專(zhuān)利名稱(chēng)：用于并聯(lián)發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用多個(gè)發(fā)電機(jī)一起工作的系統(tǒng)，更具體地，涉及一種對(duì)多個(gè)并聯(lián)的發(fā)電機(jī)進(jìn)行操作以更有效和更靈活的方式提供能量的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)供電公司不能供電(例如，在受天氣困擾期間)時(shí)，或在供電公司的電不能提供至的遠(yuǎn)程位置處，由備用發(fā)電機(jī)供電。一種類(lèi)型的備用發(fā)電機(jī)包括驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生交流電的內(nèi)燃機(jī)引擎。其它類(lèi)型的備用發(fā)電機(jī)包括光伏陣列和風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)。
對(duì)于需要大量電能的電力系統(tǒng)，使用多個(gè)小型發(fā)電機(jī)而非單個(gè)大型發(fā)電機(jī)是有優(yōu)勢(shì)的。在這方面，如果一個(gè)發(fā)電機(jī)失效或需要維護(hù)，多發(fā)電機(jī)系統(tǒng)仍然可以供應(yīng)部分電能，而單發(fā)電機(jī)則不會(huì)供電。此外，在多發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中可以通過(guò)增加另一發(fā)電機(jī)來(lái)適應(yīng)負(fù)載的增加，而不用承擔(dān)以一個(gè)更大型發(fā)電機(jī)替換單個(gè)大型發(fā)電機(jī)的費(fèi)用。此外，大型發(fā)電機(jī)意味著運(yùn)輸和安裝復(fù)雜性方面的困難。因此，通過(guò)使用數(shù)個(gè)更小型發(fā)電機(jī)，人們可以將全部發(fā)電機(jī)的重量分布在較為廣闊的區(qū)域，由此避免了需要對(duì)支撐區(qū)(例如，屋頂)的特殊強(qiáng)化。此外，某些小型發(fā)電機(jī)不需要頻繁維護(hù)。在美國(guó)專(zhuān)利4，136，286、6，653，821、和7，656，060中已經(jīng)描述了具有多發(fā)電機(jī)的多個(gè)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。然而，當(dāng)使用輸出端并聯(lián)的多發(fā)電機(jī)時(shí)，需要對(duì)每個(gè)設(shè)備產(chǎn)生的交流電進(jìn)行同步。這就涉及對(duì)每個(gè)發(fā)電機(jī)的交流輸出電壓和電流的相位角進(jìn)行匹配。此外，每個(gè)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓的幅度應(yīng)該相同。傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)并聯(lián)技術(shù)較為復(fù)雜，常常需要數(shù)個(gè)額外的設(shè)備單元來(lái)實(shí)現(xiàn)所需功能。這可能包括分立的同步器、負(fù)載管理器和/或開(kāi)關(guān)裝置。此外，現(xiàn)有的并聯(lián)系統(tǒng)可能需要大量的時(shí)間以當(dāng)需要電能時(shí)對(duì)多發(fā)電機(jī)的操作進(jìn)行同步。此外，現(xiàn)有系統(tǒng)不能很好地對(duì)來(lái)自不同類(lèi)型能量源(例如，單相發(fā)電機(jī)與三相發(fā)電機(jī))的電進(jìn)行混合，不能解決機(jī)械的和電的負(fù)載差別，不能解決基于一天中特定時(shí)刻的噪聲、燃料和其它需求的優(yōu)化發(fā)電機(jī)效用的差別?！夜疽呀?jīng)注意到傳統(tǒng)雙發(fā)電機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)經(jīng)常有十四個(gè)之多的控制器，用于管理速度、負(fù)載分配、同步、電壓調(diào)節(jié)、內(nèi)燃機(jī)引擎和負(fù)載保護(hù)。隨后，他們提出了要通過(guò)建立集成的數(shù)字控制、集成的并聯(lián)開(kāi)關(guān)、經(jīng)由通信總線連接到各個(gè)發(fā)電機(jī)的集成的主控制器等減少控制器的數(shù)量。但是，該系統(tǒng)仍然需要在每個(gè)發(fā)電機(jī)中的控制器之外的額外的控制設(shè)備，這增加了整個(gè)系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性。因此，需要改進(jìn)用于并聯(lián)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和對(duì)多發(fā)電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行操作。

發(fā)明內(nèi)容
一種具有并聯(lián)電總線的配電系統(tǒng)，多個(gè)能量源通過(guò)該并聯(lián)電總線將產(chǎn)生的電能施加于電負(fù)載。能量源包括發(fā)電機(jī)裝置，發(fā)電機(jī)裝置包括交流發(fā)電機(jī)、電路斷路器、輸出傳感器、總線傳感器和發(fā)電機(jī)組控制器。交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交流電，電路斷路器選擇性地將所述交流發(fā)電機(jī)連接到所述并聯(lián)電總線或?qū)⑺鼋涣靼l(fā)電機(jī)從所述并聯(lián)電總線斷開(kāi)連接。輸出傳感器感測(cè)交流電的諸如電壓或電流的特性，總線傳感器感測(cè)并聯(lián)電總線中的電的特性。所述發(fā)電機(jī)組控制器連接到所述輸出傳感器、所述總線傳感器和所述電路斷路器，并且控制所述交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁和速度。在將所述交流電施加到所述并聯(lián)電總線之前，所述發(fā)電機(jī)組控制器a)判定在所述并聯(lián)電總線上是否有電；b)如果所述并聯(lián)電總線上沒(méi)有電，則所述發(fā)電機(jī)組控制器對(duì)所述電路斷路器進(jìn)行操作以使所述交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的所述交流電施加到所述并聯(lián)電總線；c)如果所述并聯(lián)電總線上有電，則所述發(fā)電機(jī)組控制器I)改變所述交流發(fā)電機(jī)的操作，以對(duì)所述交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的所述交流電與所述并聯(lián)電總線上的電進(jìn)行同步；并且之后
