br>[0033] 根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例，系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)器上的極限控制裝 置，用于對(duì)在由操作員指定的可接受的范圍內(nèi)生成所期望的電功率輸出進(jìn)行維持。通過(guò)定 義極限，對(duì)設(shè)定點(diǎn)的自動(dòng)調(diào)節(jié)將在限制內(nèi)部進(jìn)行調(diào)節(jié)，該限制可能由操作員設(shè)定，或者可能 由來(lái)自電網(wǎng)或電力消費(fèi)者設(shè)定。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例，用于管理發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)可以包 括：
[0035] 用于存儲(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的電功率輸出數(shù)據(jù)和燃料數(shù)據(jù)的裝置；
[0036] 用于接收發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的所期望的電功率輸出的裝置；以及
[0037] 用于使用效率數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)動(dòng)態(tài)地調(diào)整提供的燃料以在優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的 燃料效率的同時(shí)生成所期望的電功率輸出的裝置。據(jù)此實(shí)現(xiàn)了高度有效地操作的系統(tǒng)，其 可以用于可能的所有種類(lèi)的發(fā)電機(jī)組。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例，系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括用于確定新設(shè)定點(diǎn)以?xún)?yōu) 化發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的燃料效率的裝置。據(jù)此可以實(shí)現(xiàn)的是，系統(tǒng)通過(guò)連續(xù)地搜索新設(shè) 定點(diǎn)，自動(dòng)地優(yōu)化其有效性。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例，進(jìn)一步包括用于找出效率數(shù)據(jù)庫(kù)中的最大/ 最小值內(nèi)的新設(shè)定點(diǎn)的裝置，所述新設(shè)定點(diǎn)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的燃料效率。在最大 和最小值的限制是可能從消費(fèi)者對(duì)發(fā)電機(jī)組設(shè)定的系統(tǒng)中，必須在限制內(nèi)找出過(guò)程的新設(shè) 定點(diǎn)。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例，系統(tǒng)可以包括用于用來(lái)自效率數(shù)據(jù)庫(kù)的新設(shè) 定點(diǎn)代替操作發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的當(dāng)前設(shè)定點(diǎn)的裝置，其中，新設(shè)定點(diǎn)相比當(dāng)前設(shè)定點(diǎn) 對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的更高的操作效率。據(jù)此設(shè)定點(diǎn)可以連續(xù)地被優(yōu)化。
【附圖說(shuō)明】
[0041] 圖1是示例發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)環(huán)境的高級(jí)圖示，其中可以利用效率管理系統(tǒng)。
[0042] 圖2是示出了用于發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的示例效率管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)的示意圖。
[0043] 圖3是示出了管理發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的效率的示例架構(gòu)的流程圖300。
[0044] 圖4a是可以存儲(chǔ)在效率數(shù)據(jù)庫(kù)中的示例數(shù)據(jù)的曲線(xiàn)。
[0045] 圖4b是可以存儲(chǔ)在效率數(shù)據(jù)庫(kù)中的示例數(shù)據(jù)的另一曲線(xiàn)。
[0046] 圖5是示出了可以被實(shí)現(xiàn)以管理發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的效率的示例操作的流程 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047] 燃燒碳基燃料的發(fā)電機(jī)主要用于提供備份、電網(wǎng)補(bǔ)充和/或離網(wǎng)電力的可靠源。 這些發(fā)電機(jī)常常操作燃燒碳基燃料的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)。往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是遞送給發(fā)動(dòng)機(jī) 的燃料相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)遞送給軸的旋轉(zhuǎn)能的函數(shù)。就發(fā)電機(jī)而言，更具體地就交流發(fā)電機(jī)而 言，發(fā)電機(jī)的效率隨著功率輸出而變化。
