用于多个发电机组的控制系统技术方案

用于多个发电机组的控制系统包括多个控制器和数据链路。多个控制器中的每一个与多个发电机组中的至少一个操作地相关联。多个控制器配置为基于多个操作模式，控制多个发电机组中的每一个的功率输出。多个操作模式中的每一个配置为用于与负载相关联的功率消耗场景。数据链路将多个控制器中的每一个与多个控制器中的至少另一个连接。多个控制器进一步配置为从多个操作模式中选择当前操作模式，用于多个发电机组，并基于当前操作模式控制多个发电机组中至少一个的功率输出。

【技术实现步骤摘要】
用于多个发电机组的控制系统
本专利技术一般涉及用于控制到达负载的功率输出的系统和方法，以及更具体地涉及用于控制多个发电机组的到达负载的功率输出的系统和方法。
技术介绍
许多工业利用发电机组在工业场所将功率提供给负载。负载可包括工业场所中需要或要求电力供应的任何系统、机器和/或设备。发电机组通常可包括发电机和原动机，例如发动机。作为发电机组运作的发动机，所述发动机的机械旋转可驱动发电机，从而产生电力。发动机组通常如此配置，以便于当以给定功率水平运转时，发电机组的发动机将以基本一致的转矩和转速驱动发电机，从而产生具有基本一致的特征的电力输出，例如但不限于频率和电压。在某些发电机组应用中，负载所需要或要求的功率水平大于单个可用的发电机组能够提供给负载的动力水平。相应地，在这种情况下，可并联连接多个发电机组，以满足负载的功率需求。当操作多个发电机组为负载供电时，优选地，功率需求将保持相对恒定并且，因此，所有可用的发电机组将连续起作用，以最佳效率产生电力。然而，在实际中，负载的功率需求在负载的子负载被激活和禁用时可能波动，从而要求联机或脱机的发电机组的数量在任何给定的时间变化。类似地，在某些工业应用中，工业场所的不同工作条件和/或操作可能改变负载的所需功率输出，从而要求从有功功率生成中添加或移除发电机组。因此，使用了用于多个发动机组的控制系统，以调节从多个发电机组到负载的功率输出。在用于功率发电机的现有控制系统中，例如美国专利申请公开号为2009/0312885(“用于钻探功率供应和存储系统的管理系统”)的专利所公开，基于所推荐的功率设置，功率生成控制器可监控负载，并存储和/或提供补充功率。然而，如果此种补充功率不足或如果其大于负载可接受的能力，这种现有技术的电力系统可能容易遭受低效率或甚至故障。在某些行业中，提供给负载的功率不充分或不精确可导致工业操作中断甚至设备损坏。因此，为有效控制从多个发电机组到达负载的功率输入，需要有利用工业和/或操作定制的操作模式的发电机组控制系统和方法。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，本文公开了用于多个发电机组的控制系统。多个发电机组可配置从而为负载提供功率。该系统可包括多个控制器和数据链路。多个控制器中的每一个与多个发电机组中的至少一个可操作地相关联，并且多个发电机组中的每一个可操作地与多个控制器中的至少一个相关联。多个控制器可配置为基于多个操作模式控制多个发电机组中的每一个的到达负载的功率输出。多个操作模式中的每一个可配置为用于与负载相关联的功率消耗场景。数据链路可将多个控制器中的每一个与多个控制器中的至少另一个控制器连接。多个控制器可进一步配置为从多个操作模式中选择当前操作模式，用于多个发电机组，并基于当前操作模式控制多个发电机组中至少一个的功率输出。根据本专利技术的另一方面，公开了用于向外部负载提供电力的电力系统。电力系统可包括多个发电机组、传输网络、多个控制器和数据链路。多个发电机组可配置成为外部负载产生电力。传输网络可配置成向外部负载提供由多个发电机组产生的电力。多个控制器中的每一个与多个发电机组中的至少一个可操作地相关联，并且多个发电机组中的每一个与多个控制器中的至少一个可操作地相关联。多个控制器可配置为基于多个操作模式控制多个发电机组中的每一个的到达外部负载的功率输出。多个操作模式中的每一个可配置为用于与外部负载相关联的功率消耗场景。数据链路可将多个控制器中的每一个与多个控制器中的至少另一个控制器连接。多个控制器可进一步配置为从多个操作模式中选择当前操作模式，用于多个发电机组，并基于当前操作模式控制多个发电机组中至少一个的功率输出。根据本专利技术的又一方面，公开了通过多个发电机组控制到达负载的功率输出的方法。方法可包括提供多个操作模式，多个操作模式中的每一个配置为用于与负载相关联的功率消耗场景。方法可进一步包括从多个操作模式中选择当前操作模式用于多个发电机组。方法可进一步包括在多个控制器之间进行通信，以基于当前操作模式确定最佳发电机组控制模式，多个控制器中的每一个与多个发电机组中的至少一个可操作地相关联。方法可进一步包括基于当前操作模式和最佳发电机控制操作，控制多个发电机组中的至少一个的功率输出。本专利技术的这些和其他方面和特征参照附图将更好地理解。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的示例性电力系统的示意图。图2是根据图1和本专利技术的实施例，图1的电力系统的或与其相关联的示例性控制系统的示意框图。图3是根据图1和本专利技术的实施例，图1的电力系统的或与其相关联的，以可替代控制器配置为特征的示例性控制系统的示意框图。图4是根据本专利技术的与图1-3的控制系统相关联的视觉显示器的简化侧视图，显示出用于图1中的电力系统的组件的操作模式。图5是根据本专利技术的实施例，示例性电力系统10示意图，其中受电力系统提供电力的负载是石油钻机。图6是根据本专利技术，与图2和图3的控制系统和图5的电力系统相关联的视觉显示器的简化侧视图，显示出用于图5中的电力系统的组件的操作模式，因为它们与用于石油钻机的操作模式相关联。图7是根据本专利技术的实施例的流程图，示出通过多个发电机组控制到达负载的功率输出的方法。尽管参照某些示例性实施例以下将给出详细描述，但应当理解，附图并不必用于限定范围并且所公开的实施例有时是以图解以及局部的视图显示。此外，在某些情况下，可能省略了一些用于理解本公开主题的必要的细节或过于难以觉察的其他细节。因此应该理解，本专利技术不限于本文所公开或所示的特定实施例，而是所有公开和权利要求中的充分理解，以及其上的任何等价物。具体实施方式现参照附图以及具体参考图1，示出了示例性电力系统10。电力系统10可配置为向外部负载12提供主功率和/或备用功率。在一些示例中，备用功率可包括当从实用电网(未示出)提供给外部负载12的电力中断时的及时储备电力。如在图1的示例性描述中所示，电力系统10可包括多个发电机组14，包括但不限于：第一发电机组14a、第二发电机组14b以及第三发电机组14c。当然，多个发电机组14可包括少于三个发电机组14a，14b以及14c，或多个发电机组14可包括任何数量的额外发电机组14，最多数量达14n中的“n”。发电机组14中的每一个可相互连接并通过传输网络16和多个连接件18连接到外部负载12上。外部负载12可以是任何类型的配置为接收由发电机组14提供的电力的功率消耗系统和/或设备，从而利用来自发电机组14的电力来执行某种类型的任务。外部负载可包括但不限于，包括：灯、发动机、加热原件、电子电路、制冷设备、空调单元、计算机服务器、加热装置、电动滑轮系统、钻孔装置、定位致动器等。例如，外部负载12可包括一个或多个利用不间断电力来执行一种或多种关键和/或敏感任务的系统和/或设备。相应地，在一些示例中，利用不间断电力的电负载12可包括但不限于，包括出现在在医院、机场、计算机服务器、电信设施、石油钻机场所、钻探操作和/或任何工业应用中的负载。传输网络16可以是用于将发电机组14产生的电力分发到外部负载12的任何电传输系统。例如，传输网络16可包括一个系统，该系统包括发电站、传输线、连接装置(例如变压器、电开关、功率继电器、断路器、等等)以及本领域所知的用于在电网分发电力的其他合适的设备。在一些示例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多个发电机组的控制系统，所述多个发电机组配置为向负载提供功率，所述系统包括：多个控制器，所述多个控制器中的每一个与所述多个发电机组中的至少一个操作地关联，且所述多个发电机组中的每一个与所述多个控制器中的至少一个操作地关联，所述多个控制器配置为，基于多个操作模式，控制所述多个发电机组中的每一个的到达负载的功率输出，所述多个操作模式中的每一个配置为用于与所述负载相关联的功率消耗场景；以及将所述多个控制器中的每一个与所述多个控制器中的至少另一个控制器连接的数据链路。所述多个控制器配置为：从所述多个操作模式中选择当前操作模式用于所述多个发电机组，以及基于所述当前操作模式控制所述多个发电机组中的至少一个的功率输出。