2)對(duì)所述電路斷路器進(jìn)行操作，以將所述交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的所述交流電施加到所述并聯(lián)電總線。在另一方面,配電系統(tǒng)使得在總負(fù)載相對(duì)較小的某些時(shí)刻由單相的發(fā)電機(jī)向并聯(lián)電總線供電，并且使得在其它時(shí)刻由三相的發(fā)電機(jī)向并聯(lián)電總線供電。應(yīng)當(dāng)理解，該系統(tǒng)不需要之前用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)能量源在相同電總線上并行連接所需的許多設(shè)備零件。該系統(tǒng)還對(duì)功率的類(lèi)型和該系統(tǒng)能夠適應(yīng)的負(fù)載提供了靈活性。還可以包含諸如風(fēng)力渦輪機(jī)、太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)、熱力泵等的可替換能量源。可選地，每個(gè)能量源可以獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)負(fù)載分配功能。這使得可以調(diào)節(jié)能量源產(chǎn)生的電能以使所有負(fù)載需要的總電能在多個(gè)能量源之間公平地分擔(dān)。本發(fā)明的前述和其它優(yōu)點(diǎn)將從以下描述中變得明顯。在該說(shuō)明書(shū)中，對(duì)形成說(shuō)明書(shū)一部分的附圖進(jìn)行參考，在附圖中通過(guò)舉例而非限制的方式示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。這些實(shí)施例不必表示本發(fā)明的全部范圍，應(yīng)當(dāng)參考本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)來(lái)解釋本發(fā)明的范圍。


圖I是示出包含在本發(fā)明中的具有交流發(fā)電機(jī)的示例性發(fā)電機(jī)的圖；圖2是具有多個(gè)能量源的示例性電力系統(tǒng)的方框示意圖；圖3是由每個(gè)能量源在開(kāi)始時(shí)執(zhí)行的同步處理的流程圖；以及圖4是由每個(gè)能量源執(zhí)行的負(fù)載分配功能的流程圖。
具體實(shí)施例方式首先參考圖1，發(fā)電機(jī)10有時(shí)被稱(chēng)為引擎發(fā)電機(jī)組或簡(jiǎn)稱(chēng)為發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)10包括諸如內(nèi)燃機(jī)引擎12的原動(dòng)機(jī)，原動(dòng)機(jī)經(jīng)由軸14連接到交流發(fā)電機(jī)16。在一種應(yīng)用中，發(fā)電機(jī)10在來(lái)自供電公司的供電中斷的情況下向建筑物提供備用電。所述中斷是由外部設(shè)備檢測(cè)的，該外部設(shè)備向發(fā)電機(jī)組控制器22發(fā)送信號(hào)，發(fā)電機(jī)組控制器22通過(guò)經(jīng)由通信總線20向引擎控制子系統(tǒng)24發(fā)送啟動(dòng)命令作為響應(yīng)。通信總線20可以遵循SAE國(guó)際學(xué)會(huì)推廣的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)的J-1939標(biāo)準(zhǔn)，但是也可以使用其他其它通信總線協(xié)議。發(fā)電機(jī)組控制器22和引擎控制子系統(tǒng)24分別控制交流發(fā)電機(jī)16和內(nèi)燃機(jī)引擎12的操作。在另一應(yīng)用中，發(fā)電機(jī)10在游艇上發(fā)電。內(nèi)燃機(jī)引擎12還可以向游艇提供推進(jìn)力，在此情況下，交流發(fā)電機(jī)16經(jīng)由傳輸機(jī)構(gòu)連接到內(nèi)燃機(jī)引擎，該傳輸機(jī)構(gòu)使得交流發(fā)電機(jī)的速度能夠獨(dú)立于內(nèi)燃機(jī)引擎12的速度被改變。當(dāng)游艇停泊并且不需要主引擎提供推進(jìn)力的工作時(shí)，可以由備用發(fā)電機(jī)供電。當(dāng)游艇位于碼頭時(shí)，可以從連接到岸上的供電公司的電線處接收電能。發(fā)電機(jī)組控制器22是基于微計(jì)算機(jī)的子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)執(zhí)行控制程序以控制交流發(fā)電機(jī)16的操作。在美國(guó)專(zhuān)利No. 6，555，929中描述了這樣的發(fā)電機(jī)組控制器的例子，其說(shuō)明書(shū)通過(guò)參考合并于此。發(fā)電機(jī)組控制器22接收來(lái)自操作者控制板18和輸出傳感器26的信號(hào),輸出傳感器26感測(cè)由交流發(fā)電機(jī)16產(chǎn)生的電的電壓和電流電平。發(fā)電機(jī)組控制器22通過(guò)確定感測(cè)到的電壓是否偏離所希望的標(biāo)稱(chēng)電壓電平(例如，240伏)以及其偏離程度來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓。任何偏離都使得勵(lì)磁控制器25使用傳統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)技術(shù)來(lái)控制引擎速度和施加于交流發(fā)電機(jī)16的勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電壓。通過(guò)選擇性地控制從勵(lì)磁繞組發(fā)射的磁場(chǎng)的強(qiáng)度，以已知方式將交流發(fā)電機(jī)16產(chǎn)生的輸出電壓調(diào)節(jié)到基本恒定的電平。交流發(fā)電機(jī)16的三相輸出19經(jīng)由輸出傳感器26被饋送到發(fā)電機(jī)10的三條輸出線30。發(fā)電機(jī)組控制器22從輸出傳感器26接收用于指示交流發(fā)電機(jī)的電輸出參數(shù)(諸如電 壓和電流電平)的信號(hào)，并且從這些信號(hào)中推導(dǎo)出交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電壓的頻率和極性角?？偩€傳感器以電壓傳感器38的形式存在，該總線傳感器連接到配電系統(tǒng)的一個(gè)相，使得發(fā)電機(jī)組控制器22可以確定并聯(lián)電總線42上的交流電壓的幅度、頻率和極性角。斷路器驅(qū)動(dòng)器28被設(shè)置為操作外部馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的電路斷路器以斷開(kāi)和閉合一組接觸機(jī)構(gòu)，該組接觸機(jī)構(gòu)將輸出線30連接到配電系統(tǒng)，以下將進(jìn)行描述。