[发明专利]用于负载预测特征的系统和方法及发电机组的调节方法

说明书

本发明公开用于负载预测特征的系统和方法及发电机组的调节方法。一种用于在功率系统和计算机数据处理器装置以及计算机可执行指令中为包括柴油引擎、发电机、调速器和自动电压调节器的柴油发电机组提供负载预测特征的方法、系统和计算机软件，所述计算机可执行指令用于：判定等效线性速度控制系统，其响应大致匹配柴油发电机组的非线性速度响应；基于施加于柴油发电机组的真实功率负载和线性速度控制系统的期望速度响应来判定负载预测特征的至少一个可编程参数；基于测量的真实功率负载和负载预测特征的至少一个可编程参数来产生控制输出；调速器接收控制输出，并且基于控制输出来调整柴油引擎的速度。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年7月24日提交的美国临时专利申请No.62/028,653和2014年8月5日提交的美国临时专利申请No.62/033,482的优先权，每个申请的公开内容整个地通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及交流发电机，更具体地说，涉及一种用于柴油发电机组的负载施加执行的系统和方法。

背景技术

发电机组(“Gensets”)用于为分布式发电系统提供电力，所述分布式发电系统包括基本电力、备用发电和网络支持。电气公用事业的放松管制导致许多客户利用他们的备用柴油发电机组来改进功率质量和/或避免峰值电价。

发电机组通常由柴油引擎、同步机器和两个控制器(调速器和自动电压调节器(“AVR”))构成。现代的基于微处理器的AVR中的一些用用于稳定目的的比例、积分和微分(PID)控制以及各种补充的控制系统来实现，所述各种补充的控制系统包括许多限制器、VAR/PF控制器、调节功能、保护和监视特征。

发电机组的输出频率与柴油引擎的速度成正比。调速器力图使柴油引擎保持恒定速度。调速器被设计为对引擎速度的变化作出响应，充当控制燃料速度以最小化由于发电机组的真实功率负载的突然变化而导致的速度偏差的反馈控制器。与大尺寸发电机不同，许多发电机组可能被期望在单步负载施加中将操作从空载变为满载，这使得引擎速度的变化大或者可能使引擎停转。

国际标准ISO8528-5；2013提供了评定柴油发电机组性能的手段，该手段基于一系列关键性能指标对发电机组进行分类。对于具有G2分类的现代发电机组，与突然负载接受的标称设置点的最大电压偏差不应超过20％，并且最大电气频率偏差不应超过10％。电压恢复时间必须短于6秒，频率恢复时间必须短于5秒。虽然一些柴油发电机组控制器能够满足ISO8528-5；2013的要求，但是这样的控制器的制造昂贵。

减小引擎速度下降的常见方式是在速度下降期间提供附加的电压暂降(voltageclip)。因此，通过减小真实功率负载来实现更快速的引擎速度恢复。各种电压设置点调整(欠频方案)被用于现代的AVR中。已经提出了负载调整方案，该负载调整方案在过渡过程期间暂时减小电压，因此，帮助引擎速度恢复。然而，调速器对引擎速度变化的反应比真实功率变化慢得多。就这点而论，本发明的发明人已经认识到需要一种可以减小当真实功率负载改变时发电机组的引擎速度偏差的系统和方法。

发明内容

本发明提供一种用于为包括柴油引擎、发电机、调速器和自动电压调节器的柴油发电机组提供负载预测特征的方法、系统和计算机软件，该方法、系统和计算机软件包括以下功能：判定等效线性速度控制系统，该线性速度控制系统的响应大致匹配柴油发电机组的非线性速度响应；并且基于施加于柴油发电机组的真实功率负载和线性速度控制系统的期望速度响应来判定负载预测特征的至少一个可编程参数。