit besitzt, und der Generator erzeugt demgemäß eine elektrische Leistungsausgabe mit relativ konstanten Eigenschaften (Frequenz, Spannung, Phase, etc.). In einigen Anwendungen kann ein Bedarf für elektrische Leistung eine Leistungserzeugungskapazität eines einzelnen Generatorsatzes übersteigen und folglich werden mehrere Generatorsätze parallel verbunden, um den Bedarf bzw. die Nachfrage in diesen Situationen zu befriedigen. Vorzugsweise bleibt der Energie- bzw. Leistungsbedarf relativ konstant und sämtliche verfügbaren Generatorsätze sind kontinuierlich betriebsbereit und erzeugen jeweils beständige elektrische Leistung mit optimaler Effizienz. In der Praxis fluktuiert jedoch der Leistungsbedarf, wenn Lasten aktiviert und deaktiviert werden, wodurch es erforderlich wird, dass die Anzahl der Generatorsätze, die zu irgendeiner gegeben Zeit angeschlossen sind, variiert, um den Bedarf für beständige elektrische Leistung in effizienter Weise vorzusehen.
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Die Art und Weise, in der die Generatorsätze gestartet und angeschlossen werden, angeschlossen gehalten oder abgetrennt und heruntergefahren werden, kann die Leistung des Systems beeinflussen, das die Generatorsätze einsetzt. Beispielsweise kann ein Generatorsatz schneller lastenbereit werden als ein anderer Generatorsatz, aber auch eine niedrigere Gesamtkapazität oder eine höhere Brennstoffverbrauchsrate besitzen. In einem anderen Beispiel kann ein Generatorsatz niedrigere Betriebskosten besitzen, aber höhere Verschmutzungspegel und mit höheren Temperaturen laufen. Ähnliche Kompromisse bzw. Trade-offs können ebenfalls zwischen der Leistungsqualität, den Wartungsintervallen, den Beschaffungskosten, den Garantiekosten, der Lebenserwartung, dem Brennstofftyp etc. bestehen. Abhängig davon welcher Generatorsatz bei einer bestimmten Einrichtung zuerst gestartet, zuerst heruntergefahren oder für eine längere Zeitperiode betrieben wird, kann eine Gesamtsystemleistung beeinflusst werden.
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In der Vergangenheit wurde ein Befehl zum Hochfahren oder Herunterfahren an sämtliche verfügbaren Generatorsätze gegeben, und dem ersten Generatorsatz, der lastbereit oder bereit zum Herunterfahren war, wurde gestattet, den Befehl auszuführen. In diesem Szenario hatte jedoch ein Systemnutzer wenig Kontrolle über den Prozess und die Verwendung des Generatorsatzes war anfällig für eine nicht konsistente Leistung.
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Ein alternativer Ansatz der Generatorsatzsteuerung ist in
U.S. Patent Nr. 6,664,653 beschrieben, das an Edelman am 16. Dezember 2003 (das '653-Patent) erteilt werden. Genauer gesagt, offenbart das '653-Patent, dass ein bestimmter Generatorsatz angeschlossen oder getrennt werden kann, und zwar basierend auf einer Gesamtlaufzeit von jedem einzelnen Generatorsatz und dem Strom und der vorhergesagten Nachfrage nach elektrischer Leistung. Beispielsweise wird ein Generator mit einer minimalen Laufzeit zuerst gestartet, basierend auf einem tatsächlichen oder vorhergesagten Anstieg in der Nachfrage nach elektrischer Leistung, und ein Generator mit einer maximalen Laufzeit fährt zuerst basierend auf einer tatsächlichen oder vorhergesagten Nachfrage nach weniger Leistung herunter. Auf diese Weise wird jeder Generatorsatz für ungefähr die gleiche Zeitperiode betrieben, und die Lebensdauer des Systems, das die Generatorsätze einsetzt, kann dadurch verlängert werden.
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Obwohl das System des
'653-Patents eine verlängerte Lebensdauer in einigen Situationen vorsehen kann, könnte der Vorteil von diesem durch einen Nutzer des Systems nicht erkannt werden oder könnte beschränkt sein. Insbesondere, wenn der Nutzer stärker an den Betriebskosten, der Leistungsqualität, den Lieferunterbrechungen oder anderen, ähnlichen Charakteristiken interessiert ist, anstelle der verlängerten Lebensdauer des Systems, kann des '653-Patents als schwach abschneidend angesehen werden, obwohl die Systemlebensdauer verlängert worden sein kann.
