用于動力引擎單元的控制單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于發(fā)電廠的動力引擎單元(14、15)的控制單元(8)。所述控制單元包括：輸入端(44、45、46)，其接收來自斷路器(5、6、7)的狀態(tài)數(shù)據(jù)；以及數(shù)據(jù)總線接口(47)，其在連接到數(shù)據(jù)總線的控制單元之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。所述控制單元(14、15)被設(shè)置為確定通過本地母線(2、3、4)彼此電連接的一組動力引擎單元。在接收到表示所述電網(wǎng)斷路器(5)為打開的所述第一狀態(tài)數(shù)據(jù)的情況下，所述控制單元(8)被布置為，以一個動力引擎單元(14、15)保持連接到所述本地母線(2、3、4)的方式，基于用于所確定的所述一組動力引擎單元(14、15)的預定標準，來決定是否來生成和發(fā)送用于打開所述發(fā)電機斷路器(5)的控制消息。
【專利說明】
用于動力引擎單元的控制單元
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于發(fā)電廠中的動力引擎單元的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)電廠可以包括多個單元以產(chǎn)生將被輸送到電網(wǎng)的電。電網(wǎng)將產(chǎn)生的電分配給電網(wǎng)的消費者。單個單元可被稱為動力引擎單元。動力引擎單元是產(chǎn)生動力的引擎和將動力轉(zhuǎn)換成電形式的發(fā)電機的組合。引擎可以例如是柴油機。動力引擎單元連接到發(fā)電廠的母線。母線為例如電軌或電纜。母線與被稱為電網(wǎng)斷路器的斷路器連接，電通過斷路器被傳輸?shù)诫娋W(wǎng)。如果在電網(wǎng)中出現(xiàn)問題(例如，短路)，則發(fā)電廠與電網(wǎng)自動斷開連接。
[0003]大電廠可以產(chǎn)生數(shù)百兆瓦給電網(wǎng)。與產(chǎn)生的電相比，通常發(fā)電廠本地的電消耗是非常小的，例如，大約300kW。因此，幾乎所有產(chǎn)生的電被傳輸?shù)诫娋W(wǎng)。在電網(wǎng)有問題的情況下，所有動力引擎單元與發(fā)電廠的母線斷開連接，這是因為本地負載太小以至于不能消耗產(chǎn)生的電，并且也不能為在動力引擎單元之間共享的任何穩(wěn)定負載提供足夠的負載。一個動力引擎單元可以例如產(chǎn)生20MW。
[0004]可以看到，不能向發(fā)電廠的本地負載恰當?shù)毓╇姟?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種用于在當發(fā)電廠與電網(wǎng)斷開連接的時段期間向發(fā)電廠的本地負載供電的解決方案。該目的通過如獨立權(quán)利要求所描述的本發(fā)明而得以實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求描述了本發(fā)明的不同實施例。根據(jù)本發(fā)明，可向發(fā)電廠的本地負載供應不間斷的電。
[0006]本發(fā)明提供一種用于發(fā)電廠的動力引擎單元的控制單元?？刂茊卧?輸入端，其接收來自所述發(fā)電廠的電網(wǎng)斷路器的第一狀態(tài)數(shù)據(jù)、來自母線斷路器的第二狀態(tài)數(shù)據(jù)、以及來自發(fā)電機斷路器的第三狀態(tài)數(shù)據(jù)；以及數(shù)據(jù)總線接口，其在連接到數(shù)據(jù)總線的控制單元之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
[0007]所述控制單元被設(shè)置為將其標識符以及所述第二狀態(tài)數(shù)據(jù)和所述第三狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給連接到所述數(shù)據(jù)總線的其它控制單元，并且從所述其它控制單元接收標識符以及第二狀態(tài)數(shù)據(jù)和第三狀態(tài)數(shù)據(jù)，以確定通過本地母線彼此電連接的一組動力引擎單元。