斷路器驅(qū)動(dòng)器28對(duì)來(lái)自發(fā)電機(jī)組控制器22的控制信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)，并且將指示接觸機(jī)構(gòu)的導(dǎo)電狀態(tài)的狀態(tài)信號(hào)(S卩，斷開(kāi)或閉合)傳送回發(fā)電機(jī)組控制器22。還可以包括可選的通常閉合的手動(dòng)電路斷路器29，以將交流發(fā)電機(jī)輸出19從三條輸出線30手動(dòng)地?cái)嚅_(kāi)。發(fā)電機(jī)組控制器22經(jīng)由通信接口 32連接到第一和第二通信鏈路34和36，在通信鏈路34和36上與外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)、命令和其它消息。該通信使用常用的協(xié)議，諸如RS485、CAN或以太網(wǎng)等?？梢允褂糜芯€或無(wú)線連接。第一通信鏈路34處理有關(guān)對(duì)并聯(lián)連接到同一配電系統(tǒng)的多個(gè)能量源進(jìn)行同步的消息。第二通信鏈路36將發(fā)電機(jī)10連接至諸如監(jiān)測(cè)儀器和用于管理建筑物中電負(fù)載的控制器等的其它外部設(shè)備。發(fā)電機(jī)10中的數(shù)個(gè)可以并聯(lián)連接作為配電系統(tǒng)中的能量源。如本申請(qǐng)所使用的，“能量源”通常指產(chǎn)生單相電或三相電的裝置。參考圖2，示例性的配電系統(tǒng)40包括具有分立導(dǎo)體A、B和C的三相并聯(lián)電總線42。并聯(lián)電總線42經(jīng)由自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(ATS)45連接到供電公司的電線44。自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)45類(lèi)似于檢測(cè)何時(shí)來(lái)自供電公司44的電中斷(諸如在風(fēng)暴期間電源線被刮斷)的傳統(tǒng)設(shè)備。當(dāng)供電公司的電連接中斷時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)45經(jīng)由控制線46發(fā)送指示該事件的信號(hào)，然后斷開(kāi)接觸機(jī)構(gòu)以將供電公司的電線44從并聯(lián)電總線42處斷開(kāi)。但是，一旦斷開(kāi)供電公司的電線，一些自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)還將備用能量源連接到并聯(lián)電總線，這樣的連接在現(xiàn)有的配電系統(tǒng)40中是不存在的。相反，如將要描述的，使用分立的電路斷路器56-59以分別將每個(gè)備用能量源47-50連接到并聯(lián)電總線42。特別地，示例性的配電系統(tǒng)40具有多個(gè)能量源47、48、49，其分別包括第一、第二、第三發(fā)電機(jī)(發(fā)電機(jī)組)51、52、和53，其中發(fā)電機(jī)51、52、53分別經(jīng)由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的電路斷路器56、57、58單獨(dú)連接到并聯(lián)電總線42。另一能量源50包括交流能量產(chǎn)生器50，諸如光伏陣列、風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)、地?zé)狎?qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)、熱力泵、或類(lèi)似設(shè)備，還經(jīng)由另一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的電路斷路器59連接到并聯(lián)電總線42?？梢蕴峁┍仁境龅哪芰吭锤倩蚋嗟哪芰吭?。用于并聯(lián)多個(gè)能量源的現(xiàn)有技術(shù)使得三相能量源和單相能量源兩者都連接到三相并聯(lián)電總線42。在這點(diǎn)上，注意第一和第二發(fā)電機(jī)51和52是三相設(shè)備，而第三發(fā)電機(jī)53是僅連接到并聯(lián)電總線42的相位線B和C的單相設(shè)備。通常，當(dāng)三相能量源不工作時(shí)，單相的第三發(fā)電機(jī)53主動(dòng)連接到并聯(lián)電總線。并聯(lián)電總線42經(jīng)由配電板60連接到結(jié)構(gòu)65內(nèi)的各種負(fù)載，諸如建筑物或車(chē)輛等。在一些設(shè)置中，各個(gè)負(fù)載經(jīng)由分別的接觸器62連接到配電板，接觸器可以被電操作以從配電板60以及從并聯(lián)電總線42斷開(kāi)具體的負(fù)載。這些接觸器62被計(jì)算機(jī)化的控制器操作，計(jì)算機(jī)化的控制器在該結(jié)構(gòu)中被稱(chēng)為負(fù)載管理器64。負(fù)載管理器64還連接到用于測(cè)量各個(gè)電負(fù)載的耗電量的多個(gè)負(fù)載傳感器66。這樣的負(fù)載管理器是用于監(jiān)測(cè)被供電的所有電負(fù)載的耗電量、并且將這些負(fù)載的總的電能需求與來(lái)自并聯(lián)電總線42的可用的電能總量進(jìn)行比較的常用設(shè)備。在具體情況下或在一天中的預(yù)定時(shí)刻，負(fù)載管理器64斷開(kāi)一個(gè)或多個(gè)接觸器62以將相關(guān)聯(lián)的負(fù)載與并聯(lián)電總線42斷開(kāi)連接。這種操作通常被稱(chēng)為“切斷 部分負(fù)載”。例如，在特別熱的天氣中，供電公司可以由于空調(diào)系統(tǒng)增加工作而導(dǎo)致的對(duì)電能的高需求而請(qǐng)求消費(fèi)者從供電電線切斷或斷開(kāi)非必要的負(fù)載。此外，如以下將詳述的，當(dāng)不能從供電公司的電線44獲得電能時(shí)，由各個(gè)能量源47-49供應(yīng)的備用電能可以被建筑物65中的負(fù)載管理器64僅分配到高優(yōu)先級(jí)或必要的負(fù)載，并且操作接觸器62以斷開(kāi)低優(yōu)先級(jí)或非必要的負(fù)載。例如，在這樣的電能中斷的情況中，醫(yī)院中的備用電能首先被分配給生命支持系統(tǒng)和其它關(guān)鍵負(fù)載，而諸如多數(shù)建筑物照明等的非必要負(fù)載可以被斷開(kāi)。這樣的負(fù)載管理器在建筑領(lǐng)域是常用的。工業(yè)應(yīng)用配電系統(tǒng)40利用改進(jìn)的和獨(dú)特的處理以激活和管理多個(gè)能量源，并且對(duì)這些源的輸出進(jìn)行同步，使得它們產(chǎn)生的電能夠在同一并聯(lián)電總線上進(jìn)行組合。假定來(lái)自供電電線44的電被中斷，能量源47-49需要被激活以向負(fù)載供電。此時(shí)，一旦斷開(kāi)供電公司的電線44，自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)45在控制線46上向建筑物65中的負(fù)載管理器64發(fā)送中斷消息。