[发明专利]改进混合发电过程中的发动机响应的系统和方法

说明书

本发明公开改进混合发电过程中的发动机响应的系统和方法。具体地，公开一种包括联接至至少一个发电机组和至少一个能量储存装置的控制器的混合能量系统。控制器能够响应于负荷的变化使至少一个发电机组以第一运行速度和第二运行速度运行。控制器接收至少一个能量储存装置给负荷提供能量的通知，并且响应于通知，通过使至少一个发电机组以第三运行速度运行来改变至少一个发电机组提供给负荷的能量的量。

技术领域

本发明整体涉及一种混合能源系统，更具体地，涉及一种用于控制混合能量系统的方法和设备。

背景技术

混合能量系统通常包括联接至负荷的主能量源(例如，一个或多个发电机组)。在某些运行状态过程中(例如，高速低转矩)，主能量源满足负荷的所有能量要求，但在其它运行状态过程中，主能量源可能不足以以必需的瞬态响应满足增加的负荷需求。例如，操作员或负荷需要的能量可能比主能量源能够在给定时间输出的多。相应地，混合能量系统可以包括能量储存装置，以在发动机输出不足以满足希望的瞬态响应时向负荷提供附加的能量，或者可以包括能量消耗装置(负荷组)，以管理平均负荷来满足希望的瞬态响应。但是，在提供具有足够高的能力来满足预设的瞬态响应要求的能量储存装置和使制造成本最小化之间存在冲突。即，能量储存装置的能力越高，制造成本越高。

授予Rovnyak等人的美国专利No.8190299(“‘299专利”)公开了一种改进发动机瞬态响应的能源控制系统和方法。Rovnyak等人采用反馈和控制以响应于负荷需求的突增和发动机速度的相应下降。Rovnyak等人通过增大发动机节气门角度来响应于这种增大。增大的节气门角度将使发动机速度比其它方式更快地返回至希望的设置点。

虽然‘299专利的方法可以改进发动机的瞬态响应，‘299专利并未解决如何改进混合能量系统的瞬态响应。另外，在混合能量系统中，能量储存装置可以用以补充主能量源以产生希望的响应。Rovnyak等人采用的方法并未解决如何在保持遵守瞬态响应要求的同时使混合能量系统中的能量储存装置的输出最小化。

本发明旨在克服上面提及的缺点中的一个或多个。

发明内容

一方面，本发明涉及一种能量系统。该系统包括至少一个发电机组和至少一个能量储存装置。控制器联接至所述至少一个发电机组和所述至少一个能量储存装置。控制器能够使所述至少一个发电机组以第一运行速度运行。控制器响应于负荷的变化使所述至少一个发电机组以第二运行速度运行。控制器能够接收第一指示，所述第一指示包括所述至少一个能量储存装置给负荷提供能量的通知，并且控制器响应于所述指示，通过使所述至少一个发电机组以第三运行速度运行来改变所述至少一个发电机组提供给负荷的能量的量。

一方面，本发明涉及一种运行能量系统的方法，该能量系统包括能够向负荷提供能量的至少一个发电机组和能量储存装置。使至少一个发电机组以第一运行速度运行。响应于负荷的改变，使至少一个发电机组以第二运行速度运行。接收第一指示。该指示包括能量储存装置与负荷进行能量传递的通知。响应于第一指示，使至少一个发电机组以第三运行速度运行。接收第二指示。第二指示通知能量储存装置与负荷未进行能量传递。响应于第二指示，使至少一个发电机组以第二运行速度运行。

一方面，提供一种控制驱动负荷的混合能量系统的方法。使混合能量系统以第一运行模式运行，在第一运行模式中，至少一个发电机组以第一运行速度运行。接收能量储存装置由于负荷的改变而与负荷进行能量传递的指示。响应于接收的所述指示确定是否进入第二运行模式。响应于确定进入所述第二运行模式，通过使所述至少一个发电机组以第二运行速度运行来改变所述至少一个发电机组提供给负荷的能量，从而使所述混合能量系统以所述第二运行模式运行。

附图说明

图1是根据本发明的示例性混合能量系统的示意性图示；

图2是图1的混合能量系统的示意性图示，其中，主能量源是一个或多个发电机组；