[0008]在接收到表示所述電網(wǎng)斷路器為打開的所述第一狀態(tài)數(shù)據(jù)的情況下，所述控制單元被布置為，以在所述組中一個動力引擎單元保持連接到所述本地母線的方式，基于用于所確定的所述一組動力引擎單元的預定標準，來決定是否來生成和發(fā)送用于打開所述發(fā)電機斷路器的控制消息。
【附圖說明】
[0009]下面，參照附圖來更加詳細地描述本發(fā)明，其中:
[0010]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的包括動力引擎專用控制單元的發(fā)電廠的示例，
[0011]圖2示出在電網(wǎng)斷路器為打開并且每個組中的一個動力引擎單元連接到母線的情況下圖1的示例，
[0012]圖3示出在繼電器裝置與不具有本地負載的組中的最后一個連接的動力引擎單元斷開連接之后的圖2的示例，
[0013]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的包括動力引擎專用控制單元的發(fā)電廠的另一個示例，
[0014]圖5示出在電網(wǎng)斷路器已經(jīng)打開之后圖4的示例。
[0015]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的控制單元的示例，以及
[0016]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖示例。
【具體實施方式】
[0017]圖1示出了具有9個動力引擎單元14、15的發(fā)電廠I的示例。如上所述，動力引擎單元包括產(chǎn)生動力的引擎14以及將動力轉(zhuǎn)換成電力的發(fā)電機15。引擎是例如活塞式引擎或往復式引擎。動力引擎單元14、15通過被稱為發(fā)電機斷路器6的連接支路13電路斷路器而被連接到發(fā)電廠的母線2、3、4。如圖1中所看到的，母線可包括被稱為母線斷路器7的幾個電路斷路器。母線斷路器使得可以根據(jù)不同需求將母線分成幾部分。在母線2、3、4和電網(wǎng)斷路器5之間還有多個連接16、17、18。以這種方式母線2、3、4的不同部分和動力引擎單元14、15可以通過電網(wǎng)斷路器向電網(wǎng)供電。發(fā)電廠的本地負載19、19A連接到母線或者其某些部分。每個動力引擎單元14、15具有通過連接線10、11、12與電網(wǎng)斷路器5、母線斷路器7和發(fā)電機斷路器連接的控制單元8?？刂茊卧€連接到數(shù)據(jù)總線9。連接線10、11和12被描述為僅用于一個動力引擎單元，但是很明顯每個單元具有類似連接。
[0018]在圖1中電網(wǎng)斷路器是打開的。然而，還應當向本地負載19、19A供電。母線斷路器7將本地母線分成幾部分，在圖1的情況下被分成三部分2、3、4。電流分配可能是未知的，這是因為分配由于電網(wǎng)的不同消耗情況、引擎特定動力產(chǎn)生等而導致變化。因此，通常情況是發(fā)電廠母線的分配是未知的，并且進一步的本地負載被連接到哪一部分或哪幾部分是未知的。圖1中示出的解決方案解決了由這些限制引起的問題，以便從至少一個動力引擎單元向本地負載供電。
[0019]在該解決方案中需要知道母線的分配，以便知道彼此電連接的動力引擎單元14、15的組。這可以通過WO 2009083639(其內(nèi)容通過引用添加到說明書中)的教導的方式來實現(xiàn)。由于每個動力引擎單元具有一個唯一的標識符，如圖1的示例中的01...09，所以可以利用斷路器的狀態(tài)數(shù)據(jù)根據(jù)該WO公開來確定組。此外，來自發(fā)電機斷路器6的狀態(tài)數(shù)據(jù)的使用以如WO 2009083639所教導的相應方式被使用。在圖1中，動力引擎單元01、02和03形成一個組2，單元04、05和06形成另一個組3，并且單元07、08和09形成第三組4。因此，根據(jù)本解決方案的控制單元8被布置為確定通過本地母線2、3、4彼此電連接的動力引擎單元14、15的本地組。
[0020]圖5示出了控制單元的示例?？刂茊卧?包括:輸入端44、45、46，以從發(fā)電廠的電網(wǎng)斷路器5接收第一狀態(tài)數(shù)據(jù)，從母線斷路器7接收第二狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及從發(fā)電機斷路器6接收第三狀態(tài)數(shù)據(jù)；以及數(shù)據(jù)總線接口 47，以在連接到數(shù)據(jù)總線9的控制單元8之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