負(fù)載管理器64通過(guò)對(duì)選擇的接觸器62進(jìn)行操作以常用方式進(jìn)行響應(yīng)，以從并聯(lián)電總線42斷開(kāi)非必要的負(fù)載。隨后，如果能量源47-49向并聯(lián)電總線42供應(yīng)充足量的電流以對(duì)所有負(fù)載供電，任何之前斷開(kāi)的接觸器62可以被閉合以使在供電電線中斷期間必要負(fù)載和非必要負(fù)載都被供電。負(fù)載管理器知道所有能量源47-49的最大發(fā)電容量，并且感測(cè)從配電板60延伸的每個(gè)負(fù)載電路的功率需求。負(fù)載管理器64還通過(guò)經(jīng)由第二通信鏈路36向第一和第二能量源47和48發(fā)送啟動(dòng)命令對(duì)來(lái)自自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)45的中斷消息進(jìn)行響應(yīng)。注意，第三能量源49具有單相發(fā)電機(jī)53并且僅在特定情況下才啟動(dòng)，以下將對(duì)此進(jìn)行描述。可替換地，如果配電系統(tǒng)40不具有負(fù)載管理器64，則控制線46上來(lái)自自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)45的中斷消息可以直接地傳輸?shù)降谝缓偷诙芰吭?7和48中的每個(gè)并且用作啟動(dòng)命令。在該后一種情況中，如圖I所示，中斷消息可以直接應(yīng)用于每個(gè)發(fā)電機(jī)51-53中的發(fā)電機(jī)組控制器22的輸入端。在上述任一種情況中，第一和第二能量源47和48通過(guò)開(kāi)始產(chǎn)生電能來(lái)對(duì)啟動(dòng)命令進(jìn)行響應(yīng)。參考圖3，每個(gè)發(fā)電機(jī)組控制器22或其它類(lèi)型的能量源中的計(jì)算機(jī)獨(dú)立地執(zhí)行軟件同步例程70，該例程70確保來(lái)自所有能量源的交流電被相位同步。該軟件例程是發(fā)電機(jī)組控制器22所執(zhí)行的傳統(tǒng)程序之外的補(bǔ)充，用以控制發(fā)電機(jī)10的操作。同步例程70開(kāi)始于步驟72，在步驟72接收到啟動(dòng)命令。作為響應(yīng)，在步驟74，發(fā)電機(jī)組控制器22經(jīng)由總線20向引擎控制子系統(tǒng)24發(fā)送激活信號(hào)以指示引擎12被啟動(dòng)。隨后，發(fā)電機(jī)組控制器開(kāi)始監(jiān)測(cè)交流發(fā)電機(jī)16產(chǎn)生的輸出電壓的幅度和頻率。特別地，在步驟76，發(fā)電機(jī)組控制器22檢查從輸出傳感器26接收到的信號(hào)以確定這些電參數(shù)。在步驟78，判定輸出電壓的幅度和頻率對(duì)于從交流發(fā)電機(jī)16向并聯(lián)電總線42供電是否是可接受的。例如，交流輸出電壓的頻率應(yīng)該處在交流電的標(biāo)稱(chēng)頻率(50或60Hz)處或在該標(biāo)稱(chēng)頻率的可接受范圍內(nèi)。輸出電壓的幅度也應(yīng)該在標(biāo)稱(chēng)電壓電平(例如，240伏)的預(yù)定公差內(nèi)。如果交流發(fā)電機(jī)16的輸出未達(dá)到可接受電平，則同步例程70的執(zhí)行返回到步驟76。控制處理在步驟76和78之間循環(huán)，直到發(fā)現(xiàn)交流發(fā)電機(jī)輸出達(dá)到可接受電平為止。一旦交流發(fā)電機(jī)的輸出是可接受的，同步例程70進(jìn)行到步驟80，在步驟80判定是否有另一能量源已連接到并聯(lián)電總線42。由發(fā)電機(jī)組控制器22檢查來(lái)自電壓傳感器38 的輸入來(lái)進(jìn)行該判定，其中電壓傳感器38指示在并聯(lián)電總線42上是否有電壓。雖然可以感測(cè)全部三相電壓，但是電壓傳感器38僅檢測(cè)導(dǎo)體B和C之間的相電壓。作為替換，電流傳感器可以代替電壓傳感器38以檢測(cè)總線上的電力。假定第一發(fā)電機(jī)51先于第二發(fā)電機(jī)52達(dá)到可接受的操作電平，因此在并聯(lián)電總線上沒(méi)有電(該總線是“死的”)。此時(shí)，第一發(fā)電機(jī)51執(zhí)行的同步例程70進(jìn)行到步驟82，在步驟82經(jīng)由第一通信鏈路34對(duì)“第一發(fā)電機(jī)接通”消息進(jìn)行廣播，該消息指示能量源47現(xiàn)在處于適當(dāng)?shù)牟僮鳡顟B(tài)并且想要成為連接到并聯(lián)電總線42的第一個(gè)能量源。其它能量源接收到該消息，并且回復(fù)一說(shuō)明它們還未處于可接受的操作電平并許可第一發(fā)電機(jī)51將其電能輸出到并聯(lián)電總線42的應(yīng)答消息。如果在步驟84，沒(méi)有從所有的其它能量源接收到應(yīng)答，同步例程70返回到步驟80以判定是否有另一能量源現(xiàn)在將其電能應(yīng)用于并聯(lián)電總線42。該循環(huán)一直持續(xù)，直到在該總線上發(fā)現(xiàn)電力或從所有其它能量源接收到應(yīng)答消息為止。如果有必要，可以使用標(biāo)準(zhǔn)沖突消解技術(shù)使得其中一個(gè)能量源成為連接到并聯(lián)電總線42的第一個(gè)能量源。當(dāng)接收到所有應(yīng)答消息時(shí)，同步例程70進(jìn)行到步驟86，在步驟86第一發(fā)電機(jī)(發(fā)電機(jī)組)51的發(fā)電機(jī)組控制器22向斷路器驅(qū)動(dòng)器28發(fā)送一個(gè)命令，該斷路器驅(qū)動(dòng)器28接著激活相關(guān)聯(lián)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的電路驅(qū)動(dòng)器56。這使得電路斷路器56將第一發(fā)電機(jī)51的輸出電線30連接到并聯(lián)電總線42。之后，第一發(fā)電機(jī)中電同步例程終止執(zhí)行。此時(shí)，第二發(fā)電機(jī)52繼續(xù)執(zhí)行其同步例程70。由其它能量源產(chǎn)生的電無(wú)法施加于并聯(lián)電總線42，除非該電與該總線上已經(jīng)存在的電是相位同步的。為此，由每個(gè)其它能量源(例如，第二發(fā)電機(jī)52)執(zhí)行的同步例程此時(shí)在步驟80處發(fā)現(xiàn)并聯(lián)電總線42上的第一發(fā)電機(jī)51的電并且分支執(zhí)行到步驟90。在圖3的這個(gè)結(jié)點(diǎn)處，由發(fā)電機(jī)組控制器22確定各個(gè)交流發(fā)電機(jī)16產(chǎn)生的輸出電壓和并聯(lián)電總線42的電壓之間的相位關(guān)系。對(duì)輸出傳感器26檢測(cè)的BC輸出電壓電平進(jìn)行檢查以判定輸出電壓極性角。同時(shí)，使用來(lái)自電壓傳感器38的輸出執(zhí)行并聯(lián)電總線42上的BC電壓的極性角檢測(cè)。