[0048] 此處所描述的系統(tǒng)和方法管理發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)（或"發(fā)電機(jī)組"）的操作，以 針對(duì)所期望的輸出來(lái)提高或者甚至優(yōu)化效率。此處使用術(shù)語(yǔ)"發(fā)電機(jī)組"來(lái)描述發(fā)動(dòng)機(jī)與 由該發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的組合?？梢砸栽O(shè)定點(diǎn)（例如，以千瓦或KW計(jì)量的電輸出）操作 與其他源并行地操作的單個(gè)發(fā)電機(jī)組。如此處所使用的，術(shù)語(yǔ)"效率"（除非特別聲明）不 用來(lái)表示發(fā)動(dòng)機(jī)效率，而是用來(lái)表示發(fā)電機(jī)組的效率。在示例中，發(fā)電機(jī)組效率表示產(chǎn)生給 定量的電力所需的旋轉(zhuǎn)能。一般而言，隨著向發(fā)動(dòng)機(jī)提供的燃料（例如，發(fā)動(dòng)機(jī)的使用或消 耗）減小以及電力產(chǎn)量增大，效率提高。
[0049] 此處所描述的系統(tǒng)和方法可以用來(lái)通過(guò)將設(shè)定點(diǎn)調(diào)整到更有效率的設(shè)定點(diǎn)，來(lái)減 少發(fā)電機(jī)組的燃料消耗。在示例中，可以為與公共設(shè)施（例如"電網(wǎng)"）并行地操作的單個(gè) 發(fā)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)這些系統(tǒng)和方法。術(shù)語(yǔ)"設(shè)定點(diǎn)"一般是指操作員輸入的值（例如，所期望的 輸出），并可以作為電功率單位（例如KW)來(lái)輸入。例如，操作員可以輸入（a)所期望的功 率輸出（例如需求，基于負(fù)載的）以及（b)窗口或容差?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)量遞送給發(fā)電機(jī)組的 往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，并比較燃料遞送與由發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電功率，來(lái)測(cè)量效率。 效率信息可以被存儲(chǔ)，并用作功率調(diào)節(jié)器的設(shè)定點(diǎn)。通過(guò)使用發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗數(shù)據(jù)和由 發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電功率來(lái)確定增強(qiáng)發(fā)電機(jī)組的效率的設(shè)定點(diǎn)，則可以將單個(gè)發(fā)電機(jī)組配置成 以其最有效率的水平操作。
[0050] 操作數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，作為未來(lái)操作的參考。如此，系統(tǒng)可以連續(xù)地補(bǔ)償 實(shí)際操作條件的變化，諸如但不僅限于燃料質(zhì)量、燃燒空氣質(zhì)量、位置（例如海拔）、環(huán)境條 件（例如季節(jié)的和天氣相關(guān)的變化）、以及機(jī)器的基于年齡的因素的變化。
[0051] 在示例中，可以以更有效率的方式將此處所描述的系統(tǒng)和方法應(yīng)用于往復(fù)式發(fā)動(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流（AC)發(fā)電機(jī)的操作。如此，系統(tǒng)和方法可以減少燃料消耗、減少排放（例如， 碳排放以及NOx)，同時(shí)進(jìn)一步降低操作和維護(hù)成本。如此，發(fā)電機(jī)組在有效地管理操作成本 的同時(shí)，提供備份、電網(wǎng)補(bǔ)充和/或離網(wǎng)電力的可靠源。
[0052] 在繼續(xù)之前，值得注意的是，如此處所使用的，術(shù)語(yǔ)"包括"意味著但不僅限于"包 括"或"包括了"以及"至少包括"或"至少包括了"。術(shù)語(yǔ)"基于"意味著"基于"以及"至少 部分地基于"。
[0053] 圖1是示例發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)環(huán)境100的高級(jí)圖示，其中可以利用效率管理系 統(tǒng)110。發(fā)電機(jī)可以在停電的情況下和/或在不可以輕松地連接到電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的偏遠(yuǎn)地 區(qū)中為關(guān)鍵設(shè)施提供作為備份電力源。雖然不被視為限制性的，但是圖1示出了發(fā)電機(jī)的 常見(jiàn)用途，其中發(fā)電機(jī)120a-c為抽水站140生成電力130 (例如，480伏交流或VAC)。還存 在這樣的環(huán)境100的很多其他示例，此處所描述的效率管理系統(tǒng)110可以用于任何這樣的 環(huán)境中。
[0054] 在圖1中，發(fā)電機(jī)120a被示為獨(dú)立裝備，發(fā)電機(jī)120b_c被示為可封裝在容器中 (例如類(lèi)似于貨運(yùn)容器）的裝備。其他示例可以包括將發(fā)電機(jī)封裝在拖車(chē)中（例如為了方 便運(yùn)輸）或封裝在專(zhuān)用設(shè)施（諸如附屬建筑物或其他結(jié)構(gòu)）中。