[0021]控制單元8被布置為向連接到數(shù)據(jù)總線9的其它控制單元8發(fā)送其標識符以及第二狀態(tài)數(shù)據(jù)和第三狀態(tài)數(shù)據(jù)，并且從其它控制單元接收標識符以及第二狀態(tài)數(shù)據(jù)和第三狀態(tài)數(shù)據(jù)以確定一組動力引擎單元14、15，該組動力引擎單元14、15通過本地母線2、3、4彼此電連接。
[0022]在接收到表示電網(wǎng)斷路器5為打開的第一狀態(tài)數(shù)據(jù)的情況下，控制單元8被布置為以該組內(nèi)的一個動力引擎單元14、15保持連接到本地母線2、3、4的方式，基于用于所確定的一組動力引擎單元的預定標準，來決定是否產(chǎn)生和發(fā)送用于打開發(fā)電機斷路器6的控制消息48。
[0023]換而言之，每個控制單元做出哪個動力引擎單元保持與本地母線2、3、4連接并且哪些動力引擎單元與本地母線2、3、4斷開連接的本地決定。以這種方式，在該組內(nèi)一個動力弓I擎單元保持向本地負載19、19A供電。
[0024]圖1示出了由于電網(wǎng)中的故障情形導致電網(wǎng)斷路器被打開之前的情形。圖2示出了發(fā)電廠I從電網(wǎng)跳閘之后的情形?？梢钥吹?，組中的具有較低標識符01、04、07的動力引擎單元保持與本地母線2、3、4連接。以這種方式，本地負載可連接到發(fā)電廠的母線的任意部分。
[0025]從圖中可以看出，具有標識符04、05和06的動力引擎組沒有本地負載。然而具有標識符04的一個動力引擎單元還向母線3的本地部分供電。這種情形關(guān)注普通的繼電器裝置，該普通的繼電器裝置在電網(wǎng)斷路器5被打開后很快與具有標識符04的動力引擎單元斷開連接，如圖3中所看到的。保持連接的具有標識符01和07的動力引擎單元為了負載19、19A的消耗而繼續(xù)被驅(qū)動。因此根據(jù)本發(fā)明，至少一個動力引擎單元保持為以穩(wěn)定的方式向發(fā)電廠的本地負載供電。
[0026]圖4和5示出了可以如何劃分發(fā)電廠的母線的另一示例。在這個情況下，存在兩組4A、5A動力引擎單元彼此電連接。圖4示出了當電網(wǎng)斷路器5沒有打開時的情形，并且圖5示出了電網(wǎng)斷路器打開后的情形。從該示例可以看到，在組中具有最低標識符01和07的動力引擎單元保持連接到母線。還可以注意到，動力引擎單元06沒有被考慮，這是因為動力引擎單元06由于例如維修工作而最初沒有連接到組5A。
[0027]上述預定標準可以例如利用動力引擎單元的標識符值。標識符值可為數(shù)字值或者基于字母的碼，該碼可具有不同的值。因此，標準例如可以將具有最低或最高標識符值的動力引擎單元14、15與本地母線2、3、4保持連接。
[0028]在本地母線的本地消耗已知的情況下，預定標準可以是將針對本地消耗產(chǎn)生最接近動力的動力引擎單元14、15與本地母線2、3、4保持連接。該預定標準的其它替代例可以是保持具有最低發(fā)射水平或者針對服務時間具有最低運行小時的動力引擎單元14、15與本地母線2、3、4連接。
[OO29 ] 如圖6中示出的控制單元進一步包括控制接口 41以發(fā)送控制消息4 8、和決定單元42以決定是否生成和發(fā)送控制消息。決定單元具有包含該預定標準的存儲器43。
[0030]圖7示出了用于發(fā)電廠I的動力引擎單元14、15的方法的流程圖示例，所述方法包括以下步驟:接收51來自發(fā)電廠的電網(wǎng)斷路器5的第一狀態(tài)數(shù)據(jù)，來自母線斷路器7的第二狀態(tài)數(shù)據(jù)，和來自發(fā)電機斷路器6的第三狀態(tài)數(shù)據(jù)；以及在連接到數(shù)據(jù)總線9的控制單元8之間發(fā)送和接收52數(shù)據(jù)，以將標識符以及第二狀態(tài)數(shù)據(jù)和第三狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給連接到數(shù)據(jù)總線9的其它控制單元8，并且接收來自其它控制單元的標識符以及第二狀態(tài)數(shù)據(jù)和第三狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0031]該方法進一步包括以下步驟:利用接收的第二狀態(tài)數(shù)據(jù)和第三狀態(tài)數(shù)據(jù)確定53通過本地母線2、3、4彼此電連接的一組動力引擎單元14、15。