用于發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開一般涉及用于操作多個(gè)發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)和方法。更特別地，本公開涉及用于操作可連接到多個(gè)負(fù)載總線分段(load bus segment)的多個(gè)發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)和方法，其中所述負(fù)載總線分段通過至少一個(gè)連結(jié)斷路器(tie breaker)選擇性可連接和可隔離。
【背景技術(shù)】
[0002]為了產(chǎn)生電力，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可耦接到發(fā)電機(jī)以形成所謂的發(fā)電機(jī)組(通常也被稱為發(fā)電機(jī)機(jī)組)。因此，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械輸出轉(zhuǎn)換成可向電力網(wǎng)絡(luò)提供的發(fā)電機(jī)的電輸出。
[0003]在所謂的負(fù)載共享應(yīng)用中，多于一個(gè)的發(fā)電機(jī)組可例如在電廠、海上應(yīng)用或在船上提供。單獨(dú)的發(fā)電機(jī)組可彼此連接以共享在公共負(fù)載總線上的公共負(fù)載，或可以彼此隔離以單獨(dú)產(chǎn)生電力。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，越多的發(fā)電機(jī)組可彼此連接以建立多個(gè)負(fù)載群組，則用于控制發(fā)電機(jī)組操作的控制系統(tǒng)可變得越復(fù)雜，因?yàn)槎鄠€(gè)信息可能必須由耦接到每個(gè)單獨(dú)發(fā)電機(jī)組的多個(gè)控制單元收集、分配和評估。
[0004]本公開(至少部分地)涉及改進(jìn)或克服現(xiàn)有系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)方面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在本公開的一方面，公開了用于操作多個(gè)發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)可包括被配置成控制多個(gè)發(fā)電機(jī)組中的相應(yīng)發(fā)電機(jī)組操作的多個(gè)控制單元?？刂葡到y(tǒng)可進(jìn)一步包括被連接到用于發(fā)送數(shù)據(jù)的多個(gè)控制單元的數(shù)據(jù)總線。此外，控制系統(tǒng)可包括被配置成連接到多個(gè)發(fā)電機(jī)組中的相應(yīng)發(fā)電機(jī)組的多個(gè)負(fù)載總線分段。更進(jìn)一步地，控制系統(tǒng)可包括至少一個(gè)連結(jié)斷路器。每個(gè)連結(jié)斷路器可布置在多個(gè)負(fù)載總線分段中的兩個(gè)負(fù)載總線分段之間，以選擇性連接在閉合位置中的兩個(gè)負(fù)載總線分段，并且隔離在打開位置中的兩個(gè)負(fù)載總線分段。每個(gè)連結(jié)斷路器可直接連接到多個(gè)控制單元中的至少一個(gè)控制單元。多個(gè)控制單元可進(jìn)一步被配置成從直接連接的連結(jié)斷路器接收指示相應(yīng)連結(jié)斷路器位置的信號，以及經(jīng)由數(shù)據(jù)總線向多個(gè)控制單元中的至少一個(gè)另外控制單元提供信號。
[0006]在本公開的另一方面，公開了用于操作經(jīng)由至少一個(gè)連結(jié)斷路器而選擇性可彼此連接以形成負(fù)載群組的多個(gè)發(fā)電機(jī)組的方法。該方法可包括由多個(gè)發(fā)電機(jī)組中的第一發(fā)電機(jī)組，從至少一個(gè)連結(jié)斷路器中的第一連結(jié)斷路器接收第一信號。該第一信號可指示第一連結(jié)斷路器的閉合位置或打開位置。該方法可進(jìn)一步包括，由第一發(fā)電機(jī)組向多個(gè)發(fā)電機(jī)組中的至少一個(gè)另外的發(fā)電機(jī)組提供第一信號。該方法可進(jìn)一步包括，由至少一個(gè)另外的發(fā)電機(jī)組從第一發(fā)電機(jī)組接收第一信號。該方法可進(jìn)一步包括基于第一信號來操作多個(gè)發(fā)電機(jī)組。
[0007]本公開的其它特征和方面將從以下描述和附圖中顯而易見。
【附圖說明】
[0008]在此并入并且構(gòu)成說明書一部分的附圖示出了公開的示例性實(shí)施例，并且結(jié)合該描述用于解釋本公開的原理。在附圖中:
[0009]圖1示出包括根據(jù)本公開的控制系統(tǒng)實(shí)施例的發(fā)電機(jī)組的群組；
[0010]圖2示出包括根據(jù)本公開的控制系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的發(fā)電機(jī)組的群組；
[0011]圖3示出包括根據(jù)本公開的控制系統(tǒng)的又一個(gè)實(shí)施例的發(fā)電機(jī)組的群組；
[0012]圖4示出包括根據(jù)本公開的控制系統(tǒng)的又一個(gè)實(shí)施例的發(fā)電機(jī)組的群組。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面是本公開的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述。在其中描述并且在附圖中示出的示例性實(shí)施例旨在教導(dǎo)本公開的原理，使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠在許多不同環(huán)境中實(shí)現(xiàn)并且使用本公開，并且用于許多不同的應(yīng)用。因此，示例性實(shí)施例并不旨在并且不應(yīng)當(dāng)視為專利保護(hù)范圍的限制描述。相反，專利保護(hù)范圍應(yīng)由所附權(quán)利要求限定。
[0014]本公開部分地基于如下認(rèn)識，即發(fā)電機(jī)組的負(fù)載群組分配通過使用連接到每個(gè)發(fā)電機(jī)組控制單元的公共數(shù)據(jù)總線來簡化。特別地，例如通過將每個(gè)負(fù)載總線連結(jié)斷路器直接連接到僅一個(gè)發(fā)電機(jī)組控制單元，控制系統(tǒng)的布線可包括僅少量的單獨(dú)連接?？刂茊卧慌渲贸山?jīng)由數(shù)據(jù)總線向其它控制單元提供來自直接連接的負(fù)載總線連結(jié)斷路器的接收