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Das offenbarte Steuersystem ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben erläuterten Probleme und/oder andere Probleme des Standes der Technik zu lösen.
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Zusammenfassung
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Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist auf ein Steuersystem zur Verwendung mit einer Vielzahl von Generatorsätzen gerichtet. Das Steuersystem kann ein Übertragungsnetz umfassen, das mit einer Last verbunden ist und separat mit jedem einer Vielzahl von Generatorsätzen verbunden werden kann. Das Steuersystem kann ebenfalls ein Auswahlmodul umfassen, das konfiguriert ist, um von einem Nutzer eine Auswahl von verfügbaren Parametern zur Verwendung als Kriterien bei der Bestimmung von Verbindungen der Vielzahl von Generatorsätzen mit dem Übertragungsnetz zu empfangen, sowie eine Steuervorrichtung in Verbindung mit der Vielzahl von Generatorsätzen und dem Auswahlmodul. Die Steuervorrichtung kann konfiguriert sein, um eine Veränderung in der Last zu detektieren, und eine erwünschte Veränderung in der Verbindungsvorrichtung des zumindest einen der Vielzahl von Generatorsätzen mit dem Übertragungsnetz basierend auf der Veränderung in der Last bestimmen. Die Steuervorrichtung kann ferner konfiguriert sein, um selektiv die erwünschte Veränderung basierend auf der Auswahl zu bewirken.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist auf ein Verfahren zum Betreiben einer Vielzahl von Generatorsätzen gerichtet, die parallel mit einer externen Last verbunden sind. Das Verfahren kann das Empfangen von einem Nutzer von einer Auswahl von verfügbaren Parametern zur Verwendung als Kriterien bei der Bestimmung von Verbindungen der Vielzahl Generatorsätzen mit der externen Last umfassen. Das Verfahren kann ebenfalls das Detektieren einer Veränderung in der externen Last umfassen, und das Bestimmen einer erwünschten Veränderung in einer Verbindungsvorrichtung des zumindest einen der Vielzahl von Generatorsätzen, basierend auf der Veränderung in der externen Last. Das Verfahren kann ferner die erwünschte Veränderung basierend auf der Auswahl bewirken.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften, offenbarten Leistungssystems; und
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2 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes, offenbartes Verfahren des Betreibens des Leistungssystems der 1 darstellt.
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Detaillierte Beschreibung
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1 stellt ein beispielhaftes Leistungssystem 10 dar, das konsistent mit bestimmten, offenbarten Ausführungsbeispielen ist. Das Leistungssystem 10 kann konfiguriert sein, um primäre, unterstützende und/oder Notfallleistung für eine externe Last 12 vorzusehen. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann die Notfallleistung eine unmittelbare Lieferung von Reserveleistung umfassen, die an eine externe Last 12 geliefert wird, wenn die Leistung von einem Energieversorgungsstromnetz (nicht gezeigt) unterbrochen wird, unzureichend ist oder auf andere Weise nicht geeignet ist. Wie in 1 gezeigt, kann das Leistungssystem 10 eine Vielzahl von Gensets bzw. Generatorsätzen 14 aufweisen, einschließlich den Generatorsätzen 14a, 14b, 14c und 14n. Die Generatorsätze 14 können parallel mit der externen Last 12 verbunden werden, und zwar mittels eines Leistungsübertragungsnetzes 16 und einer Vielzahl von Verbindungsvorrichtungen 18.
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Die externe Last 12 kann irgendeine Art von Leistung verbrauchendes System oder Vorrichtung umfassen, die bzw. das konfiguriert ist, um elektrische Leistung zu empfangen, die durch die Generatorsätze 14 geliefert wird, und um die elektrische Leistung zu nutzen, um einige Arten von Aufgaben auszuführen. Die externe Last 12 kann beispielsweise Lichter, Motoren, Erwärmungselemente, elektronische Schaltungen, Kühlvorrichtungen, Luftkonditionierungs- bzw. Klimaeinheiten, Computerservern etc. aufweisen. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann die externe Last 12 eines oder mehrere Systeme und/oder Vorrichtungen umfassen, die eine ununterbrochene elektrische Leistung nutzen, um eine oder mehrere kritische und/oder sensitive Aufgaben auszuführen. Beispielsweise können die elektrischen Lasten 12, die die ununterbrochene Leistung nutzen, solche umfassen, die in Krankenhäusern, Flughäfen, Computerservern, Telekommunikationseinrichtungen und/oder Industrieanwendungen gefunden werden. Wenn eines oder mehrere der Systeme oder Vorrichtungen der externen Last 12 an- oder ausgeschaltet werden, kann sich die Größe einer externen Last 12 verändern und eine entsprechende Veränderung (d. h. Erhöhung oder Verringerung) in der Lieferung von elektrischer Leistung von den Generatorsätzen 14 erfordern.
