用于发电机组的控制系统和策略的制作方法

本申请整体涉及多个布置在一起的发电机组，其为电力载荷产生电功率，以及更具体地，涉及用于在多个发电机组之中分配电力载荷的方法和策略。

背景技术：

产生交流电形式的电功率以为电力载荷供电的一种方式，特别是当同由公共事业支持的更大的电网的连接不可用时(即“离网”)，是短时间地利用发电机组。发电机组包括原动机和发电机或交流发电机的组合。原动机可以是机械发动机，例如内燃发动机(例如，柴油压缩点火发动机)，或燃气涡轮，在其内烃基燃料和空气燃烧以释放化学能并将化学能转化为机械力或原动力。原动力转而被用于使得发电机的转子相对于定子转动，从而由一部件产生的磁场在与另一部件相关的场绕组中感应电流。产生的电被用于为经由电网或电路与发电机组连接的电力设备、即电力载荷供电。由于电力设备通常额定地运转在特定的电参数下，例如额定频率和额定电压，因而发电机组的电力输出受到控制以遵从额定的特性是重要的。

发电机组通常运转以产生充足的功率输出，通常以瓦特或千瓦测量，以满足电力载荷所需求的功率，而电力载荷所需求的功率常常随时间波动。然而有时候，该需求可能比单个发电机组所提供的功率高。在这种情形下，多个发电机组可以并联布置一起运转，以共同地满足功率需求。因此就有必要将实际的功率需求在多个发电机组之中进行分配，特别是当功率需求变化或波动时。操作或配置发电机组以使得发电机组提供的功率输出遵从于电力载荷的要求额定特性也是必要的。这可能因多个发电机组的不同发电机组同其他发电机组相比可能具有不同的输出容量或电力额定值这一事实而复杂化。这可能因另一事实而进一步复杂化，即除了要满足电力载荷所需求的功率外，无功功率也必须应对，无功功率由作为载荷的物理组成部分的无功部件或设备产生。

在多个发电机组之中分配功率需求的一种技术是，根据各个发电机组的功率输出的额定容量按比例地以某种方式同步操作多个发电机组，这种方式有时称为对称载荷共享或对称加载。在对称加载中，电力载荷的实际功率需求被转换为组合发电机组的总容量的百分比或占比。每个发电机组根据其相对容量与组合发电机组的总容量的比例运转以输出功率。由此，发电机组均以其各自相对容量的相同百分比运转，并且即使一些发电机组可能相比于其他发电机组产生了更大的绝对输出，发电机组理论上承受相同程度的应力和损耗。对称载荷共享的另一优点是，交流电的电抗功率或无功功率分量也被按比例分配并令人满意地应对。

尽管对称载荷共享帮助确保了多个发电机组中的每个都运转在其电力容量和能力范围内，但对称加载并不必然考虑与发电机组的原动机部分相关的效率以及其他考虑。举例来说，原动机，例如内燃发动机，可能在由扭矩-燃料曲线决定的峰值燃料效率运转，而这与由对称载荷共享布置要求的发电机组的输出可能是不相关的。可能没有应对的其他考虑包括自原动机的排放物。为了解决与原动机相关联的考虑，用于在多个发电机组之中分配实际功率需求的另一技术为非对称加载。美国专利公开文本No.2014/0152006(“006”公开文本)中描述了非对称加载或载荷共享的一个例子，其中当在发电机组之中分配实际功率需求时，查阅具有燃料效率数据的效率数据库。尽管如“006”公开文本中所述的非对称加载可以应对与原动机相关的效率考虑，但其又可能改变多个发电机组之中电力输出要求的比例平衡。本发明旨在解决这些考虑。

技术实现要素：

本发明一方面描述了一种相对于电力载荷以非对称载荷共享布置运转多个发电机组的方法。根据所述方法，和电力载荷相关的实际功率要求被接收并用于计算所述多个发电机组中的每一个的每发电机组计算实际功率要求。根据非对称加载策略，每发电机组计算无功功率要求可以根据和发电机组的原动机相关的实际功率要求、燃料消耗考虑和排放物考虑中的至少一项。所述方法进一步根据每发电机组计算实际功率要求和与所述多个发电机组中的每一个相关联的额定功率因子计算所述多个发电机组中的每一个的每发电机组计算无功功率要求。所述方法然后根据每发电机组计算无功功率要求和自电力载荷的实际无功功率要求确定总无功功率补偿。总无功功率补偿在所述多个发电机组之中进行分配，以为所述多个发电机组中的每一个提供每发电机组无功功率补偿。所述方法然后根据每发电机组无功功率补偿和每发电机组计算无功功率要求确定所述多个发电机组的每发电机组最终无功功率要求，并根据相应的每发电机组最终无功功率要求运转所述多个发电机组。

