本發(fā)明專利技術描述了一種發(fā)電系統(tǒng)，其可包括變速發(fā)電機和驅動發(fā)電機的引擎以提供AC電功率輸出。對不同類型的瞬態(tài)條件監(jiān)控所述輸出。例如，評估所述輸出的電流以識別第一類型的瞬態(tài)條件，以及評估所述輸出的功率因數(shù)以識別第二類型的瞬態(tài)條件。根據(jù)條件類型進行系統(tǒng)調節(jié)。在一種形式中，系統(tǒng)用于給車輛例如電動客車、輪船等提供車載電力。在其它形式中，系統(tǒng)給不能使用公共電網的遠程建筑物提供電功率，或系統(tǒng)在電網故障等的情況下提供備用功率。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及電力系統(tǒng)，更具體地而非排他性地，涉及由包括引擎驅動的變速發(fā)電 機和電能存儲設備的系統(tǒng)提供的電功率(electric power)的管理。
技術介紹
在發(fā)電機系統(tǒng)的很多應用中，穩(wěn)態(tài)負載要求一般相對于發(fā)電機功率容量低。相反， 對發(fā)電機的選擇常常由峰值功率要求推動，導致大部分時間“尺寸過大的”發(fā)電機。作為可 選方案，在特定情況下，發(fā)電系統(tǒng)可包括在峰值使用期間給發(fā)電機補充功率的電能存儲設 備，這便于發(fā)電機尺寸的減小。可選地或附加的，可使用根據(jù)功率要求改變速度的變速發(fā) 電機。這種類型的系統(tǒng)在準確地識別和處理造成瞬態(tài)操作條件的電力負載變化中可提高利 益。確實持續(xù)地存在對該
做出進一步貢獻的要求。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的一個實施方式包括涉及發(fā)電控制的獨特技術。其它實施方式包括涉及發(fā) 電的控制的獨特方法、系統(tǒng)、設備和裝置。從所提供的說明和所附附圖中，本申請的進一步 的實施方式、形式、特征、方面、益處和優(yōu)點應變得明顯。附圖說明圖1是承載發(fā)電系統(tǒng)的車輛的簡圖。圖2是包括在圖1的系統(tǒng)中的電路的示意圖。圖3是圖2的電路的控制流程圖。圖4是用于操作圖1的系統(tǒng)的一個過程的流程圖。圖5是用于使用圖2的電路來處理不同類型的功率瞬態(tài)的流程圖。圖6是示出根據(jù)圖5的例程用于一種類型的大瞬態(tài)檢測的操作邏輯的圖示。圖7是示出用于確定功率因數(shù)的一種模式的流程圖。具體實施方式為了促進理解本專利技術原理的目的，現(xiàn)在參考在附圖中示出的實施方式，且特定的 語言將用于描述這些實施方式。然而應理解，并不旨在由此限制本專利技術的范圍。預想了本 專利技術所涉及的領域的技術人員將正常想到的所述實施方式中進行的任何變更和進一步的 修改，以及對本文所述的本專利技術原理的任何其它應用。圖1示出以電動客車22形式的車輛20。電動客車22包括內部生活空間24，并被 客車引擎26推動。客車引擎26—般是往復式活塞、內燃類型的。為了補充生活空間24，客 車26承載各種類型的電氣裝置27，例如一個或多個空調88。裝置27可進一步包括照明、 廚房用具、娛樂設備和/或本領域技術人員將獲知的此類不同設備。客車22承載給裝置27 選擇性地提供電力的移動發(fā)電系統(tǒng)28。相應地，裝置27電力地裝載系統(tǒng)28。在一種形式 中，系統(tǒng)28的不同組件分布在整個車輛20中-安裝在不同隔室和/或其它專用空間中。系統(tǒng)28包括兩個主電源來自發(fā)電機組30的交流(AC)功率和來自電能存儲設備 70的直流(DC)功率。發(fā)電機組30包括專用引擎32和三相AC發(fā)電機34。引擎32使用旋 轉驅動構件36向發(fā)電機34提供旋轉機械功率。在一個配置中，引擎32是直接驅動發(fā)電機 34的往復式活塞類型，且發(fā)電機34是安裝到構件36的永磁交流發(fā)電機(PMA)類型，構件36 為引擎32的驅動軸的形式。在其它形式中，發(fā)電機34可通過機械連桿機構機械地耦合到 引擎32，該連桿機構提供期望的匝數(shù)比、變矩器、傳輸和/或本領域技術人員將獲知的不同 形式的旋轉聯(lián)接機構。引擎32的運行通過引擎控制模塊(ECM)(未示出)來調節(jié)，引擎控制 模塊又響應于來自系統(tǒng)28的控制和逆變器組件40的控制信號。引擎32的旋轉運行速度和相應地發(fā)電機34的旋轉速度響應于系統(tǒng)28的電力負 載的變化在選定的操作范圍內變化。在該范圍內，發(fā)電機組旋轉速度增加，以滿足隨系統(tǒng)28 上增加的電力負載而產生的較大的功率要求。發(fā)電機組30具有在對應于低功率輸出的該 速度范圍的下極值處的穩(wěn)態(tài)最低速度以及在對應于高功率輸出的該速度范圍的上極值處 的穩(wěn)態(tài)最高速度。