[發明專利]與發電機聯用的負載切斷控制模塊

無效

• 申請號: 201380020686.4
• 申請日: 2013-04-17
• 公開（公告）號: CN104272556A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 弗朗西斯·X·威德爾;雅各布·J·托馬斯;史蒂文·J·威爾考克斯;格雷格·維斯施塔特;卡邁恩·福特
• 申請（專利權）人: 杰耐瑞克動力系統公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華;何月華

技術領域

本發明總體涉及負載管理系統，尤其涉及用于當發電機將電功率供給到電力系統時(例如，當通常可用的公用電源被中斷或者由于其他原因不可用時)，自動地添加和切斷發電機上的電力負載的設備。

背景技術

發電機具有廣泛的應用。通常，發電機以待機模式操作，在待機模式中，通過公用電源所提供的電功率被監控，使得如果來自公用電源的商用電功率停用或者由于其他原因被中斷一定的時段，則發電機的引擎自動或者由用戶手動地啟動，使發電機提供應急電功率或者備用電功率。更具體地，引擎驅動交流發電機，提供電流以通常通過專用的配電面板(即，轉換面板)對所選擇的被連接到發電機的電力負載(電路)供電。

當通過交流發電機所生成的電功率達到用戶期望的預定的電壓和頻率時，轉換開關將由用戶利用的負載從商用輸電線轉換到發電機。發電機然后將電功率供給到所選擇的負載，這些負載通常被視為關鍵負載，例如，HVAC設備、冰箱、照明設備、油池泵、井泵、和醫療設備(如果適用的話)。

美國國家電氣規范的2008版本(NEC?2008)要求增大額定發電機輸出與發電機上最大可能載荷的比值。因此，為了滿足NEC規定的供給/負荷要求，與以前所需的發電機相比，當今需要更大的發電機，或者必須限制連接到發電機的負載。更大的發電機通常在購置成本和操作成本上更昂貴、具有更大的物理占用空間、且噪聲更大。例如，當發電機用來對住宅提供應急功率或者備用功率時，通常期望掩蓋或者通過其他方式淡化發電機的外觀。類似地，許多房主協會(homeower's?association)具有噪音排放規格，這最終限制可以使用的發電機的尺寸。因而，通常需要體積較小的發電機。然而，降低發電機的物理尺寸通常會導致發電機的額定功率輸出的降低，這會限制在公用電源中斷期間由發電機供電的電力負載的數量。然而，甚至當公用電源不可用時，許多用戶更愿意對盡可能多的電力負載供電。采用NEC?2008，可連接到發電機的負載的數量進一步受到限制。

工程師在設計較小的發電機而不犧牲功率輸出所面對的挑戰之一是：當發電機用來在公用電源中斷或故障期間將電功率供給到連接到發電機的負載時，防止發電機的過載。一個解決方案需要電工通過轉換面板僅硬線化(hardwire)發電機能夠支持的那些負載。因此，對于該傳統的有線方法，如果發電機的尺寸被設計成供給200安培(Amp)的輸出，例如，連接到發電機的電力負載通過轉換面板的總的電流消耗會被限制到約200Amp。NEC?2008允許用戶使他們的監控的功率使用例如持續30天作為用于峰值功率使用的記錄。該數據然后可以用來選擇合適尺寸的發電機。然而，該過程通常是昂貴的且通常將導致用戶需要或者要求更大尺寸的發電機。

另一類型的解決方案是使用控制模塊，例如，在第2007/0222295號美國公開所描述的控制模塊，其基于在發電機上產生的要求來添加或者切斷負載。采用該基于微處理器的模塊，如果給定的負載被關閉或者以其他方式沒有對發電機加載，則控制模塊將負載添加在發電機上。類似地，如果聯機負載的電流消耗超過發電機的額定輸出或者過載條件的一些其他代表值，則控制模塊將命令信號提供到一個或多個遠程可控開關以切斷(在電學上斷開連接)一個或多個電力負載，直到在發電機上的負荷匹配于或者低于發電機的額定輸出。多個負載通常被劃分優先級，通過劃分優先級設置添加或者切斷負載的次序，即，遠程可控開關被切換。在該方面，如果將新的負載添加到待由發電機供電的負載，則負載必須被重新劃分優先級。該重新劃分優先級通常需要電工對負載如何連接到轉換面板或者改變遠程可控開關和負載的關聯性進行重新布線，使得控制模塊以正確的次序連接負載和與負載斷開連接。

發明內容

本發明旨在與由發電機供電的電力系統聯用的負載管理設備，該負載管理設備選擇性地添加和切斷在發電機上的負載以防止發電機過載。負載管理設備在學習模式期間學習各個負載的負載曲線且執行一個或多個負載切斷過程以控制哪個電力負載加載到發電機。基于預置的偏好順序，負載管理設備不需要添加或切斷負載。在該方面，負載管理設備不限于當新負載被添加到電力系統時要求熟練的專業人員(例如，持證電工)重新布線的預布線布置。