專利名稱：混合型發(fā)電機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及發(fā)電機(jī)組，更具體地，涉及便攜式發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其包括具有發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)組。
背景技術(shù)：
已知的是一般家庭使用的或較大規(guī)模的商業(yè)樓宇，例如醫(yī)院，使用的儲能系統(tǒng)和便攜式(或輔助的)電力系統(tǒng)。同樣，輔助電力系統(tǒng)可被用于為多種類型的設(shè)備提供電力，例如燈光、音響系統(tǒng)、游樂園的游樂設(shè)施、現(xiàn)場機(jī)械或工具、或移動(dòng)應(yīng)急系統(tǒng)。電力系統(tǒng)可包括發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的組合(也被稱作發(fā)電機(jī)組)，其可包括驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電壓輸出的柴油或汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。·
其他電力系統(tǒng)可包括能夠直接作為動(dòng)力源的光伏，并且其可被反饋到當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)，例如公共電網(wǎng)。另一電力系統(tǒng)可包括柴油發(fā)電機(jī)組，或發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組。發(fā)電機(jī)提供交流電(AC)至接線盒或匯流條以驅(qū)動(dòng)負(fù)載源。這類系統(tǒng)需要使用穩(wěn)壓器或調(diào)速器，以及發(fā)電機(jī)電壓穩(wěn)壓器使發(fā)動(dòng)機(jī)在恒定的發(fā)動(dòng)機(jī)速度下運(yùn)行。系統(tǒng)通常需要轉(zhuǎn)換開關(guān)，以在電源故障時(shí)斷開負(fù)載與公共電源的連接，將發(fā)電機(jī)和負(fù)載連接。此外，通常發(fā)電機(jī)需要發(fā)動(dòng)機(jī)在預(yù)定的速度運(yùn)行，以在適當(dāng)?shù)念l率提供電力。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)未根據(jù)給定的負(fù)載運(yùn)行在最佳速度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的效率可能很差。例如，典型的同步發(fā)電機(jī)組的發(fā)動(dòng)機(jī)必須在固定的速度(通常是1800或3600 (每分鐘轉(zhuǎn)速)RPM)運(yùn)行，以產(chǎn)生所需的60Hz頻率輸出電壓。當(dāng)?shù)洼敵鲐?fù)載或無輸出負(fù)載時(shí)，所需消耗的燃料很大一部分用以保持中到高的發(fā)動(dòng)機(jī)速度，從而導(dǎo)致系統(tǒng)非常低效。此外，已知發(fā)電機(jī)組的另一缺點(diǎn)發(fā)生在當(dāng)電力系統(tǒng)經(jīng)歷瞬間大負(fù)載時(shí)，例如來自大電機(jī)或加熱元件，發(fā)動(dòng)機(jī)不能實(shí)時(shí)響應(yīng)，造成頻率的短暫下降，并且對于電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可能還有電壓的短暫下降。因此，需要提供一種比現(xiàn)有系統(tǒng)更有效的由便攜式發(fā)電機(jī)組提供電力的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一方面，一種便攜式發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，用以為負(fù)載源提供電力。發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，以提供發(fā)電機(jī)交流(AC)電力輸出。能量儲存系統(tǒng)(ESS)提供ESS直流(DC)電力輸出。第一逆變器連接到發(fā)電機(jī)，用以接收發(fā)電機(jī)的AC電力輸出并且提供DC電力輸出。第二逆變器連接到第一逆變器和ESS，用以從第一逆變器和ESSDC電力輸出接收DC電力輸出，提供AC電力輸出。第一電力模式包括，發(fā)電機(jī)保持對應(yīng)于負(fù)載源的指定的電力需求的第一發(fā)電機(jī)電力輸出水平，和ESS提供額外的第一 ESS電力輸出水平以滿足負(fù)載源的指定電力需求。


通過接下來對說明性的實(shí)施例結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將得以明顯體現(xiàn)。由于圖示旨在清晰，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員結(jié)合詳細(xì)說明能夠理解本發(fā)明，附圖的各種特征并非按比例繪制。在附圖中圖I示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的原理框圖；以及圖2示出圖I中的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的原理框圖,進(jìn)一步包括附加組件。