?目息。
[0015]本公開進(jìn)一步至少部分地基于如下認(rèn)識，即在可靠的控制系統(tǒng)和不太復(fù)雜的控制系統(tǒng)之間的折衷可使用連接到發(fā)電機(jī)組控制單元的公共數(shù)據(jù)總線，和從每個(gè)負(fù)載總線連結(jié)斷路器到不同發(fā)電機(jī)組的兩個(gè)控制單元的連接。通過提供所述一定量的冗余，在控制系統(tǒng)中的故障可以可靠地可檢測，而基本上無需將控制系統(tǒng)復(fù)雜化，例如考慮額外的布線。
[0016]參考圖1，示出了多個(gè)發(fā)電機(jī)組(發(fā)電機(jī)機(jī)組)的群組10。群組10包括第一、第二、第三和第四發(fā)電機(jī)組12、14、16和18。此外，群組10由全部由參考標(biāo)記20指代的控制系統(tǒng)控制。
[0017]每個(gè)發(fā)電機(jī)組12、14、16和18分別包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)22、24、26和28，以及發(fā)電機(jī)
32、34、36和38。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)22、24、26和28例如由如在圖1中示出的柔性接合件42、44、46和48來驅(qū)動(dòng)地連接到相應(yīng)的發(fā)電機(jī)32、34、36和38。
[0018]可以設(shè)想，群組10可包括任何數(shù)量的多個(gè)發(fā)電機(jī)組，例如兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)發(fā)電機(jī)組(如在圖1的示例性實(shí)施例中示出)。發(fā)電機(jī)組12、14、16和18可包括沒有示出的特征，諸如發(fā)動(dòng)機(jī)燃料系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、外圍、傳動(dòng)系統(tǒng)組件等。此外，發(fā)電機(jī)組12、14、16和18可以具有任意尺寸并且以任何結(jié)構(gòu)。例如，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)22、24、26和28可包括以任何結(jié)構(gòu)(“V”、直列、星形等)的任何數(shù)量的氣缸，并且可采用包括但不限于柴油、汽油和/或氣體燃料的任何類型的燃料來提供動(dòng)力。更進(jìn)一步地，發(fā)電機(jī)組12、14、16和18可在移動(dòng)或固定電廠中使用，或用于對包括但不限于機(jī)車應(yīng)用、公路卡車或車輛、礦用卡車或機(jī)器，推土設(shè)備、航空航天應(yīng)用、海洋應(yīng)用、栗、固定設(shè)備或其它發(fā)電機(jī)組供電應(yīng)用的任何機(jī)器或其它裝置供電。
[0019]控制系統(tǒng)20包括控制單元52、54、56和58，以及例如CAN總線的數(shù)據(jù)總線60。數(shù)據(jù)總線60將用于發(fā)送任何類型數(shù)據(jù)的控制單元52、54、56和58彼此通信地連接。此外，控制系統(tǒng)20包括負(fù)載總線70。
[0020]具體地，控制單元52、54、56和58被配置為用于操作相應(yīng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)22、24、26和28的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。例如，控制單元52、54、56和58可調(diào)節(jié)相應(yīng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載、速度、進(jìn)氣量、進(jìn)氣壓力、燃料加注量、點(diǎn)火正時(shí)等?？刂茊卧?2、54、56和58可以是包括特別用于控制相應(yīng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)各種組件操作的部件的單個(gè)微處理器或多個(gè)微處理器。此外，控制單元52、54、56和58可以是能夠控制與相應(yīng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和/或其相關(guān)組件所關(guān)聯(lián)的許多功能的通用發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)。更進(jìn)一步地，控制單元52、54、56和58可包括運(yùn)行應(yīng)用程序所需的所有組件，諸如例如存儲器、二次存儲裝置和諸如中央處理單元的處理器或在用于控制相應(yīng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)及其組件的領(lǐng)域中已知的任何其它部件。各種其它已知的電路可與控制單元52、54、56和58相關(guān)聯(lián)，包括但不限于電源電路、信號調(diào)節(jié)電路、通信電路和其它適當(dāng)?shù)碾娐?。更進(jìn)一步地，控制單元52、54、56和58可分析并且比較接收和存儲的數(shù)據(jù)，并且基于在存儲器中存儲的指令和數(shù)據(jù)或用戶輸入，確定是否需要采取行動(dòng)。
[0021]負(fù)載總線70包括串聯(lián)和以閉合回路布置的四個(gè)負(fù)載總線分段(部分)72、74、76和78。單獨(dú)的負(fù)載總線分段72、74、76和78可用于提供用于不同應(yīng)用的電力。例如，在諸如船舶(未示出)的移動(dòng)機(jī)器的情況下，一個(gè)或多個(gè)負(fù)載總線分段可用于向諸如螺旋槳的推進(jìn)裝置提供電力，而另一個(gè)負(fù)載總線分段可用于向諸如加熱裝置的輔助裝置提供電力。另外的負(fù)載總線分段可用于通用車載電源。
[0022]此外，單獨(dú)的負(fù)載總線分段72、74、76和78彼此可連接用于共享負(fù)載，如在下文中描述的。具體地，在第一負(fù)載總線分段72和第四負(fù)載總線分段78(其是在圖1中示出的實(shí)施例中的最后負(fù)載總線分段)之間布置第一連結(jié)斷