當發(fā)電機組30的速度變化時，其三相電力輸出的AC頻率和電壓變化。發(fā)電機組30電耦合到組件40。組件40包括功率控制電路40a，用于管理使用系統(tǒng) 28產生并儲存的電功率(electrical power)。電路40a包括三相整流器42、可變電壓DC 功率母線44、DC到AC功率逆變器46、充電和升壓電路(charge and boost circuitry) 50 以及處理器100。組件40耦合到存儲設備70以在特定操作模式中選擇性地給其充電，并且 在其它操作模式中經由電路50從存儲設備70提供電能，這將下文中進一步描述。組件40 使用電路50來為存儲設備、一個或多個電動客車DC負載74提供DC電功率，并使用逆變器 46提供經調節(jié)的AC電功率。經由逆變器AC輸出母線80提供AC電負載。母線80耦合到 系統(tǒng)28的AC功率轉換開關82。經由開關82提供一個或多個客車AC電負載84。系統(tǒng)28 也從母線80提供逆變器負載分配86，而在其間沒有開關82的介入。如圖1所示，開關82電耦合到外部AC電源90 (岸電)。應認識到，當車輛20在運 動中時岸電通常不能使用，在一些地方可能是不可用的；且即使可用，岸電一般被斷路器或 保險絲限制。當提供來自源90的功率時，發(fā)電機組30通常處于非激活。轉換開關82將岸 電路由到工作負載84，以及由逆變器負載分配86提供的負載。使用來自源90的外部AC功 率的提供，組件40選擇性地用作負載84之一，將AC岸電變換成適合于給存儲設備70充電 的形式。在下面的描述中，除非明確地對相反的情況進行說明，應將AC岸電理解為不存在。組件40還包括處理器100。處理器100執(zhí)行定義了各種控制、管理和/或調節(jié)功能的操作邏輯。該操作邏輯可以是專用硬件的形式，例如硬線狀態(tài)機、編程指令和/或本領 域技術人員將獲知的不同形式。處理器100可被提供為單個組件或操作性地耦合的部件 的集合；并可由數(shù)字電路、模擬電路或這兩種類型的混合組合組成。當處理器100是多組 件形式時，處理器100可具有相對其它組件位于遠處的一個或多個組件。處理器100可包 括多個處理單元，其配置為在管道處理配置中、在并行處理配置中和/或本領域技術人員 將獲知的此類不同配置中獨立地操作。在一個實施方式中，處理器100是固態(tài)集成電路類 型的可編程微處理設備，其包括一個或多個處理單元和存儲器。處理器100可包括一個或 多個信號調節(jié)器、調制器、解調器、算術邏輯單元(ALU)、中央處理單元(CPU)、限制器、振蕩 器、控制時鐘、放大器、信號調節(jié)器、濾波器、格式轉換器、通信端口、鉗位電路、延遲設備、存 儲器設備和/或本領域技術人員將獲知的執(zhí)行期望通信的不同電路或功能組件。在一種形 式中，處理器100按需要包括計算機網絡接口，以便于在不同系統(tǒng)組件和/或未包括在所述 系統(tǒng)中的組件之間使用控制器局域網(CAN)標準進行通信。另外參考圖2的電路示意圖和圖3的控制流程圖，進一步示出系統(tǒng)28的選定方 面；其中相同的附圖標記指代前面描述的相同組件。在圖3中，用較重的線加重形成的方框 對應于硬件實現(xiàn)的功能，而用較輕的線加重形成的方框對應于通過對處理器100進行編程 提供的軟件實現(xiàn)的功能。組件40包括耦合到三相整流器42的電磁干擾(EMI)濾波器38。 在一種形式中，由適用于三相AC到DC轉換的標準六二極管配置來實現(xiàn)整流器42。當發(fā)電 機組30運行時，整流器42從發(fā)電機組30接收EMI過濾的三相AC電功率輸出。濾波器38 從發(fā)電機組的輸出中移除可導致不希望有的干擾的特定時變特征，且整流器42將來自發(fā) 電機組30的經過濾的三相AC電功率變換成母線44上的相應的DC電壓。至少一個電容器45耦本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種方法，包括：提供發(fā)電系統(tǒng)以便提供目標頻率下的AC電功率輸出；對于所述輸出的每個波形周期，在多個時間段中不同的一個時間段內使用多個值進行多次比較，每個值表示所述AC電功率輸出的電流，所述波形周期對應于所述目標頻率，以及所述時間段每個都小于所述波形周期；評估所述比較以確定瞬態(tài)條件是否存在；以及響應于所述瞬態(tài)條件來調節(jié)所述系統(tǒng)的運行。
【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：M·E·彼得森，S·G·法塔勒，
申請(專利權)人：康明斯發(fā)電IP公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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