此外，該方法包括以下步驟:在接收到表示電網(wǎng)斷路器為打開的第一狀態(tài)數(shù)據(jù)的情況下，以在所述組中一個動力引擎單元保持連接到本地母線2、3、4的這種方式，基于用于所確定的所述一組動力弓I擎單元14、15的預定標準，來決定54是否生成和發(fā)送用于打開發(fā)電機斷路器6的控制消息。如從圖7可看到的，決定步驟54利用了電網(wǎng)斷路器的狀態(tài)數(shù)據(jù)和組確定步驟的結(jié)果。
[0032]與預定標準的上述內(nèi)容類似，該方法的標準可保持具有最低或最高標識符值的動力引擎單元14、15與本地母線2、3、4連接。該標準的其它替代例是保持具有最低排放(emiss1n)水平或針對服務具有最低運行小時的動力引擎單元14、15與本地母線2、3、4連接。在本地母線2、3、4的本地消耗已知的情況下，該方法的該預定標準可被制定用于保持相對于本地消耗產(chǎn)生最接近的動力的動力引擎單元14、15與本地母線2、3、4連接。
[0033]至少大致知道對于在電網(wǎng)中的問題的情況下共享的穩(wěn)定負載而言本地負載量太小。當提供根據(jù)本發(fā)明的控制單元時這一認識被采用。如圖3的示例中所示的那樣實際上不需要本地負載的確切位置。利用多組動力引擎單元的電流知識，至少一個動力引擎單元可向本地負載供電。本發(fā)明不限于本說明書的示例，而是在獨立權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以以其它方式獲得。
【主權(quán)項】
1.一種用于發(fā)電廠(I)的動力引擎單元(14、15)的控制單元(8)，所述控制單元(8)包括:輸入端(44、45、46)，其接收來自所述發(fā)電廠的電網(wǎng)斷路器(5)的第一狀態(tài)數(shù)據(jù)、來自母線斷路器(7)的第二狀態(tài)數(shù)據(jù)、以及來自發(fā)電機斷路器(6)的第三狀態(tài)數(shù)據(jù)；以及數(shù)據(jù)總線接口(47)，其在連接到數(shù)據(jù)總線(9)的控制單元(8)之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)， 所述控制單元(8)被設(shè)置為將其標識符以及所述第二狀態(tài)數(shù)據(jù)和所述第三狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給連接到所述數(shù)據(jù)總線(9)的其它控制單元(8)，并且從所述其它控制單元接收標識符以及第二狀態(tài)數(shù)據(jù)和第三狀態(tài)數(shù)據(jù)，以確定通過本地母線(2、3、4)彼此電連接的一組動力引擎單元(14、15)， 其特征在于:在接收到表示所述電網(wǎng)斷路器(5)為打開的所述第一狀態(tài)數(shù)據(jù)的情況下，所述控制單元(8)被布置為，以在所確定的所述一組動力引擎單元中一個動力引擎單元(14、15)保持連接到所述本地母線(2、3、4)的方式，基于用于所確定的所述一組動力引擎單元的預定標準，來決定是否來生成和發(fā)送用于打開所述發(fā)電機斷路器(6)的控制消息(48)。2.根據(jù)權(quán)利要求1的控制單元，其特征在于，所述預定標準是保持具有最低或最高標識符值的動力引擎單元(14、15)與所述本地母線(2、3、4)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1的控制單元，其特征在于，在所述本地母線的本地消耗已知的情況下，所述預定標準是保持關(guān)于本地消耗產(chǎn)生最接近的動力的動力引擎單元(14、15)與所述本地母線(2、3、4)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1的控制單元，其特征在于，所述預定標準是保持具有最低