[0055] 在示例中，發(fā)電機(jī)是發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)（或"發(fā)電機(jī)組"）。發(fā)電機(jī)組是發(fā)動(dòng)機(jī) (或原動(dòng)機(jī)）和發(fā)電機(jī)的組合，通常安裝在一起以形成單件裝備。為發(fā)動(dòng)機(jī)提供了燃料儲(chǔ) 存、冷卻和排氣系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)組還可以包括控制機(jī)制，諸如發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速器、電壓調(diào)節(jié)器、以及 功率調(diào)節(jié)器，僅舉幾個(gè)例子。
[0056] 發(fā)動(dòng)機(jī)可以是往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)。往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)使用一個(gè)或多個(gè)活塞來(lái)將壓力轉(zhuǎn)換為 旋轉(zhuǎn)，類(lèi)似于小汽車(chē)或其他車(chē)輛中的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。每一個(gè)活塞都可以具有汽缸，其中燃料被 引入。通過(guò)空氣燃料混合氣的點(diǎn)火（或通過(guò)與熱交換器接觸），將燃料加熱，使得加熱的燃 料膨脹并在汽缸內(nèi)部推動(dòng)活塞。通過(guò)從連接在相同軸上的其他活塞施加的力，或通過(guò)活塞 的另一側(cè)的相同過(guò)程，活塞返回到汽缸中的初始位置。從汽缸去除廢氣，過(guò)程重復(fù)，從而產(chǎn) 生驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)?？梢允褂抿?qū)動(dòng)軸來(lái)轉(zhuǎn)而給發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力。
[0057] 發(fā)電機(jī)將來(lái)自驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。交流發(fā)電機(jī)使用產(chǎn)生交流電 (AC)的靜止繞組（"定子"）和旋轉(zhuǎn)場(chǎng)繞組。可以以對(duì)應(yīng)于指定的頻率的速度操作交流發(fā) 電機(jī)，以產(chǎn)生AC?？赡苄枰獙⒔涣靼l(fā)電機(jī)加速到正確的速度和相位校準(zhǔn)，以為應(yīng)用產(chǎn)生適當(dāng) 的AC輸出。
[0058] 有具有廣泛范圍的額定功率的發(fā)電機(jī)組可用，通常基于正被供電的負(fù)載來(lái)確定發(fā) 電機(jī)組大小，并選擇發(fā)電機(jī)組。但是，往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)在不同于額定的輸出（所謂的"銘牌"輸 出）的輸出水平處最有效率地操作。例如，往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)可以在發(fā)動(dòng)機(jī)的額定的或滿(mǎn)載容 量的大約75%到85%處更有效率地操作。由往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)的效率通常介于 80%到98%之間。效率的這種相當(dāng)寬的范圍會(huì)導(dǎo)致變化相當(dāng)大的操作成本。
[0059] 效率管理系統(tǒng)110可以被實(shí)現(xiàn)為以更有效率的方式操作發(fā)電機(jī)組120a_c，減少燃 料消耗、碳及其他環(huán)境排放。效率管理系統(tǒng)110可以進(jìn)一步減少維護(hù)成本。例如，通過(guò)使發(fā) 電機(jī)組與為一個(gè)或多個(gè)負(fù)載供電的其他源（例如其他發(fā)電機(jī)組和/或電網(wǎng)）并行地操作， 維護(hù)成本可以被降低。
[0060] 圖2是示出了用于發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)120的示例效率管理系統(tǒng)110的實(shí)現(xiàn)的示 意圖200。效率管理系統(tǒng)110可以利用多種多樣的設(shè)備中的任何設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。在示例中，計(jì) 算設(shè)備210包括執(zhí)行存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)230上的程序代碼220的足夠的處理能力。效 率管理系統(tǒng)110可以與發(fā)電機(jī)組120以現(xiàn)場(chǎng)（on-site)方式（例如，作為發(fā)電機(jī)組裝備的 一部分）、以部分現(xiàn)場(chǎng)方式、或與發(fā)電機(jī)組120以非現(xiàn)場(chǎng)的方式（例如，在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)/控制位 置處）被提供。
[0061] 效率管理系統(tǒng)110可以與發(fā)電機(jī)組120的控制電路系統(tǒng)相接口。例如，效率管理 系統(tǒng)110可以接收來(lái)自發(fā)電機(jī)組120的操作數(shù)據(jù)，如輸入線(xiàn)240所示。示例輸入數(shù)據(jù)包括 但不僅限于燃料消耗和電功率輸出130。效率管理系統(tǒng)110還可以向發(fā)電機(jī)組120提供輸 出，如輸出線(xiàn)245所示。示例輸出數(shù)據(jù)包括但不限于燃料控制信號(hào)，該燃料控制信號(hào)可用 于對(duì)給發(fā)電機(jī)組120的燃料進(jìn)行調(diào)整（增加或減少）。燃料控制信號(hào)還可以包括空氣數(shù)據(jù) (例如質(zhì)量，流動(dòng)等）和/或用于燃燒的空氣-燃料比。
[0062] 效率管理系統(tǒng)110還可以與操作員250相接口。例如，效率管理系統(tǒng)110可以接 收來(lái)