這些電壓極性角之間的差指示了能量源產(chǎn)生的交流電是否與并聯(lián)電總線上的交流電同步。作為替換，交流發(fā)電機(jī)輸出端的交流電電流的極性角與并聯(lián)電總線42中的電流的極性角可以用于判定各個(gè)交流發(fā)電機(jī)16的輸出何時(shí)與并聯(lián)電總線42同步。在步驟92，對(duì)這些電壓極性角之間的差進(jìn)行檢查以判定交流發(fā)電機(jī)的輸出是否與并聯(lián)電總線42上的電同步。當(dāng)電壓極性角的差是零或至少少于一預(yù)定小的容許量時(shí)，可以認(rèn)為發(fā)生這樣的同步。如果第二發(fā)電機(jī)52的輸出未處于同步，則軟件同步例程70進(jìn)行到步驟94，在步驟94中發(fā)電機(jī)組控制器22向引擎控制子系統(tǒng)24發(fā)送一個(gè)命令以改變引擎12的速度，由此改變交流發(fā)電機(jī)16的輸出端的頻率。發(fā)電機(jī)組控制器22利用電壓極性角差的幅度以及其發(fā)電機(jī)的輸出是超前還是落后于交流總線電壓來(lái)判定引擎速度應(yīng)該增加還是減少以及增減的量。引擎控制子系統(tǒng)24用常用方法改變引擎12的速度，諸如通過(guò)控制引擎閥門(mén)以改變?nèi)剂瞎?yīng)的方法改變引擎的速度。在發(fā)布引擎速度命令之后，同步例程70返回到步驟90以重復(fù)感測(cè)上述兩個(gè)電壓并且判定它們是否是同步的。結(jié)果，在步驟92，當(dāng)發(fā)現(xiàn)第二發(fā)電機(jī)52的輸出與并聯(lián)電總線42上的電壓同步時(shí)，處理分支進(jìn)行到步驟95。這里，由發(fā)電機(jī)組控制器22向引擎控制子系統(tǒng)24發(fā)送速度命令，該速度命令指示引擎12應(yīng)該操作在用于產(chǎn)生適當(dāng)?shù)碾婎l率(即，50或60Hz)的標(biāo)稱(chēng)速度。然后，在步驟96，發(fā)電機(jī)組控制器向斷路器驅(qū)動(dòng)器28發(fā)送激活信號(hào)，斷路器驅(qū)動(dòng)器28通過(guò) 閉合相關(guān)聯(lián)的電路斷路器57來(lái)進(jìn)行響應(yīng)，由此將第二發(fā)電機(jī)52的輸出電線30連接到并聯(lián)電總線42。由第二發(fā)電機(jī)52所進(jìn)行的同步例程70執(zhí)行在步驟98處終止。這樣，一旦其中一個(gè)能量源連接到并聯(lián)電總線42，每個(gè)其它的能量源將其輸出電壓波形同步到該交流總線電壓。這樣，在每個(gè)能量源47-49中執(zhí)行的同步例程70確保其各個(gè)電輸出與并聯(lián)電總線上已存在的電同步且兼容。因此，每個(gè)其它的能量源獨(dú)立地執(zhí)行同步，這樣消除了外部設(shè)備執(zhí)行同步分析且向每個(gè)能量源發(fā)送分別指令的需要。使用該技術(shù)，既然每個(gè)能量源包含執(zhí)行其自身同步的能力，額外的能量源可以被添加到現(xiàn)有的配電系統(tǒng)40而不必改造之前設(shè)置的設(shè)備和控制裝置。這樣的額外能量源僅需要連接到并聯(lián)電總線42和兩個(gè)通信鏈路34和36。如果不存在負(fù)載管理器64，那么額外的連接可以是連接到來(lái)自自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)45的控制線46，以接收啟動(dòng)命令。雖然在引擎發(fā)電機(jī)組(發(fā)電機(jī)組)51-53的上下文中已經(jīng)描述了同步例程70的操作，但是其它類(lèi)型的能量源中的控制器也執(zhí)行類(lèi)似的程序。其它能量源具有將其電輸出與并聯(lián)電總線42上已經(jīng)存在的電進(jìn)行同步的機(jī)制。例如，風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)和光伏陣列通常具有用于將內(nèi)部DC電壓轉(zhuǎn)換為交流輸出電壓的逆變器?？梢詫?duì)該逆變器進(jìn)行控制以偏移輸出電壓的相位，使得交流電壓波形與供電電線上的交流電壓同步。除了提供該同步之外，本發(fā)明還使得每個(gè)能量源47-49中的控制器執(zhí)行負(fù)載分配，該負(fù)載分配在多個(gè)能量源之間公平地分配負(fù)載所需的電能而不需要額外的集中控制器。這可以通過(guò)使所有的能量源工作在它們最大功率容量的大約相同比例處而實(shí)現(xiàn)。即使能量源47-49不具有相同的發(fā)電容量(即，相同的最大額定功率)，使每個(gè)能量源工作在它們最大功率容量的相同比例實(shí)現(xiàn)了在所有工作的能量源之間公平地分配負(fù)載所需的電能。對(duì)于該負(fù)載分配功能100，每個(gè)發(fā)電機(jī)組控制器22周期性地判定在其輸出端19處供應(yīng)的有功功率和無(wú)功功率兩者的幅度。每個(gè)發(fā)電機(jī)51-53執(zhí)行圖4中流程圖示出的負(fù)載分配功能100。在步驟102，各個(gè)發(fā)電機(jī)組控制器22從相關(guān)聯(lián)的輸出傳感器26讀取輸出電壓和電流電平，并且在步驟104使用常用技術(shù)導(dǎo)出指示已產(chǎn)生的有功功率和無(wú)功功率的值。在步驟106，將有功功率值與發(fā)電機(jī)的最大額定有功功率相比以判定正被產(chǎn)生的最大額定有功功率的百分比，由此得到有功功率百分比。類(lèi)似地，將測(cè)量的無(wú)功功率值與發(fā)電機(jī)的最大額定無(wú)功功率相比以判定正被產(chǎn)生的最大額定無(wú)功功率的百分比，由此得到無(wú)功功率百分比。接著，在步驟108，發(fā)電機(jī)組控制器22經(jīng)由第一通信鏈路34將其有功功率百分比和無(wú)功功率百分比發(fā)送到其它能量源47-49。因此，每個(gè)能量源獲知所有能量源工作所處于的電平。每個(gè)發(fā)電機(jī)組控制器22將其有功功率百分比和無(wú)功功率百分比與其它能量源的有功功率百分比和無(wú)功功率百分比進(jìn)行比較，以判定各個(gè)能量源產(chǎn)生的電能多于或少于所需的其在所有電能中所占的公平份額。例如，在步驟110，給定的發(fā)電機(jī)組控制器22計(jì)算所有有功能量源47-49的平均有功功率百分比，并且計(jì)算所有能量源的平均無(wú)功功率百分t匕。之后在步驟112，發(fā)電機(jī)組控制器22改變各個(gè)交流發(fā)電機(jī)16的操作以產(chǎn)生其最大額定有功功率的平均百分比。對(duì)于是引擎發(fā)電機(jī)組的能量源，通過(guò)改變加入引擎12的燃料流量來(lái)控制有功功率。因此，改變引擎閥門(mén)，直到交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生所需量的有功功率為止。還調(diào) 節(jié)各個(gè)交流發(fā)電機(jī)16的工作，以產(chǎn)生其最大額定無(wú)功功率的平均百分比。