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Das Übertragungsnetz 16 kann jegliche Systemkomponenten umfassen, die für die Verteilung bzw. Übertragung elektrischer Leistung, die durch die Generatorsätze 14 erzeugt wird, an die externe Last nützlich sind. Beispielsweise kann das Übertragungsnetz 16 ein System umfassen, das aus Leistungsstationen, Übertragungsleitungen, Leistungsrelais und anderen geeigneten Vorrichtungen zur Verteilung von elektrischer Leistung über ein Netz hinweg geeignet sind. In einem Ausführungsbeispiel können Teile des Übertragungsnetzes 16 unterirdisch vergraben werden und/oder überirdisch über Übertragungsmaste verlaufen.
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Die Verbindungsvorrichtungen 18 können irgendeine Art von Vorrichtung einsetzen, die imstande ist, einen oder mehrere Generatorsätze 14 mit der externen Last 12 zu koppeln. Beispielsweise kann die Verbindungsvorrichtung 18 verschiedene Schalter, Anschlusskästen, Schaltungsunterbrechungsvorrichtungen bzw. Schutzschalter, Trennvorrichtungen, Sicherungen oder irgendwelche anderen Komponenten umfassen, die zur elektrischen Verbindung von einem oder mehreren Systemen geeignet sind. Die Verbindungsvorrichtung 18 kann ebenfalls oder alternativ einen Spannungstransformator und/oder eine Leistungssynchronisierungsvorrichtung umfassen, die konfiguriert ist, um die Leistung zu verringern, zu erhöhen oder auf andere Weise zu konditionieren, die durch die Generatorsätze 14 geliefert wird, und zwar auf ein geeignetes Niveau zur Verwendung durch herkömmliche Verbrauchsvorrichtungen.
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Die Generatorsätze 14 können jeweils Komponenten umfassen, die arbeiten, um Elektrizität zu erzeugen. In einem Ausführungsbeispiel kann jeder Generatorsatz 14 eine primäre Antriebsmaschine 20 umfassen, die mit einem Generator 22 gekoppelt ist, um mechanisch einen Generator 22 zu drehen, der elektrische Leistung an eine externe Last 12 liefert. Zum Zwecke dieser Offenbarung ist eine primäre Antriebsmaschine 20 dargestellt und als eine Wärmekraftmaschine dargestellt, beispielsweise ein Verbrennungsmotor, der eine Mischung aus Brennstoff und Luft verbrennt, um die mechanische Rotation zu erzeugen. Fachleute des Gebiets werden erkennen, dass die primäre Antriebsmaschine 20 irgendeine Art von Verbrennungsmotor sein kann, wie beispielsweise ein Dieselmotor, ein Benzinmotor oder ein Motor der mit gasförmigem Brennstoff betrieben wird.
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Der Generator 22 kann beispielsweise ein Wechselstrom-Induktionsgenerator, ein Permanentmagnetgenerator, ein Wechselstrom-Synchrongenerator oder ein Generator mit geschalteter Reluktanz sein, der mechanisch durch die primäre Antriebsmaschine 20 angetrieben wird, um elektrische Leistung zu erzeugen. In einem Ausführungsbeispiel kann der Generator 22 mehrere Paarungen von Polen (nicht gezeigt) umfassen, wobei jede Paarung drei Phasen besitzt, die auf einem Umfang eines Stators (nicht gezeigt) angeordnet sind, um einen Wechselstrom zu erzeugen. Die elektrische Leistung, die durch den Generator 22 erzeugt wird, kann zu nicht an Bord gelegenen Zwecken an externe Lasten 12 über das Übertragungsnetz 16 geleitet werden.