具體實(shí)施例方式參照圖I，在本發(fā)明一實(shí)施例中，便攜式發(fā)電機(jī)系 統(tǒng)10向負(fù)載源14提供電力。系統(tǒng)10包括發(fā)電機(jī)組20,該發(fā)電機(jī)組20包括電動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)21,例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī),其給發(fā)電機(jī)22提供動(dòng)力以從發(fā)電機(jī)22提供交流(AC)電力輸出24。例如,發(fā)電機(jī)22可為永磁發(fā)電機(jī)。能量儲存系統(tǒng)(ESS)30從ESS 30提供直流(DC)電力輸出34。ESS可包括鋰離子電池。第一逆變器40連接到發(fā)電機(jī)22用以接收AC電力輸出24，并且提供DC電力輸出44。來自第一逆變器的DC電力輸出44也可為ESS充電。因此，發(fā)電機(jī)系統(tǒng)可被視為混合型發(fā)電機(jī)。另外，ESS可選擇地包括超級電容(ultra-capacitors)、鉛酸電池以及其他能量存儲介質(zhì)。超級電容可包括雙電層電容器(EDLC, Electric Double-Layer Capacitor),也被稱為超級電容器(Supercapacitor),超級電容器(Supercondenser)或電化學(xué)雙電層電容器,其具有相對高的能量密度的電化學(xué)電容器。第二逆變器50通過常規(guī)供電總線60與ESS 30和發(fā)電機(jī)22相連，該總線從第一逆變器40和ESS 30接收DC電力輸出44，34，并提供混合AC電力輸出54。系統(tǒng)10可在多種操作模式下工作。第一電力模式90包括,發(fā)電機(jī)22保持對應(yīng)于負(fù)載源14的指定的電力需求的第一發(fā)電機(jī)電力輸出水平?；蛘?，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠提升到對應(yīng)于負(fù)載源14的指定的第二電力需求的第二發(fā)電機(jī)電力輸出水平。此外，ESS 30根據(jù)負(fù)載源14的指定的電力需求提供額外第一 ESS電力輸出水平。在發(fā)電機(jī)組20正常運(yùn)作的情況下,DC電力輸出44可在需要時(shí)被用于為ESS充電。在一個(gè)例子中，系統(tǒng)10包括發(fā)電機(jī)組20，其為負(fù)載源14提供所需的全部電力，而無需ESS 30為負(fù)載14提供電力。然而，當(dāng)負(fù)載源14產(chǎn)生瞬時(shí)電力需求或高的電力需求時(shí)，ESS 30能夠提供額外的電力。因此，系統(tǒng)10將變速發(fā)電機(jī)組20和ESS 30結(jié)合，在最大化發(fā)動(dòng)機(jī)效率的同時(shí)保持電力質(zhì)量。第一逆變器40也可被稱為發(fā)電機(jī)逆變器，因?yàn)樗墓δ苁菫榘l(fā)電機(jī)將AC轉(zhuǎn)換到DC，并且第二逆變器50也可被稱為電網(wǎng)逆變器，因?yàn)榈诙孀兤魈峁┫喈?dāng)于電網(wǎng)供電的AC電力。系統(tǒng)可包括系統(tǒng)控制器80，其包括具有存儲在非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)86上的計(jì)算程序84的計(jì)算機(jī)82，計(jì)算機(jī)82包括用于執(zhí)行計(jì)算程序84的步驟的處理器88。系統(tǒng)控制器80還可包括用于與網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)通信的網(wǎng)絡(luò)連接89。系統(tǒng)控制器80能夠管理發(fā)電機(jī)22和ESS 30的混合電力輸出54，包括選擇性地啟動(dòng)多個(gè)電力模式。因此，系統(tǒng)控制器80提供系統(tǒng)10的全面監(jiān)督控制和任何用戶界面功能以及使系統(tǒng)10提供電力模式。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，第二電力模式92包括關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。當(dāng)負(fù)載需求能夠完全由ESS 30提供，且發(fā)電機(jī)組20的運(yùn)行需要發(fā)動(dòng)機(jī)在任何速度下低效運(yùn)行時(shí)，第二電力模式92被實(shí)施。因此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在指定效率以下運(yùn)行，和/或發(fā)電機(jī)需要滿足預(yù)定的低電力輸出時(shí)，系統(tǒng)控制器80實(shí)施第二電力模式。