[发明专利]减少发电机组的启动时间的方法和系统

说明书

提供了一种发电的方法和系统，以减少用于向公用电网或负载提供所需动力的发电机组的启动时间。发电机组包括发电机、涡轮增压器和能量存储装置。发电机包括发动机。发电机组响应于发电机组启动信号而加速发电机的发动机速度以达到同步速度。通过启用能量存储装置来向发电机和涡轮增压器中的至少一者供应动力，发动机速度被更快地加速。然后发电机向公用电网或负载供应动力。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年10月8日提交的题为“METHOD AND SYSTEM FOR REDUCING ASTARTUP TIME OF A GENSET”的美国临时申请序列号62/912,126的优先权，其全部公开内容通过引用明确地并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及控制发电机组(genset)，尤其涉及控制发电机组以产生供应到公用电网或负载的电力。

背景技术

发电机组广泛地用于当建筑物或场所(例如医院、数据中心、购物中心、工厂等)中的电力发生故障时开始的发电。发电机组还用于向电网提供电力，用作能量储备或用作削峰机构。发电机组通常包括原动机，例如将燃料转换成机械动力以旋转交流发电机的内燃(IC)发动机或发电机。交流发电机以最适于传输和利用的线电压和频率将机械能转换成可用电能。

在发电机组可操作以向可包括公用电网网络的负载提供全功率之前，启动已关闭一段时间的发电机组可能涉及显著的时间延迟、控制的短暂困难和电力输出的缺乏。因此，现有技术的发电机组面临这样的挑战：在发电机组被启用之后需要不期望的、其间不提供电力的、长的时间间隔。

图1示出了在正常操作条件100期间和在停电114期间的典型配电系统，其中在条件100期间的系统包括公用电网102，公用电网102也称为电网，其向负载104提供电力，该负载104包括例如计算装置106、家用电器108和数据中心110。在正常操作条件期间，电网102向负载104提供足够的电力，其中发电机组112从电网102断开并充当备用发电机。在停电条件114下，系统用发电机组112代替电网102来向负载104提供电力，同时公用设施公司解决在公用电网102中引起停电的问题。在这期间，电网102与发电机组112断开，以避免电流流入公用电网102，这可能干扰维修工作。此外，作为另选示例，在正常操作条件100期间，发电机组112可连接到电网102并主动向电网102提供电力作为能量储备，其中操作电网102的电力公司可以预定价格购买从发电机组112产生的电力。在另一示例中，发电机组以削峰模式操作，以向负载104提供所需的一些电力，从而降低电网102的峰值电力需求。这种配置的一个优点是，电网102的用户被收取基于用户消耗的峰值电力的“需求费用”，因此削峰补充了来自电网的电力以抑制峰值，从而降低了用户的公用设施帐单。

图2示出了如图1所示的典型的已知发电机组112的组件。在图2中，虚线表示电流(包括电信号和电功率)，实线表示质量流(包括液体和气体)。发电机组112的主要组件是：发电机200、控制器202、燃料系统204、进气系统206、涡轮增压器系统208、排气系统210以及一个或更多个电池212。发电机200的组件是：发动机214、润滑系统216、速度控制系统218、冷却剂系统220、点火系统222、起动电动机224和交流发电机226。发电机组112联接到将发电机组112连接到负载104的一组断路器228，并且负载104联接到将负载104连接到电网102的另一组断路器230。