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Es wird erwogen, dass eine oder mehrere Generatorsätze 14 wesentlich von einem oder von mehreren der Generatorsätze 14 innerhalb des Leistungssystems 10 abweichen können. D. h. einer oder mehrere Generatorsätze 14 können eine größere oder kleinere elektrische Leistungsausgabekapazität, Brennstoffverbrauchsrate, Emissionserzeugungsrate, Betriebskosten, Betriebstemperatur, Geräuschpegel, Effizienz etc. als andere der Generatorsätze 14 besitzen. In ähnlicher Weise können einer oder mehrere Generatorsätze 14 ein unterschiedliches Wartungsintervall, Laufzeit, Brennstofftyp, Ort etc. besitzen. Jeder dieser Parameter kann Werte besitzen, die für die individuellen Generatorsätze 14 spezifisch sind, und kann einen Effekt auf die Gesamtleistung des Leistungssystems 10 ausüben. Demgemäß können die Generatorsätze 14 jeweils in unterschiedlicher Weise betrieben und gesteuert werden, und zwar abhängig davon, welcher der Parameter als Steuerkriterium durch einen Nutzer des Leistungssystems 10 ausgewählt wird.
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Um den Betrieb der Generatorsätze 14 zu regulieren und ihre Verbindung mit der externen Last 12, kann das Leistungssystem 10 mit einem Steuersystem 24 vorgesehen sein. Das Steuersystem 24 kann zumindest eine Steuervorrichtung 26 umfassen, die betriebsmäßig mit jedem Generatorsatz 14 und mit dem Übertragungsnetz 16 verbunden ist, sowie ein Auswahlmodul 28 in Verbindung mit der Steuervorrichtung 26. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann eine Steuervorrichtung 26 gepaart werden mit und zugewiesen werden, um nur einen der Generatorsätze 14 zu steuern und kann mit den anderen Steuervorrichtungen 26 der anderen Generatorsätze 14 über zumindest ein Kommunikationskabel 30 kommunizieren. Es wird erwogen, dass jede Steuervorrichtung 26 mehr als einen Generatorsatz 14 steuern könnte, wenn dies erwünscht ist, und dass irgendeine Anzahl von Kommunikationskabeln 30 genutzt werden könnte. Das Auswahlmodul 28 kann konfiguriert sein, um von dem Nutzer des Leistungssystems 10 eine Auswahl und eine Priorisierung der verfügbaren Parameter für die Verwendung als Kriterium beim Bestimmen der Verbindungen der Generatorsätze 14 mit dem Übertragungsnetz 16 zu empfangen, und um Signale, die eine Anzeige für die Auswahl des Nutzers bilden, an die Steuervorrichtung 26 über das Kommunikationskabel 30 zu übermitteln. Das Auswahlmodul 28 kann beispielsweise eine an Bord gelegene Schnittstellenvorrichtung, wie beispielsweise eine Computerkonsole verkörpern, die mit der Steuervorrichtung 26 verdrahtet ist, eine tragbare Vorrichtung, wie beispielsweise ein Laptop-Computer oder PDA, der selektiv mit der Steuervorrichtung 26 verbunden ist, oder eine entfernt gelegene Einrichtung, die drahtlos mit der Steuervorrichtung 26 verbunden ist.