通過(guò)改變交流發(fā)電機(jī)16的勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁來(lái)控制無(wú)功功率。每個(gè)能量源47-49周期性地執(zhí)行負(fù)載分配功能100，由此適應(yīng)配電系統(tǒng)40中的動(dòng)態(tài)改變。這樣，所有的能量源趨向于工作在其最大功率容量的相同比例而不需要用于控制負(fù)載分配的單獨(dú)的中心控制器。配電系統(tǒng)40還執(zhí)行其它負(fù)載管理技術(shù)。例如，在一天的某些時(shí)刻，電負(fù)載可以減少到能夠由少于所有可用的能量源有效供應(yīng)的電平。在配電系統(tǒng)位于游艇上的例子中，當(dāng)游艇系泊在港灣時(shí)夜間僅有很少的電設(shè)備是活動(dòng)的。全部電負(fù)載可以包括相對(duì)少量的照明燈，這些照明燈甚至可以由單相電流供電。相反在白天時(shí)，系泊的游艇具有許多活動(dòng)的電負(fù)載，諸如廚房中的烹飪?cè)O(shè)備、娛樂(lè)系統(tǒng)、大量的內(nèi)部照明燈等。因此，在夜間期間的預(yù)定時(shí)間段，游艇的負(fù)載管理器64自動(dòng)地?cái)嚅_(kāi)用于此時(shí)通常不活動(dòng)的預(yù)定電負(fù)載的接觸器62。仍然保持閉合的接觸器連接到并聯(lián)電總線42的B線和C線。接著，負(fù)載管理器64在第二通信鏈路36上向第三發(fā)電機(jī)(發(fā)電機(jī)組)53發(fā)送啟動(dòng)命令。第三發(fā)電機(jī)53是單相能量源，當(dāng)三相的第一發(fā)電機(jī)51和第二發(fā)電機(jī)52中的一個(gè)或兩個(gè)都活動(dòng)時(shí)，第三發(fā)電機(jī)53通常處于休眠狀態(tài)。在第三發(fā)電機(jī)53開(kāi)始產(chǎn)生已經(jīng)與并聯(lián)電總線42上的電同步的可接受的輸出電平之后，第三電路斷路器58閉合以將第三發(fā)電機(jī)的輸出施加到該總線。該事件經(jīng)由第二通信鏈路36被發(fā)送到負(fù)載管理器64，負(fù)載管理器64通過(guò)經(jīng)由該鏈路向第一發(fā)電機(jī)51和第二發(fā)電機(jī)52發(fā)送關(guān)斷命令進(jìn)行響應(yīng)。這些能量源通過(guò)斷開(kāi)各個(gè)電路斷路器56和57并且終止工作來(lái)進(jìn)行響應(yīng)，由此僅留下單相的第三發(fā)電機(jī)
53活動(dòng)以供應(yīng)必須的電能。因此，僅有較小的第三發(fā)電機(jī)53是活動(dòng)的，這減少了引擎燃料消耗并且在夜間使機(jī)器噪聲最小化。在下一早晨的預(yù)定時(shí)刻，負(fù)載管理器64發(fā)出命令并且重新啟動(dòng)休眠的三相的第一能量源47和第二能量源48。一旦這些能量源達(dá)到一定的速度并且其輸出與并聯(lián)電總線42上已有的電同步，則相關(guān)聯(lián)的電路斷路器56或57閉合。在第一能量源47和第二能量源48向并聯(lián)電總線42施加電流之后，第三能量源49從該總線斷開(kāi)連接并且被關(guān)閉。接著，負(fù)載管理器64閉合用于所有負(fù)載的接觸器，使得針對(duì)新的一天對(duì)游艇全力供應(yīng)能量。上述描述主要是作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。雖然已經(jīng)注意到本發(fā)明范圍內(nèi)的各種替換例，但是可以預(yù)期本領(lǐng)域技術(shù)人員從本發(fā)明的實(shí)施例的公開(kāi)內(nèi)容中實(shí)現(xiàn)額外的替換例 是很顯然的。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)該從隨附權(quán)利要求進(jìn)行判定，而不限于上述公開(kāi)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種用于向并聯(lián)電總線供電的發(fā)電機(jī)裝置，其中至少一個(gè)其它的能量源能夠向該并聯(lián)電總線供電，所述發(fā)電機(jī)裝置包括 交流發(fā)電機(jī)，用于產(chǎn)生交流電； 電路斷路器，選擇性地將所述交流發(fā)電機(jī)連接到所述并聯(lián)電總線或?qū)⑺鼋涣靼l(fā)電機(jī)從所述并聯(lián)電總線斷開(kāi)連接； 輸出傳感器，用于感測(cè)所述交流電的電壓和電流中的至少一項(xiàng)； 總線傳感器，用于感測(cè)所述并聯(lián)電總線中的電的電壓和電流中的至少一項(xiàng)；以及 發(fā)電機(jī)組控制器，連接到所述輸出傳感器、所述總線傳感器和所述電路斷路器，并且可操作地連接以控制所述交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁和速度；在將所述交流電施加到所述并聯(lián)電總線之前，所述發(fā)電機(jī)組控制器 a)判定在所述并聯(lián)電總線上是否有電； b)如果所述并聯(lián)電總線上沒(méi)有電，則所述發(fā)電機(jī)組控制器對(duì)所述電路斷路器進(jìn)行操作以使所述交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的所述交流電施加到所述并聯(lián)電總線； c)如果所述并聯(lián)電總線上有電，則所述發(fā)電機(jī)組控制器 1)改變所述交流發(fā)電機(jī)的操作，以對(duì)所述交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的所述交流電與所述并聯(lián)電總線上的電進(jìn)行同步，并且之后 2)對(duì)所述電路斷路器進(jìn)行操作，以將所述交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的所述交流電施加到所述并聯(lián)電總線。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)電機(jī)裝置，進(jìn)一步包括用于驅(qū)動(dòng)所述交流發(fā)電機(jī)的內(nèi)燃機(jī)引擎；并且所述發(fā)電機(jī)組控制器通過(guò)改變所述內(nèi)燃機(jī)引擎的速度來(lái)改變所述交流發(fā)電機(jī)的操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)電機(jī)裝置，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)組控制器通過(guò)改變所述交流發(fā)電機(jī)的速度來(lái)改變所述交流發(fā)電機(jī)的操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)電機(jī)裝置，其特征在于，所述交流發(fā)電機(jī)包括產(chǎn)生磁場(chǎng)的勵(lì)磁繞組；并且所述發(fā)電機(jī)組控制器改變所述交流