ESS保持對應(yīng)于負(fù)載源的指定的電力需求的指定的ESS電力輸出水平，當(dāng)達(dá)到預(yù)定的ESS放電水平時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)被切換回運(yùn)行，以使發(fā)電機(jī)提供電力輸出為ESS充電。因此，在負(fù)載非常低的條件下，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率不佳時(shí)，例如怠速，系統(tǒng)10可以完全關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)并且只由ESS 30提供輸出電力。當(dāng)ESS 30達(dá)到預(yù)定的放電水平，系統(tǒng)自動(dòng)重啟發(fā)動(dòng)機(jī)21并通過向負(fù)載供電的同時(shí)為ESS 30充電的方式使發(fā)動(dòng)機(jī)21在高效負(fù)載點(diǎn)工作。系統(tǒng)10的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)，其源于三個(gè)因素。第一，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在大范圍的負(fù)載條件下得以減少，因此在給定的工作間隔里總的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速得以減少。在第二電力模式92中，發(fā)動(dòng)機(jī)的操作在某些負(fù)載條件下被關(guān)閉，進(jìn)一步降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損。在兩個(gè)電力模式90，92中，通過ESS，發(fā)動(dòng)機(jī)避免了高壓力瞬態(tài)工況。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的最佳范圍可與發(fā)動(dòng)機(jī)制造商確定。使用本系統(tǒng)10，由于ESS在負(fù)載峰值時(shí)被用于提供電力，發(fā)動(dòng)機(jī)可保持在最佳轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，并且發(fā)動(dòng)機(jī)可在低電力需求時(shí)被關(guān)閉，因此，系統(tǒng)保持了更大的發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的時(shí)間比例，提高系統(tǒng)10的整體效率。在第一和第二電力模式中，ESS 30能夠響應(yīng)由負(fù)載源14引起的瞬時(shí)電力請求(或 電力請求峰值)。發(fā)動(dòng)機(jī)能夠提升到對應(yīng)于負(fù)載源的指定的第二電力需求的第二發(fā)電機(jī)電力輸出水平。這使得發(fā)動(dòng)機(jī)能緩慢或逐漸地提升，即，增加其轉(zhuǎn)速(RPM)來處理新的負(fù)載。這是對于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)而言相較于已知系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在負(fù)載的瞬態(tài)階段效率不佳。因此，通過使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)能夠緩慢過渡，本系統(tǒng)10使發(fā)動(dòng)機(jī)保持更高的效率。系統(tǒng)10可被用在注冊商標(biāo)名為HybriGen 的系統(tǒng)中。系統(tǒng)10的優(yōu)點(diǎn)之一是，系統(tǒng)使用第二逆變器50產(chǎn)生輸出電壓和電流頻率，其允許系統(tǒng)10在選定的、對當(dāng)前負(fù)載最有效的速度下操作發(fā)動(dòng)機(jī)21。第一逆變器40連接到發(fā)電機(jī)22，允許系統(tǒng)10在任何發(fā)動(dòng)機(jī)21的速度下保持足夠的DC電壓。系統(tǒng)10提供非常穩(wěn)定的電壓和頻率調(diào)節(jié)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)速度可以是變化的，例如，在怠速下操作，或在第二電力模式92中完全關(guān)閉。集成了電池ESS 30 (其也可基于超級電容)的系統(tǒng)10，允許系統(tǒng)10即使當(dāng)經(jīng)歷高瞬態(tài)負(fù)載時(shí)也能保持高質(zhì)量的電壓和頻率調(diào)節(jié)。ESS 30能立即響應(yīng)大的瞬時(shí)負(fù)載，以保持輸出的電壓和頻率調(diào)節(jié)。接著，在ESS保持輸出的同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)21能逐漸提升到新的負(fù)載水平。這進(jìn)一步提高了效率，因?yàn)椴裼突蚱渌麅?nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)在高的瞬態(tài)條件下效率很差。