排放水平的動力引擎單元(14、15)與所述本地母線(2、3、4)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1的控制單元，其特征在于，所述預定標準是保持針對服務時間具有最低運行小時的動力引擎單元(14、15)與所述本地母線(2、3、4)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1的控制單元，其特征在于，所述控制單元包括:控制接口(41)，其為了發(fā)送所述控制消息；以及決定單元(42)，其為了決定是否生成和發(fā)送所述控制消息，所述決定單元具有包含所述預定標準的存儲器(43)。7.—種用于發(fā)電廠(I)的動力引擎單元(14、15)的控制方法，所述控制方法包括以下步驟: 接收(51)來自所述發(fā)電廠的電網(wǎng)斷路器(5)的第一狀態(tài)數(shù)據(jù)、來自母線斷路器(7)的第二狀態(tài)數(shù)據(jù)、以及來自發(fā)電機斷路器(6)的第三狀態(tài)數(shù)據(jù)， 在連接到數(shù)據(jù)總線(9)的控制單元(8)之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)(52)，以將標識符以及所述第二狀態(tài)數(shù)據(jù)和所述第三狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給連接到所述數(shù)據(jù)總線(9)的其它控制單元(8)，并且接收來自所述其它控制單元的標識符、以及第二狀態(tài)數(shù)據(jù)和第三狀態(tài)數(shù)據(jù)， 利用接收到的第二狀態(tài)數(shù)據(jù)和第三狀態(tài)數(shù)據(jù)確定(53)通過本地母線(2、3、4)彼此電連接的一組動力引擎單元(14、15)， 其特征在于，所述方法進一步包括以下步驟:在接收到表示所述電網(wǎng)斷路器為打開的所述第一狀態(tài)數(shù)據(jù)的情況下，以在所確定的一組動力引擎單元中一個動力引擎單元保持連接到所述本地母線(2、3、4)的方式，基于所確定的所述一組動力弓I擎單元(14、15)的預定標準，來決定(54)是否生成和發(fā)送用于打開所述發(fā)電機斷路器(6)的控制消息。8.根據(jù)權(quán)利要求7的控制方法，其特征在于，所述預定標準是保持具有最低或最高標識符值的動力引擎單元(14、15)與所述本地母線(2、3、4)連接。9.根據(jù)權(quán)利要求7的控制方法，其特征在于，在所述本地母線(2、3、4)的本地消耗已知的情況下，所述預定標準是保持關(guān)于本地消耗產(chǎn)生最接近的動力的動力引擎單元(14、15)與所述本地母線(2、3、4)連接。10.根據(jù)權(quán)利要求7的控制方法，其特征在于，所述預定標準是保持具有最低排放水平的動力引擎單元(14、15)與所述本地母線(2、3、4)連接。11.根據(jù)權(quán)利要求7的控制方法，其特征在于，所述預定標準是保持針對服務時間具有最低運行小時的動力引擎單元(14、15)與所述本地母線(2、3、4)連接。
【文檔編號】H02J3/38GK106068589SQ201480076536
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2014年4月10日 公開號201480076536.X, CN 106068589 A, CN 106068589A, CN 201480076536, CN-A-106068589, CN106068589 A, CN106068589A, CN201480076536, CN201480076536.X, PCT/2014/50262, PCT/FI/14/050262, PCT/FI/14/50262, PCT/FI/2014/050262, PCT/FI/2014/50262, PCT/FI14/050262, PCT/FI14/50262, PCT/FI14050262, PCT/FI1450262, PCT/FI2014/050262, PCT/FI2014/50262, PCT/FI2014050262, PCT/FI201450262
【發(fā)明人】湯姆·凱絲, 阿里·賽科寧
【申請人】瓦錫蘭芬蘭有限公司