發(fā)電機(jī)的操作包括改變所述磁場(chǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)電機(jī)裝置，進(jìn)一步包括用于與所有其它能量源交換消息的通信接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)電機(jī)裝置，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)組控制器經(jīng)由所述通信接口發(fā)送消息，向其它能量源通知所述交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的所述交流電將要施加到所述并聯(lián)電總線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)電機(jī)裝置，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)組控制器對(duì)所述電路斷路器進(jìn)行操作，以僅當(dāng)接收到其它能量源的響應(yīng)消息時(shí)將所述交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的所述交流電施加于所述并聯(lián)電總線。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)電機(jī)裝置，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)組控制器還通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)負(fù)載分配功能 確定所述交流發(fā)電機(jī)的給定工作電平； 檢測(cè)每個(gè)其它能量源的工作電平；以及 調(diào)節(jié)所述交流發(fā)電機(jī)的操作，使得所述給定工作電平基本上等于所述其它能量源的工作電平。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)電機(jī)裝置，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)組控制器還通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)負(fù)載分配功能 確定所述交流發(fā)電機(jī)正在工作所處于的最大功率容量的給定百分比； 檢測(cè)每個(gè)其它能量源正在工作所處于的各自的最大功率容量的百分比，由此產(chǎn)生百分比組； 根據(jù)所述給定百分比和所述百分比組計(jì)算平均百分比；以及 調(diào)節(jié)所述交流發(fā)電機(jī)的工作使得所述給定百分比基本上等于所述平均百分比。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)電機(jī)裝置，其特征在于，通過(guò)所述發(fā)電機(jī)組控制器實(shí)現(xiàn)所述負(fù)載分配功能還包括向其它能量源發(fā)送對(duì)于所述給定百分比的指示。
11.一種用于向并聯(lián)電總線供電的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 第一發(fā)電機(jī)裝置，具有第一交流發(fā)電機(jī)，用于在輸出端產(chǎn)生交流電；第一電路斷路器，選擇性地將所述第一交流發(fā)電機(jī)連接到所述并聯(lián)電總線或?qū)⑺龅谝唤涣靼l(fā)電機(jī)從所述并聯(lián)電總線斷開(kāi)連接；第一輸出傳感器，用于感測(cè)所述第一交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電的特性；第一總線傳感器，用于感測(cè)所述并聯(lián)電總線中的電的所述特性；以及，第一發(fā)電機(jī)組控制器，連接到所述第一輸出傳感器、所述第一總線傳感器和所述第一電路斷路器，并且可操作地連接以控制所述第一交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁和速度；和 第二發(fā)電機(jī)裝置，具有第二交流發(fā)電機(jī)，用于在輸出端產(chǎn)生交流電；第二電路斷路器，選擇性地將所述第二交流發(fā)電機(jī)連接到所述并聯(lián)電總線或?qū)⑺龅诙涣靼l(fā)電機(jī)從所述并聯(lián)電總線斷開(kāi)連接；第二輸出傳感器，用于感測(cè)所述第二交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電的參數(shù)；第二總線傳感器，用于感測(cè)所述并聯(lián)電總線中的電的所述參數(shù)；以及，第二發(fā)電機(jī)組控制器，連接到所述第二輸出傳感器、所述第二總線傳感器和所述第二電路斷路器，并且可操作地連接以控制所述第二交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁和速度； 其特征在于，所述第一發(fā)電機(jī)組控制器和所述第二發(fā)電機(jī)組控制器中的每一個(gè)執(zhí)行以下步驟 a)判定在所述并聯(lián)電總線上是否有電； b)如果所述并聯(lián)電總線上沒(méi)有電，則分別操作第一電路斷路器和第二電路斷路器中的一個(gè)以向所述并聯(lián)電總線施加交流電； c)如果所述并聯(lián)電總線上有電，則所述第一發(fā)電機(jī)組控制器或第二發(fā)電機(jī)組控制器 1)改變所述第一交流發(fā)電機(jī)或所述第二交流發(fā)電機(jī)的操作，以對(duì)相應(yīng)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電與所述并聯(lián)電總線上的電進(jìn)行同步；并且之后 2)對(duì)所述第一電路斷路器和所述第二電路斷路器中的相應(yīng)一個(gè)進(jìn)行操作，以將所述交流電施加到所述并聯(lián)電總線。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一發(fā)電機(jī)產(chǎn)生三相電，所述第二發(fā)電機(jī)產(chǎn)生單相電。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一發(fā)電機(jī)是引擎發(fā)電機(jī)組。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二發(fā)電機(jī)是從以下構(gòu)成的組中選擇的光伏陣列、風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)、地?zé)峁┠艿碾妱?dòng)發(fā)電機(jī)、以及熱力泵。