【技术特征摘要】
2016.10.19 US 15/2978431.一种用于多个发电机组的控制系统，所述多个发电机组配置为向负载提供功率，所述系统包括：多个控制器，所述多个控制器中的每一个与所述多个发电机组中的至少一个操作地关联，且所述多个发电机组中的每一个与所述多个控制器中的至少一个操作地关联，所述多个控制器配置为，基于多个操作模式，控制所述多个发电机组中的每一个的到达负载的功率输出，所述多个操作模式中的每一个配置为用于与所述负载相关联的功率消耗场景；以及将所述多个控制器中的每一个与所述多个控制器中的至少另一个控制器连接的数据链路。所述多个控制器配置为：从所述多个操作模式中选择当前操作模式用于所述多个发电机组，以及基于所述当前操作模式控制所述多个发电机组中的至少一个的功率输出。2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述多个控制器包括多个发电机组控制器，所述多个发电机组控制器中的每一个对应于所述多个发电机组中的一个，并与所述多个发电机组中的所述对应的一个操作地相关联，并且其中，所述多个发电机组控制器中的每一个彼此相互通信，以基于所述当前操作模式确定最佳发电机组控制操作。3.根据权利要求2所述的控制系统，其中，所述多个发电机组控制器中的第一发电机组控制器配置为命令所述发电机组的第一发电机组、为所述多个发电机组控制器中的至少另一个发电机组控制器提供电力并与其通信、确定所述多个操作模式中的哪一个发电机组操作模式，基于此所述第一控制器将控制所述第一发电机组的功率输出。4.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述多个控制器包括主控制器和多个发电机组控制器，所述多个发电机组控制器中的每一个对应于所述多个发电机组中...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·格迪斯，V·加纳德汉，E·施罗德，S·诺夫辛格，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国,US