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Jeder der Generatorsätze 14 kann ausgelegt sein, um einem Bereich von elektrischen Lasten Rechnung zu tragen. Beim Betrieb innerhalb dieses Bereichs kann die Leistung des Generatorsatzes 14 im Wesentlichen konsistent und effizient sein, und die Komponentenlebensdauer des Generatorsatzes 14 kann im Wesentlichen unbeeinflusst sein. Wenn eine Last auf irgendeinem der Generatorsätze 14 den erwünschten Betriebsbereich übersteigt oder unter diesem liegt, kann die Leistung von diesem Generatorsatz 14 inkonsistent bzw. unbeständig werden, die Effizienz kann sich verschlechtern und die Komponentenlebensdauer kann sich verringern. Demgemäß kann sich das Kommunikationskabel 30 zwischen sämtlichen der Generatorsätze 14 erstrecken und kann konfiguriert sein, um Signale von irgendeinem der Generatorsätze 14 zu sämtlichen der anderen Generatorsätze 14 des gleichen Leistungssystems 10 bezüglich des Betriebs des übertragenden Generatorsatzes 14 übertragen. Diese Signale können eine Anzeige dafür bilden, dass beispielsweise eine Last des übertragenden Generatorsatzes den erwünschten Betriebsbereich übersteigt, eine Last des übertragenden Generatorsatzes 14 unter den erwünschten Betriebsbereich fällt, eine laufende Betriebsstatusänderung des übertragenden Generatorsatzes 14 (d. h. wenn irgendeiner der Generatorsätze 14 die Leistung rampenförmig hochfährt oder runterfährt und angeschlossen oder getrennt wird, um Lieferung von Leistung an die externe Last 12 zu beginnen oder zu stoppen), einen normalen oder abnormalen Zustand, der mit der elektrischen Ausgabe der Generatorsätze 14 assoziiert ist (d. h. assoziiert mit der Frequenz-, Spannungs-, und/oder Phasenübereinstimmung eines bestimmten Generatorsatzes 14) und/oder andere Parameter, die in der Technik bekannt sind. Basierend auf diesen Signalen und auf vom Nutzer ausgewählten Kriterien, können die Steuervorrichtungen 26 selektiv Betriebsveränderungen anderer Generatorsätze 14 hochfahren, herunterfahren oder blockieren, und jegliche der Generatorsätze 14 von der Last 12 über die Verbindungsvorrichtungen 18 verbinden oder lösen.
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Jede der Steuervorrichtungen 26 kann konfiguriert sein, um Signale auf dem Kabel 30 zu detektieren, um den Betrieb ihres gepaarten Generatorsatzes 14 ansprechend auf die detektierten Signale zu regulieren, und um die Signale auf dem Kabel 30 zu erzeugen, die zu den anderen Generatorsätze 14 innerhalb des gleichen Leistungssystems 10 geleitet werden. Jede Steuervorrichtung 26 kann einen einzelnen oder mehrere Mikroprozessoren, feldprogrammierbare Gatteranordnungen bzw. FPGAs (FPGAs = Field Programmable Gate Arrays), digitale Signalprozessoren bzw. DSPs (DSPs = Digital Signal Processors) etc. verkörpern, die ein Mittel zum Steuern eine Betriebs ihres gepaarten Generatorsatzes 14 ansprechend auf verschiedene Eingaben umfassen. Zahlreiche, kommerziell verfügbare Mikroprozessoren können konfiguriert werden, um die Funktionen der Steuervorrichtung 26 auszuführen. Verschiedene andere, bekannte Schaltungen können mit der Steuervorrichtung 26 assoziiert werden, einschließlich einer Leistungsüberwachungsschaltung, einer Leistungslieferungsschaltung, einer Signalkonditionierungsschaltung, einer Betätigungsvorrichtungstreiberschaltung (d. h. Schaltungen die Elektromagnete antreiben, Motoren oder Piezobetätigungsvorrichtungen), einer Kommunikationsschaltung und anderer geeigneter Schaltungen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann jede Steuervorrichtung 26 konfiguriert sein, um eine Veränderung des Betriebsstatus seines gepaarten Generatorsatzes 14 basierend auf den Signalen zu bewirken, die auf dem Kabel 30 detektiert werden. Beispielsweise kann bzw. können ansprechend auf die Detektion eines Überlastsignals auf dem Kabel 30, eine oder mehrere Steuervorrichtungen 26, die mit den nicht angeschlossenen Generatorsätzen 14 assoziiert sind, auslösen, dass ihre gepaarten Generatorsätze 14 in Vorbereitung auf die Lieferung von Leistung an die externe Last 12 hochfahren (d. h. jede Steuervorrichtung 26 kann ihren gepaarten Generatorsatz 14 darauf vorbereiten, angeschlossen zu werden). In ähnlicher Weise kann ansprechend auf die Detektion eines Überkapazitätssignals auf dem Kabel 30, jede Steuervorrichtung eines angeschlossenen Generatorsatzes 14 auslösen, dass der gepaarte Generatorsatz 14 in Vorbereitung auf das Anhalten der Lieferung des Stroms bzw. der Leistung an die externe Last 12 heruntergefahren wird (d. h. jede Steuervorrichtung 26 kann ihren gepaarten Generatorsatz 14 darauf vorbereiten, abgetrennt zu werden). Ferner kann ansprechend auf die Detektion eines Übertragungssignals auf dem Kabel 30 (d. h. ein Signal, das eine Anzeige für einen der Generatorsätze 14 ansprechend auf ein Überlast- oder Überschusskapazitätssignal bildet, indem versucht wird angeschlossen zu werden oder abzutrennen), jede Steuervorrichtung 26 von sämtlichen anderen Generatorsätzen 14 innerhalb des Leistungssystems 10 ihren gepaarten Generatorsatz 14 daran hindern, die Leistung hochzufahren, die Leistung herunterzufahren, ans Netz zu gehen oder vom Netz zu gehen. Sobald ein Generatorsatz 14 hochgefahren oder heruntergefahren ist und elektrische Leistung mit einem erwünschten Ausgabepegel erzeugt (d. h. sobald ein Generatorsatz belastungsfähig bzw. lastbereit ist), und wenn keine anderen Generatorsätze 14 gegenwärtig versuchen, ans Netz zu gehen oder vom Netz zu gehen, kann die mit dem Generatorsatz gepaarte Steuervorrichtung 26 automatisch die Verbindungsvorrichtung 18 aktivieren, so dass diese schließt und den entsprechenden Generatorsatz 14 mit der externen Last 12 verbindet oder dass diese öffnet und den entsprechenden Generatorsatz 14 von der externen Last 12 trennt.