由電網(wǎng)78提供的電網(wǎng)電力79發(fā)生電力故障時(shí)，在向負(fù)載14提供電力的已知備用發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)啟動(dòng)，提升到指定速度，例如房屋、建筑、或者醫(yī)院與電網(wǎng)斷開連接時(shí)，發(fā)電機(jī)連接到房屋等。通常情況下，發(fā)電機(jī)中有電路，用于將電壓保持在合適的水平，例如115伏特。還有節(jié)氣門控制，用于保持發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，保持在合適的速度來維持60赫茲的頻率。例如，為了保持60赫茲的頻率，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)可能運(yùn)行在360轉(zhuǎn)左右，并且可產(chǎn)生約100000瓦特的額定電力。然而，負(fù)載電力需求可能只需使用約10000瓦特的來自發(fā)電機(jī)的電力，由于發(fā)電機(jī)并未在最佳水平工作，即只使用了其能力的一小部分，而導(dǎo)致了差的燃油效率。在本系統(tǒng)10中，發(fā)動(dòng)機(jī)21可減小節(jié)氣門開度而下降到較慢的轉(zhuǎn)速，從而使發(fā)電機(jī)22提供與負(fù)載的電力需求成比例的電力輸出。系統(tǒng)10使用第一逆變器40產(chǎn)生DC輸出并將電壓提供給ESS 30。第二逆變器50提供負(fù)載需要的輸出電力水平和頻率。此外，如果負(fù)載突然變化，ESS提供除了發(fā)電機(jī)之外的額外電力，直到發(fā)動(dòng)機(jī)(例如，柴油發(fā)動(dòng)機(jī))能提升到新的速度(RPM),從而增加發(fā)電機(jī)的電力輸出。因此,系統(tǒng)10可使發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳速度下運(yùn)轉(zhuǎn)，以提供需要的電壓輸出。 在弟_■動(dòng)力|旲式中，發(fā)動(dòng)機(jī)被關(guān)閉并且系統(tǒng)電力輸出完全來自ESS。因此，系統(tǒng)10在滿足電力輸出需求的速度(RPM)下運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，或者關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，從而提供了整個(gè)系統(tǒng)10的效率。第二逆變器能夠降低發(fā)電機(jī)的速度。例如，如果負(fù)載需要來自系統(tǒng)10的30千瓦電力，發(fā)動(dòng)機(jī)的速度降低以便由發(fā)電機(jī)提供30千瓦的電力，第一逆變器40接收AC電力輸出(輸出電壓)并將其提高到電池的DC電壓水平。接著，第二逆變器50接收來自第一逆變器40和ESS30的DC輸出水平，并將其轉(zhuǎn)換成經(jīng)過電壓和頻率調(diào)節(jié)的AC電力輸出。因此，系統(tǒng)10允許發(fā)動(dòng)機(jī)在滿足產(chǎn)生所需電力的速度下運(yùn)行，因此需要較少的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。更具體的，發(fā)電機(jī)22可為永磁發(fā)電機(jī)，其中它的電壓與發(fā)動(dòng)機(jī)的速度成正比，并且輸出的能量與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比。由于受到發(fā)電機(jī)和可充電的電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)限制，發(fā)電機(jī)22的AC輸出24總是小于ESS 30 (或電池組)的最小電壓。在系統(tǒng)10中，第一逆變器接收AC輸出24并將其轉(zhuǎn)換成與ESS (電池)電壓相等的DC輸出44。第二逆變器50根 據(jù)需要為負(fù)載源14提供AC輸出54，而第一逆變器40提供電力為ESS充電。此外，第一逆變器40能將其接收到的AC電力24的全部或部分提供給ESS 30，同時(shí)通過DC電力輸出44將來自發(fā)電機(jī)22的任何多余AC電力24提供給第二逆變器50。在本發(fā)明一可替換的實(shí)施例中，第二逆變器根據(jù)需要為負(fù)載源14提供AC輸出54，并通過第二逆變器50和負(fù)載源14之間的連接點(diǎn)70將AC電力55提供給電網(wǎng)78。參照圖2，其中與圖I相同的部件具有相同的附圖標(biāo)記，根據(jù)本發(fā)明的一可替換的實(shí)施例包括系統(tǒng)100的可選部件，其在部件組中由虛線示出。部件組110允許第一逆變器40通過電網(wǎng)連接112連接電網(wǎng)78 (例如公用電網(wǎng))進(jìn)行操作。電網(wǎng)78可包括本地產(chǎn)生的電網(wǎng),例如具有多個(gè)發(fā)電機(jī)的遠(yuǎn)程設(shè)備,或由其他電源產(chǎn)生的AC電源，例如本地公共設(shè)施。在附圖2的系統(tǒng)100中，電網(wǎng)連接112可選擇地替換發(fā)電機(jī)組20，其中，系統(tǒng)100能提供先前描述的、使用發(fā)動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)20的系統(tǒng)10的所有特征。