[發明專利]電力系統及其控制方法和設備

有效

• 申請號: 201711456039.4
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108281953B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 湯米·坎卡恩蘭塔;維萊·瑙曼倫
• 申請（專利權）人: 丹佛斯移動電氣化公司
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;H02J7/34
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 韓峰;孫志湧

本發明涉及電力系統及其控制方法和設備。電力系統包括電能源(106?110)和用于按照所述電力系統所產生的電力的目標值來控制電能源的控制設備(101)。所述控制設備基于控制值以及啟用和停用限度來啟用和停用所述電能源。所述控制值可以是電力的目標值或實際值。所述控制設備根據所述目標值以及根據針對所述激活的電能源定義的電力共享來控制激活的電能源。可基于電能源的性質以及電力系統的主要操作情形來確定電能源的啟用和停用限度以及啟用和停用次序。

技術領域

本公開大致上涉及包括電能源的電力系統，所述電能源諸如——舉例但并非一定——是內燃機驅動的發電機、電池和/或燃料電池。更具體地，本公開涉及用于控制電力系統的控制設備、方法和計算機程序。

背景技術

在許多情況下，電力系統包括電能源，電能源各自可被獨立地啟用和停用，使得電能源中的不同電能源可在不同時刻為激活的。電力系統可以是例如船舶或輪渡的電力系統的部分，在這種情況下，電力系統通常被布置成向一個或多個推進電機、船舶或輪渡的交流電壓網絡和/或諸如(例如)一個或多個船首推進器電機的其他負載供應電力。電機有利地是設置有逆變器的交流“AC”電機，逆變器用于將直流電壓軌的直流電壓轉換成適于AC電機的交流電壓。電能源中的每個可以是例如內燃機驅動的發電機、電池或燃料電池。

與上述類型的電力系統相關的內在挑戰是需要控制電能源，使得在電力系統的每種操作情形下，電能源的最佳或至少接近最佳的子集是激活的。選擇要啟用或停用的電能源時有重要意義的因素是：需要由電力系統產生的電力、電能源的操作成本、電能源的效率、電能源的起動特性、電能源的使用壽命和/或諸如電力系統的操作模式的其他因素。在船舶或輪渡的情況下，操作模式可以是例如公海操作和港口操作。在該文獻中，術語“效率”意指電能源的輸出電力與電能源的輸出電力與損耗的總和之比。起動特性可意指例如啟用能源以產生電力所需的時間和能量。例如，充電的電池不需要時間和外部給予的能量來啟用以產生電能，但是內燃機驅動的發電機需要時間和外部給予的能量來起動內燃機。

發明內容

以下展示了簡化的總結，以便提供對各種發明實施例的一些方面的基本理解。該總結并不是本發明的外延概述。既不旨在辨識本發明的關鍵或極重要的要素，又不旨在勾勒本發明的范圍。以下的總結僅僅以簡化形式展示了本發明的一些構思，是作為例示本發明實施例的更詳細描述的序言。

按照本發明，提供了一種用于控制電力系統的新方法，該電力系統包括用于向電力系統的一個或多個負載供應電力的電能源。

根據本發明的一種方法包括：

-接收電力系統所產生的電力的目標值，

-響應于控制值超過啟用限度的情形而從所述電能源中的閑置的電能源之中啟用一個電能源，所述控制值取決于所述電力的目標值或所述電力的實際值，

-響應于控制值下降至低于停用限度的情形，從電能源中的激活的電能源之中停用一個電能源，以及

-根據所述目標值以及根據針對所述電能源中的激活的電能源定義的電力共享來控制所述電能源中的激活的電能源。

可基于電能源的性質以及電力系統的主要操作模式來確定電能源的以上提到的啟用限度和停用限度以及啟用和停用次序。因此，上述方法允許在控制電能源時考慮若干因素。這些因素可包括例如：電能源的操作成本、電能源的效率、電能源的起動特性和/或電能源的可服務的壽命。電能源有利地被啟用和停用，使得每次正好激活的電能源可在其有利負載范圍內操作。

按照本發明，還提供了一種用于控制電力系統的新控制設備，該電力系統包括用于向電力系統的一個或多個負載供應電力的電能源。

根據本發明的控制設備包括：信號輸出，其用于發送用于控制所述電能源的控制信號；信號輸入，其用于接收所述電力系統所產生的電力的目標值；以及控制器，其被配置成：