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In einem Ausführungsbeispiel kann eine Verzögerung mit der Betriebsstatusveränderung der Generatorsätze 14 assoziiert sein. D. h. nachdem ein Überlast- und/oder Überschusssignal auf dem Kabel 30 detektiert wird, kann jede Steuervorrichtung 26 konfiguriert sein, um eine eingestellte Zeitperiode vor dem Auslösen der Betriebsstatusveränderung zu verzögern (d. h. bevor die Leistung ihres gepaarten Generatorsatzes 14 hochgefahren, heruntergefahren, mit dem Netz verbunden oder vom Netz getrennt wird).
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Die eingestellte Zeitperiode kann für jeden Generatorsatz 14 unterschiedlich sein. In einem Beispiel kann jedem Generatorsatz 14 eine Prioritätsziffer zugewiesen sein, und die eingestellte Zeitperiode kann eine Funktion dieser Prioritätsziffer sein. Beispielsweise kann der Generatorsatz 14a eine eingestellte Zeitperiode f(a) besitzen, der Generatorsatz 14b eine eingestellte Zeitperiode f(b) besitzen, der Generatorsatz 14c eine eingestellte Zeitperiode f(c) besitzen und der Generatorsatz 14n eine eingestellte Zeitperiode f(n) besitzen. Auf diese Weise kann, obwohl alle der Steuervorrichtungen 26 simultan ein Überlast- und/oder ein Überschusskapazitätssignal auf dem Kabel 30 detektieren können, nur eine der Steuervorrichtungen 26 versuchen, einen Betriebsstatus ihres gepaarten Generatorsatzes 14 zu einer gegebenen Zeit aufgrund der unterschiedlichen Zeitverzögerungen verändern.
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Die Zeitverzögerungen, die mit den Veränderungen des Betriebszustands der Generatorsätze 14 assoziiert sind, können in Verbindung mit den oben beschriebenen, benutzerdefinierten Auswahlkriterien stehen und können zu irgendeiner Zeit durch den Nutzer verändert werden. D. h. da einige Generatorsätze 14 innerhalb des Leistungssystems 10 Betriebsparameter besitzen, die sich von den Betriebsparametern der anderen Generatorsätze 14 innerhalb des Leistungssystems 10 unterscheiden, kann die Zeitverzögerung mit diesen Parametern verknüpft sein, so dass bestimmte Generatorsätze 14 kürzer oder länger eingestellte Zeitperioden für die Verzögerung besitzen als andere Generatorsätze 14. Diese kürzer oder länger eingestellten Zeitperioden können bewirken, dass Generatorsätze 14 zu unterschiedlichen Zeiten hochfahren und ans Netz gehen oder herunterfahren und vom Netz gehen, sowie in einer bestimmten Reihenfolge, so dass eine gewünschte Gesamtleistung des Leistungssystems 10 erreicht wird. In einem Beispiel können die Betriebskosten von primärer Bedeutung für einen Nutzer sein, und die Generatorsätze 14 können in einer solchen Art und Weise gesteuert werden, dass die Betriebskosten minimiert werden. In einem weiteren Beispiel können jedoch die Abgasemissionen, die Geräuschpegel, die Wartungsintervalle, die Lebensdauer der Generatorsätze etc. von primärer Bedeutung für den Nutzer sein, und die Generatorsätze 14 können in einer unterschiedlichen Art und Weise gesteuert werden, um spezifische Ziele zu erreichen. Wie unten detaillierter beschrieben werden wird, können die benutzergewählten Kriterien dabei helfen, das übergeordnete Ziel für das Leistungssystem 10 zu definieren und zu beeinflussen.