如果來自電網(wǎng)78的電力中斷，系統(tǒng)100從電網(wǎng)連接112切換到發(fā)動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)20，并啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)21。在轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間段中，ESS 30提供負(fù)載電力需求，從而對于負(fù)載14無電力中斷。部件組140包括光伏(PV陣列)輸入144，和DC/DC轉(zhuǎn)換器148，其可用于為常規(guī)DC總線60增加附加的太陽能。太陽能可被用于為ESS 30充電和/或滿足AC負(fù)載14部分或全部的電力需求。部件組160包括可選的、提供28V DC電力輸出164的DC/DC轉(zhuǎn)換器162。雖然已根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳盡的展示和描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，在不背離本申請的精神和范圍的情況下，可進(jìn)行形式的改變和細(xì)節(jié)的增添。因此，本發(fā)明并不局限于此處的確切形式以及細(xì)節(jié)描述和說明，而是落入所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種為負(fù)載源提供電力的便攜式發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，包括 發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)提供發(fā)電機(jī)交流(AC)電力輸出； 能量儲存系統(tǒng)(ESS)，提供ESS直流(DC)電力輸出； 連接到發(fā)電機(jī)的第一逆變器，接收發(fā)電機(jī)AC電力輸出并提供DC電力輸出；以及 第二逆變器，從第一逆變器和ESS接收DC電力輸出并提供AC電力輸出； 其中第一電力模式包括，發(fā)電機(jī)保持對應(yīng)于負(fù)載源的指定的電力需求的第一發(fā)電機(jī)電力輸出水平，和ESS提供額外的第一電力輸出水平以滿足負(fù)載源指定的電力需求。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中ESS能夠響應(yīng)負(fù)載源的瞬時(shí)電力請求。
3.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)能夠提升到對應(yīng)于負(fù)載源的指定的第二電力需求的第二發(fā)電機(jī)電力輸出水平。
4.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中來自第一逆變器的DC電力輸出為ESS充電。
5.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 第二電力模式包括，在達(dá)到指定的發(fā)電機(jī)電力輸出水平和/或指定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，而ESS保持對應(yīng)于負(fù)載源的指定的電力需求的指定的ESS電力輸出水平，并且當(dāng)達(dá)到預(yù)定的ESS放電水平時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)被切換到運(yùn)轉(zhuǎn)，以使發(fā)電機(jī)提供電力輸出為ESS充電。
6.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中ESS包括鋰離子電池，或超級電容，或鉛酸電池。
7.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 系統(tǒng)控制器，包括具有儲存在非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)包括用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序步驟的處理器，系統(tǒng)控制器能夠管理來自發(fā)電機(jī)和ESS的混合電力輸出，包括使用計(jì)算機(jī)程序選擇性地啟動(dòng)多個(gè)電力模式。
8.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中第一電力模式包括，發(fā)動(dòng)機(jī)具有用以保持第一發(fā)動(dòng)機(jī)電力輸出水平的、在最佳發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的第一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
