[发明专利]发电机功率特性优化系统、方法和装置

权利要求书

1.一种发电机功率特性优化系统，其特征在于，包括：发电机、飞轮、负载、中央处理器、第一交直流转换器和第二双向交直流转换器；

所述发电机分别与所述第一交直流转换器的第一端和所述中央处理器相连接；所述飞轮分别与所述第二双向交直流转换器的第一端和所述中央处理器相连接；所述第一交直流转换器的第二端分别与所述第二双向交直流转换器的第二端和所述负载相连接；所述中央处理器还与所述第二双向交直流转换器的第三端和所述负载相连接；

所述第一交直流转换器用于将所述发电机产生的电能输送至所述负载；

所述第二双向交直流转换器用于将所述飞轮产生的电能输送至所述负载；

所述中央处理器用于获取目标信息，并基于所述目标信息发送第一功率调整指令至所述第二双向交直流转换器，以使所述第一交直流转换器与所述第二双向交直流转换器提供的功率总和跟随所述负载的功率波动变化；其中，所述目标信息包括：所述负载的功率反馈信息、所述负载的运行速率信息、所述飞轮的转速信息和所述发电机的功率反馈信息；

其中，基于所述目标信息发送第一功率调整指令至第二双向交直流转换器，包括：

基于所述负载的功率反馈信息和所述负载的运行速率信息确定所述负载的运行状态；其中，所述运行状态包括：第一加速状态、第二加速状态、第三加速状态、匀速状态、停止状态和制动状态；

基于所述负载的运行状态、所述飞轮的转速信息和所述发电机的功率反馈信息确定所述第二双向交直流转换器的目标输出功率；

基于所述目标输出功率确定第一功率调整指令，并将其发送至所述第二双向交直流转换器；

其中，基于所述负载的功率反馈信息和所述负载的运行速率信息确定所述负载的运行状态，包括：

获取负载功率的采样周期、所述负载的最大运行功率和所述负载达到所述最大运行功率的加速时间；

基于所述采样周期对所述负载的功率反馈信息进行采样，得到所述负载在当前采样间隔内的功率差值；

基于所述功率差值、所述采样周期、所述最大运行功率和所述加速时间确定归一化负载功率斜率；

基于所述归一化负载功率斜率、所述负载的功率反馈信息和所述负载的运行速率信息确定所述负载的运行状态；

其中，基于所述负载的运行状态、所述飞轮的转速信息和所述发电机的功率反馈信息确定所述第二双向交直流转换器的目标输出功率，包括：

获取所述飞轮的待机转速、所述第二双向交直流转换器的当前功率和所述发电机的额定功率；

基于所述负载的运行状态和所述飞轮的转速信息在预设对应关系中确定所述第二双向交直流转换器的输出功率变化量；其中，所述输出功率变化量包括以下任一种：所述负载在当前采样间隔内的功率差值，所述功率差值与飞轮功率增量系数的乘积，零值，所述飞轮的自由升速功率增长速率；飞轮功率增量系数K＝f*(P_f/P_m)，f表示所述归一化负载功率斜率，P_f表示所述飞轮的最大释放功率，P_m表示所述负载的最大运行功率；

基于所述第二双向交直流转换器的当前功率和所述输出功率变化量确定所述第二双向交直流转换器的预输出功率；

在目标状态下，判断所述预输出功率是否大于所述发电机的额定功率剩余值；其中，所述目标状态表示所述负载处于停止状态，且所述飞轮的转速信息表示的当前转速小于所述待机转速；所述额定功率剩余值为所述发电机的额定功率与所述发电机的功率反馈信息表示的实时功率的差值；

若大于或等于，则降低所述预输出功率以得到所述第二双向交直流转换器的目标输出功率；其中，所述第二双向交直流转换器的目标输出功率小于所述发电机的额定功率剩余值；

若小于，则将所述预输出功率作为所述第二双向交直流转换器的目标输出功率；

在非目标状态下，将所述预输出功率作为所述第二双向交直流转换器的目标输出功率。

2.根据权利要求1所述的发电机功率特性优化系统，其特征在于，所述负载包括：第三交直流转换器和负载电机；

所述第三交直流转换器的第一端分别与所述第一交直流转换器的第二端和所述第二双向交直流转换器的第二端相连接；所述第三交直流转换器的第二端与所述负载电机的第一端相连接，所述负载电机的第二端与所述中央处理器相连接。