[发明专利]电气设备、电源系统和制造电气设备的方法

说明书

本公开的实施例提供一种电气设备、具有该电气设备的电源系统以及制造该电气设备的方法。该电气设备包括检测电路，该检测电路耦合到发电机并且被配置为检测发电机的频率。该电气设备还包括控制器，该控制器耦合到检测电路并且被配置为接收指示经检测的频率的第一信号并且响应于确定经检测的频率超出预定频率范围而调整发电机的频率。以这种方式，如果发电机频率超出已配置的限制，则可以实现对去往和来自发电机的电力变化率的主动控制。

技术领域

本公开的实施例总体上涉及一种电气设备、具有该电气设备的电源系统以及制造该电气设备的方法。

背景技术

对于高运行时间的站点，当存在电网故障时，发电机常常可以用作备用电源。一旦电网出现故障，发电机可以被启用以生成电力以被供应给负载。如果负载足够大，发电机的频率可能会显著变化。

许多典型的负载，包括商业、工业和数据中心负载，声称对不超出±5％的频率变化具有高灵敏度，然而，对于100％负载阶跃，典型的发电机声称25％的频率变化。因此，如果发电机瞬间从电网接管整个负载，则发电机的频率变化可能会超出负载所能承受的范围。

一些辅助电源也被用于电源系统，例如不间断电源(UPS)，也称为备用电池，在你的常规电源出现故障或电压下降到不可接受的水平时提供备用电力。作为辅助电源，UPS从能量源(例如电池)向负载提供电力，直到发电机可以开始运行并接管为负载供电。

同样，一个可能的问题是，一旦发电机已启动并可以从UPS接管负载，如果发电机瞬间接管整个负载，则发电机频率也可能有较大的频率变化。

发明内容

本公开的实施例提供了一种电气设备、具有该电气设备的电源系统以及制造该电气设备的方法。

在第一方面，提供了一种电气设备。该电气设备包括检测电路，该检测电路耦合到发电机并且被配置为检测发电机的频率。该电气设备还包括控制器，该控制器耦合到检测电路并且被配置为接收指示经检测的频率的第一信号并且响应于确定经检测的频率超出预定频率范围而调整发电机的频率。

通过使用第一方面的方案，如果发电机的频率超出可承受的范围，则发电机的频率变化可以由电气设备进行监测和调整。以这种方式，如果发电机频率超出已配置的限制，则可以实现对去往和来自发电机的电力变化率的主动控制。在超出频率限制之前不会干预与发电机相关联的电源，在超出频率限制时改变电力的变化率以防止超出频率限制。

在一些实施例中，检测电路还耦合到负载并被配置为检测负载所消耗的电力，并且其中控制器还被配置为接收指示由负载所消耗的电力的第二信号并且基于第二信号来将发电机的频率调整一个频率量。

在一些实施例中，控制器还被配置为通过基于第一信号和第二信号调整从发电机到负载的电力水平来调整发电机的频率。

通过测量负载所消耗的电力和发电机的频率，控制器可以确定在发电机处要被调整的频率量或特定电力水平，这可以导致更精确和有效的调整。

在一些实施例中，电气设备还包括耦合到发电机和控制器的整流器；耦合整流器和控制器的能量存储装置；以及耦合能量存储装置与控制器的逆变器。控制器被配置为使整流器、能量存储装置和逆变器调整从发电机到负载的电力水平。

因此，为了实现发电机处的频率的自动调节，还可以采用UPS 140的整流器、逆变器和能量存储装置来执行能量传送和转换，这些都是用于该解决方案的必要组件。

在一些实施例中，控制器还被配置为响应于确定经检测的频率超出预定频率范围的上阈值频率，基于检测频率和上阈值频率来确定要被调整的频率量；基于频率量和由负载所消耗的电力来确定电气设备要加载的电量；并且通过对能量存储装置放电，将电量从能量存储装置递送到发电机。