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2 stellt einen beispielhaften Betrieb des Leistungssystems 10 dar. 2 wird detaillierter im nachfolgenden Abschnitt diskutiert, um die offenbarten Konzepte weiter zu erläutern.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Das offenbarte Leistungssystem kann eine variable Lieferung von elektrischer Leistung an eine externe Last in einer erwünschten Art und Weise vorsehen. Insbesondere kann das offenbarte Leistungssystem selektiv die Generatorsätze ans Netz bringen und diese vom Netz nehmen, und zwar ansprechend auf einer Veränderung in der Last auf irgendeinem Generatorsatz und in einer Reihenfolge, die auf benutzergewählten Kriterien basieren kann. Durch Anpassen des Betriebsstatus der Generatorsätze basierend auf einer Veränderung in der Last von irgendeinem Generatorsatz innerhalb des gleichen Leistungssystems, kann jeder Generatorsatz innerhalb eines erwünschten Bereichs betrieben werden, der zu einer hohen Effizienz führt. Indem die Generatorsätze in einer bestimmten Reihenfolge ans Netz gebracht werden und vom Netz genommen werden, die auf benutzergewählten Kriterien basiert, können kundenspezifische Ziele für das Leistungssystem erzielt werden. 2 stellt ein Flussdiagramm dar, das ein beispielhaftes Verfahren für den Betrieb des Leistungssystems 10 zeigt. 2 wird nun im Detail diskutiert.
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Zu irgendeiner Zeit während des Betriebs des Leistungssystems 10 kann ein Nutzer Auswahlen über das Auswahlmodul 28 der Parameter treffen, die bei der Bestimmung verwendet werden sollen, welche Generatorsätze 14 ansprechend auf eine detektierte Veränderung in der Last 12 hochfahren und sich mit der Last 12 verbinden oder herunterfahren und sich von der Last 12 trennen sollen. In einem bestimmten Beispiel kann ein Nutzer aus einer Liste von verfügbaren Parametern den Brennstofftyp, das Wartungsintervall und die Ausgabekapazität als Parameter auswählen, die für den Nutzer wichtig sind und als Kriterien bei der Entscheidung der Reihenfolge des Hoch- und Herunterfahrens der Generatorsätze 14 verwendet werden sollen. Der Nutzer kann dann den ausgewählten Parametern Prioritäten zuweisen. Beispielsweise kann der Nutzer bestimmen, dass die Ausgabekapazität bzw. Leistung das wichtigste ist, gefolgt von dem Brennstofftyp und dann dem Wartungsintervall. Das Auswahlmodul 28 kann die Auswahl und die Priorisierung des Nutzers empfangen und entsprechende Signale an die Steuervorrichtung 26 leiten, die eine Anzeige für die Verbindungskriterien bildet (Schritt 100).
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Jede Steuervorrichtung 26 kann eine spezifische Zeitperiode f(n) ihrem gepaarten Generatorsatz 14 basierend auf den benutzerdefinierten Kriterien zuweisen (Schritt 110). Beispielsweise können denjenigen Generatorsätzen 14, die die ausgewählte Ausgabekapazität besitzen, die mit dem ausgewählten Brennstoff laufen und/oder die innerhalb des ausgewählten Intervalls gewartet wurden, kürzere Zeitperioden als den verbleibenden Generatorsätzen 14 des Leistungssystems 10 zugewiesen werden.
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In ähnlicher Weise können von den ausgewählten Teilsätzen der Generatorsätze 14, denjenigen Generatorsätzen 14, die die ausgewählten Ausgabekapazität besitzen, die kürzeste Zeitperiode zugewiesen werden, während den Generatorsätzen 14 mit dem ausgewählten Wartungsintervall die längste Zeitperiode des Teilsatzes zugewiesen werden kann.
