[发明专利]电力系统及其控制方法和设备

说明书

本发明涉及电力系统及其控制方法和设备。电力系统包括电能源(106‑110)和用于按照所述电力系统所产生的电力的目标值来控制电能源的控制设备(101)。所述控制设备基于控制值以及启用和停用限度来启用和停用所述电能源。所述控制值可以是电力的目标值或实际值。所述控制设备根据所述目标值以及根据针对所述激活的电能源定义的电力共享来控制激活的电能源。可基于电能源的性质以及电力系统的主要操作情形来确定电能源的启用和停用限度以及启用和停用次序。

技术领域

本公开大致上涉及包括电能源的电力系统，所述电能源诸如——举例但并非一定——是内燃机驱动的发电机、电池和/或燃料电池。更具体地，本公开涉及用于控制电力系统的控制设备、方法和计算机程序。

背景技术

在许多情况下，电力系统包括电能源，电能源各自可被独立地启用和停用，使得电能源中的不同电能源可在不同时刻为激活的。电力系统可以是例如船舶或轮渡的电力系统的部分，在这种情况下，电力系统通常被布置成向一个或多个推进电机、船舶或轮渡的交流电压网络和/或诸如(例如)一个或多个船首推进器电机的其他负载供应电力。电机有利地是设置有逆变器的交流“AC”电机，逆变器用于将直流电压轨的直流电压转换成适于AC电机的交流电压。电能源中的每个可以是例如内燃机驱动的发电机、电池或燃料电池。

与上述类型的电力系统相关的内在挑战是需要控制电能源，使得在电力系统的每种操作情形下，电能源的最佳或至少接近最佳的子集是激活的。选择要启用或停用的电能源时有重要意义的因素是：需要由电力系统产生的电力、电能源的操作成本、电能源的效率、电能源的起动特性、电能源的使用寿命和/或诸如电力系统的操作模式的其他因素。在船舶或轮渡的情况下，操作模式可以是例如公海操作和港口操作。在该文献中，术语“效率”意指电能源的输出电力与电能源的输出电力与损耗的总和之比。起动特性可意指例如启用能源以产生电力所需的时间和能量。例如，充电的电池不需要时间和外部给予的能量来启用以产生电能，但是内燃机驱动的发电机需要时间和外部给予的能量来起动内燃机。

发明内容

以下展示了简化的总结，以便提供对各种发明实施例的一些方面的基本理解。该总结并不是本发明的外延概述。既不旨在辨识本发明的关键或极重要的要素，又不旨在勾勒本发明的范围。以下的总结仅仅以简化形式展示了本发明的一些构思，是作为例示本发明实施例的更详细描述的序言。

按照本发明，提供了一种用于控制电力系统的新方法，该电力系统包括用于向电力系统的一个或多个负载供应电力的电能源。

根据本发明的一种方法包括：

-接收电力系统所产生的电力的目标值，

-响应于控制值超过启用限度的情形而从所述电能源中的闲置的电能源之中启用一个电能源，所述控制值取决于所述电力的目标值或所述电力的实际值，

-响应于控制值下降至低于停用限度的情形，从电能源中的激活的电能源之中停用一个电能源，以及

-根据所述目标值以及根据针对所述电能源中的激活的电能源定义的电力共享来控制所述电能源中的激活的电能源。

可基于电能源的性质以及电力系统的主要操作模式来确定电能源的以上提到的启用限度和停用限度以及启用和停用次序。因此，上述方法允许在控制电能源时考虑若干因素。这些因素可包括例如：电能源的操作成本、电能源的效率、电能源的起动特性和/或电能源的可服务的寿命。电能源有利地被启用和停用，使得每次正好激活的电能源可在其有利负载范围内操作。

按照本发明，还提供了一种用于控制电力系统的新控制设备，该电力系统包括用于向电力系统的一个或多个负载供应电力的电能源。

根据本发明的控制设备包括：信号输出，其用于发送用于控制所述电能源的控制信号；信号输入，其用于接收所述电力系统所产生的电力的目标值；以及控制器，其被配置成：