15.一種用于操作發(fā)電機(jī)裝置以向并聯(lián)電總線提供交流電的方法，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)其它能量源也向該并聯(lián)電總線供電，其中，所述發(fā)電機(jī)裝置具有交流發(fā)電機(jī)，用于產(chǎn)生交流電；發(fā)電機(jī)組控制器，用于調(diào)節(jié)所述交流電的電壓和頻率，所述方法包括 所述發(fā)電機(jī)組控制器執(zhí)行以下步驟 a)感測(cè)在所述并聯(lián)電總線上是否有電； b)如果所述并聯(lián)電總線上沒(méi)有電，則對(duì)電路斷路器進(jìn)行操作以使所述交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的所述交流電施加到所述并聯(lián)電總線； c)如果所述并聯(lián)電總線上有電，那么 1)對(duì)所述交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的所述交流電與所述并聯(lián)電總線上的電進(jìn)行同步；并且之后 2)對(duì)所述電路斷路器進(jìn)行操作以將所述交流電施加到所述并聯(lián)電總線。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括 當(dāng)所述發(fā)電機(jī)組控制器判定所述并聯(lián)電總線上沒(méi)有電時(shí)，向所述其它能量源發(fā)送消息；并且僅當(dāng)接收到來(lái)自所有其它能量源的回復(fù)消息時(shí)對(duì)電路斷路器進(jìn)行操作以向所述并聯(lián)電總線施加交流電。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，對(duì)電進(jìn)行同步包括 感測(cè)所述交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電的給定特性的出現(xiàn)； 感測(cè)所述并聯(lián)電總線上的電的特定特性的出現(xiàn)； 判定出現(xiàn)所述給定特性和出現(xiàn)所述特定特性之間的時(shí)間差；以及 改變所述第一發(fā)電機(jī)的操作使得所述時(shí)間差不大于預(yù)定的量。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，改變所述第一發(fā)電機(jī)的操作包括改變所述第一發(fā)電機(jī)的速度。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括所述發(fā)電機(jī)組控制器 測(cè)量所述交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電的第一電平； 檢測(cè)其它能量源產(chǎn)生的電的電平；以及 調(diào)節(jié)所述交流發(fā)電機(jī)的操作使得所述交流發(fā)電機(jī)和所述其它能量源產(chǎn)生的電具有基本上相同的電平。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括 判定所述交流發(fā)電機(jī)工作在給定最大功率容量的第一百分比； 對(duì)于每個(gè)其它能量源，檢測(cè)每個(gè)其它能量源工作在各自的最大功率容量的百分比，由此產(chǎn)生百分比組； 根據(jù)所述第一百分比和所述百分比組計(jì)算平均百分比；以及 調(diào)節(jié)所述第一發(fā)電機(jī)的工作，直到所述交流發(fā)電機(jī)工作在所述給定最大功率容量的所述平均百分比為止。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括向其它能量源發(fā)送對(duì)于所述第一百分比的指示。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，檢測(cè)每個(gè)其它能量源的百分比包括接收來(lái)自每個(gè)其它能量源的值。
23.一種用于操作發(fā)電機(jī)裝置以向并聯(lián)電總線提供交流電的方法，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)其它能量源也能夠向該并聯(lián)電總線供電，其中，所述發(fā)電機(jī)裝置具有交流發(fā)電機(jī)，用于產(chǎn)生交流電；發(fā)電機(jī)組控制器，用于調(diào)節(jié)所述交流電的電壓和頻率，所述方法包括所述發(fā)電機(jī)組控制器執(zhí)行以下步驟 測(cè)量所述交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電的第一電平； 對(duì)于每個(gè)其它能量源，檢測(cè)其產(chǎn)生的電的電平；并且調(diào)節(jié)所述交流發(fā)電機(jī)的操作使得所述交流發(fā)電機(jī)和所述其它能量源產(chǎn)生的電具有基本上相同的電平。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于 測(cè)量電的第一電平包括判定所述交流發(fā)電機(jī)工作在最大功率容量的第一百分比；對(duì)于每個(gè)其它能量源，檢測(cè)每個(gè)其它能量源工作在各自的最大功率容量的百分比，由此產(chǎn)生百分比組；以及 調(diào)節(jié)所述交流發(fā)電機(jī)的工作包括根據(jù)所述第一百分比和所述百分比組計(jì)算平均百分比，并且調(diào)節(jié)所述交流發(fā)電機(jī)使得所述第一百分比基本上等于所述平均百分比。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，檢測(cè)百分比包括接收來(lái)自另一能量源的百分比的指示。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括向每個(gè)其它能量源發(fā)送對(duì)于所述第一百分比的指示。
全文摘要
多個(gè)發(fā)電機(jī)能夠并聯(lián)連接到公共的電總線。每個(gè)發(fā)電機(jī)具有用于調(diào)節(jié)產(chǎn)生的電的電壓和頻率的控制器。在給定發(fā)電機(jī)連接到電總線之前，給定發(fā)電機(jī)的控制器感測(cè)該總線上是否有電；如果沒(méi)有電，則進(jìn)行連接。否則，所述控制器將正在產(chǎn)生的電與該連接出現(xiàn)之前在總線上存在的電進(jìn)行同步。每個(gè)發(fā)電機(jī)中的控制器還能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)載分配功能，這確保多個(gè)發(fā)電機(jī)公平地進(jìn)行分配以提供負(fù)載需要的總電量。通過(guò)控制發(fā)電機(jī)以基本上相同的百分比工作在各自的最大發(fā)電容量，可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載分配。
文檔編號(hào)H02J3/00GK102971927SQ201180029774
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月1日
發(fā)明者D·W·多恩, I·S·弗蘭普頓 申請(qǐng)人:科勒公司