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Während des Betriebs des Leistungssystems 10 kann jede Steuervorrichtung 26 kontinuierlich diskrete Signale auf dem Kabel 30 überwachen, die eine Anzeige für die Last 12 bilden (Schritt 120). Während dieser Überwachung kann jede Steuervorrichtung 26 detektieren, wann ein Überlast- oder Überschusskapazitätssignal auf dem Kabel 30 durch einen anderen der Generatorsätze 14 erzeugt wird und ansprechend darauf bestimmen, dass sich eine Größenordnung der Last 12 verändert hat (Schritt 130). Wenn kein Überlast- oder Überschusskapazitätssignal detektiert wird, kann die Steuerung zum Schritt 120 zurückkehren. Wenn jedoch, beispielsweise ein Überlastsignal auf dem Kabel 30 detektiert wird, kann die Schlussfolgerung gezogen werden, dass die Last 12 angestiegen ist und dass es erwünscht ist, dass zusätzliche Generatorsätze 14 ans Netz kommen und die Lieferung des Strombedarfs der Last 12 beginnen (Schritt 130: JA). In dieser Situation kann jede Steuervorrichtung 26 der nicht am Netz befindlichen Generatorsätze 14 zuerst um die eingestellte Zeitperiode f(n), die mit ihrem gepaarten Generatorsatz 14 assoziiert ist, verzögern (Schritt 140), und dann eine Überprüfung ausführen, um zu sehen, ob ein anderer Generatorsatz bereits auf das Überlastsignal auf dem Kabel 30 antwortet bzw. reagiert (Schritt 150). Wenn ein Signal auf dem Kabel 30 anzeigt, dass ein weiterer Generatorsatz 14 bereits auf die Lastveränderung antwortet, kann die Steuerung ohne weitere Aktion zum Schritt 120 zurückkehren. Wenn die Steuervorrichtung 30 jedoch beim Schritt 150 kein Antwortsignal auf dem Kabel 30 von einem weiteren Generatorsatz 14 detektiert (Schritt 150: NEIN), kann die Steuervorrichtung 26 den Betriebsstatus ihres gepaarten Generatorsatzes 14 verändern, die Leistungsausgabe von diesem hochfahren und die Verbindungsvorrichtung 18 schließen, um die Leistungsausgabe mit der externen Last 12 zu verbinden (Schritt 160).
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In einem weiteren Beispiel kann, wenn bei Schritt 130 ein Überschusskapazitätssignal auf dem Kabel 30 detektiert wird (Schritt 130: JA), die Steuervorrichtung 26 die eingestellte Zeitperiode, die mit ihrem gepaarten Generatorsatz 14 assoziiert ist, verzögern (Schritt 140), bevor weitere Maßnahmen ergriffen werden. Es wird erwogen, dass sich die eingestellte Zeitperiode für das Antworten auf ein Überlastsignal von der eingestellten Zeitperiode für das Antworten auf ein Überschusskapazitätssignal unterscheiden kann, wenn dies erwünscht ist. Nachdem die eingestellte Zeitperiode, die mit einem Überschusskapazitätssignal assoziiert ist, abgelaufen ist, kann die Steuervorrichtung 26 dann prüfen, um zu sehen, ob ein weiterer Generatorsatz 14 bereits auf das Überschusskapazitätssignal antwortet (Schritt 150). Wenn die Steuervorrichtung 26 bei Schritt 150 kein Antwortsignal auf dem Kabel 30 von einem weiteren Generatorsatz 14 detektiert, kann die Steuervorrichtung 26 den Betriebsstatus ihres gepaarten Generatorsatzes 14 verändern, die Leistungsabgabe von diesem herunterfahren und eine Verbindungsvorrichtung 18 öffnen, um die Leistungsabgabe von der externen Last 12 zu trennen (Schritt 160).
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Es wird Fachleuten des Gebiets offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an dem offenbarten Steuersystem vorgenommen werden können, ohne den Umfang der Offenbarung zu verlassen. Andere Ausführungsbeispiele des offenbarten Steuersystems werden Fachleuten des Gebiets bei der Betrachtung der Beschreibung und der praktischen Ausführung des hierin offenbarten Steuersystems offensichtlich sein. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele als lediglich exemplarisch betrachtet werden, wobei der tatsächliche Umfang der Offenbarung durch die folgenden Ansprüche angezeigt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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