9.一種為負(fù)載源提供電力的方法，包括 由發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交流(AC)電力輸出； 使用能量儲存系統(tǒng)(ESS)產(chǎn)生直流(DC)電力輸出； 使用連接到發(fā)電機(jī)的第一逆變器，接收發(fā)電機(jī)AC電力輸出并提供DC電力輸出； 使用第二逆變器，接收來自第一逆變器和ESS的DC電力輸出以提供AC電力輸出；以及在第一電力模式中，保持對應(yīng)于負(fù)載源的指定的電力需求的第一發(fā)電機(jī)電力輸出水平，并且ESS提供額外的第一電力輸出水平以滿足負(fù)載源指定的電力需求。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括 使用ESS響應(yīng)負(fù)載源的瞬時(shí)電力請求。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括 使發(fā)動(dòng)機(jī)提升到對應(yīng)于負(fù)載源的指定的第二電力需求的第二發(fā)電機(jī)電力輸出水平。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括 使用第一逆變器輸出的DC電力為ESS充電。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括 在第二電力模式中，在達(dá)到指定的發(fā)電機(jī)電力輸出水平和/或預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)變發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)至關(guān)閉，而ESS對應(yīng)于負(fù)載源的指定的電力需求保持指定的ESS電力輸出水平；并且 當(dāng)達(dá)到指定的ESS放電水平時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)被轉(zhuǎn)變至運(yùn)轉(zhuǎn)，以使發(fā)電機(jī)提供電力輸出為ESS充電。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括 管理來自發(fā)電機(jī)和ESS的混合電力輸出，包括使用計(jì)算機(jī)程序選擇性地啟動(dòng)多個(gè)電力模式，該計(jì)算機(jī)程序被包括在系統(tǒng)控制器中，該系統(tǒng)控制器包括具有儲存在非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)包括用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序步驟的處理器。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括 保持在最佳發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的第一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以保持第一發(fā)動(dòng)機(jī)電力輸出水平。
16.—種為負(fù)載源提供電力的發(fā)電機(jī)系統(tǒng),包括 發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)在其最佳性能范圍內(nèi)工作，以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)提供負(fù)載源需要的發(fā)電機(jī)交流(A. C.)電力輸出； 能量儲存系統(tǒng)(ESS)，提供ESS直流(D. C.)電力輸出；以及 逆變器，用于將D.C.電力輸出轉(zhuǎn)換為額外的A. C.電力輸出； 其中，當(dāng)負(fù)載源在另一種情況下要求發(fā)動(dòng)機(jī)在其最佳性能范圍之外工作時(shí)，額外的A.C.電力輸出補(bǔ)充或替代發(fā)電機(jī)A. C.電力輸出。
17.如權(quán)利要求16所述的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其中如果ESS被放電至低于預(yù)定的水平，來自發(fā)電機(jī)A. C.電力輸出的能量被用于為ESS充電。
全文摘要
一種為負(fù)載源提供電力的便攜式發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)提供發(fā)電機(jī)交流(AC)電力輸出。能量儲存系統(tǒng)(ESS)提供ESS直流(DC)電力輸出。連接到發(fā)電機(jī)的第一逆變器用于接收發(fā)電機(jī)AC電力輸出并提供DC電力輸出。連接到第一逆變器和ESS的第二逆變器用于接收來自第一逆變器和ESS DC電力輸出的DC電力輸出來提供AC電力輸出。第一電力模式包括，發(fā)電機(jī)保持對應(yīng)于負(fù)載源的指定的電力需求的第一發(fā)電機(jī)電力輸出水平，和ESS提供額外的第一ESS電力輸出水平來滿足負(fù)載源指定的電力需求。
文檔編號H02J3/28GK102957143SQ20121028007
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者托馬斯·帕爾奈克, 戈登·盧, 史蒂芬·帕特斯基, 托馬斯·桂克禮 申請人:Bae系統(tǒng)控制有限公司