另一方面，本发明描述了一种电力系统，包括具有第一额定功率因子的第一发电机组和具有第二额定功率因子的第二发电机组。第一发电机组和第二发电机组以并联布置连接至公共总线，公共总线与电力载荷连通。所述电力系统包括多发动机优化控制器，其配置为优化至少与第一发电机组相关联的第一计算实际功率要求以及与第二发电机组相关联的第二计算实际功率要求。第一和第二计算实际功率要求可以基于来自电力载荷的实际功率要求以及燃料消耗考虑和排放物考虑中的至少一个。为了应对与电力载荷相关联的无功功率分量，电力系统还包括无功功率控制器，其与所述多发动机优化控制器及第一发电机组和第二发电机组电连通。所述无功功率控制器可配置为，部分根据第一额定功率因子计算第一计算无功功率要求，以及部分根据第二额定功率因子计算第二计算无功功率要求。并且，无功功率控制器可确定和至少第一发电机组和第二发电机组相关联的总无功功率补偿。无功功率控制器然后将总无功功率补偿分配给第一发电机组和第二发电机组，以提供与第一发电机组相关联的第一无功功率补偿以及与第二发电机组相关联的第二无功功率补偿。

在另一个方面，本发明描述了用于以非对称载荷共享布置控制并联设置的多个发电机组的一种电子控制器。所述电子控制器具有可执行指令，用于根据和各个发电机组的原动机相关联的效率和/或排放物考虑优化所述多个发电机组中的每一个的实际功率要求。此外，所述电子控制器具有用于根据和各个发电机组相关联的额定功率因子计算所述多个发电机组中的每一个的计算无功功率要求的可执行指令，以及用于根据电力载荷产生的实际无功功率要求确定所述多个发电机组的总无功功率补偿的可执行指令。所述电子控制器能够在所述多个发电机组之中分配总无功功率补偿，以为所述多个发电机组的每一个发电机组提供最终无功功率要求。所述电子控制器还能够，根据所述多个发电机组的每个发电机组的最终无功功率要求以及所述多个发电机组的每一个发电机组的实际功率要求确定每个所述多个发电机组的每一个发电机组的最终表观功率要求。

附图说明

图1为具有多个发电机组的海洋船舶以及用于调控所述发电机组运转的各个电子控制器的示意图，所述发电机组为船舶的电力要求或载荷产生电功率。

图2为由电子控制器实施的控制策略的示意图，所述控制策略用于调控多个发电机组的运转，并被配置为调和电力载荷的实际部分和无功部分。

图3为实施所述控制策略的流程图，其描绘了调控多个发电机组的运转的可能的程序。

具体实施方式

本披露涉及包括多个发电机组的电力系统以及用于调控发电机组的运转的控制策略以及电子或数字控制器，其中发电机组用于产生电功率，具体为产生交流电流。参照附图，其中相似的附图标记指代相似的元件。在图1中描绘了电力系统100，其可布置为为隔离的电力载荷产生电功率，隔离的电力载荷举例来说例如是，如图所示的类似货船或货轮的海洋船舶102的电力要求。尤其，电力系统100可为海洋船舶的推进装置104产生电功率，推进装置104可以是多个方位推进器。方位推进器为电驱动装置，其能够相对于海洋船舶的船体独立转动，消除舵的需要。方位推进器由电力系统100产生的电力供能而非直接由动力装置例如发动机、反应器或锅炉来驱动。除推进装置104外，海洋船舶的电力要求可包括用于抬升和移动货船的电动起重机106，用于同海岸以及其他海洋船舶通讯的通讯设备108，以及可置于海洋船舶的舰桥112内的导航控制110，导航控制110用于指挥海洋船舶的移动和运行。这些设备构成了海洋船舶的电力载荷。

可以理解的，海洋船舶102同较大的电网电隔离，因而包括独立的电力系统100以满足其自身的电力需求。独立的，“离网的”电力系统可称为孤立系统或孤岛。除上述的货船外，独立的电力系统100的其他海洋应用，包括军用船只、客轮、油轮等等。除被用在海洋船舶102以外，在此描述的独立的电力系统100可以被用在油气采集应用、临时军事基地、或无法从公共事业提供的电网获得电力或者从公共事业提供的电网获得的电力可能中断的任何其他电力应用。因此，在此描述的电力系统100的一个特性在于，其可独立于由其他能源例如发电厂、核反应堆、水电大坝等等提供能源的更大的电网运转。

为了产生电功率，电力系统100包括多个发电机组120，发电机组相互协同运转。尤其，每个发电机组120包括原动机122和连接至原动机的发电机124或交流发电机，原动机122例如是内燃发动机以及，特别是柴油压缩点火发动机。原动机122能够燃烧烃类燃料和空气以产生机械力或原动力以转动发电机124内的磁场，其转化为电功率。为了向原动机122提供燃烧用的燃料，电力系统100可以可操作地与一个或更多个燃料罐126或燃料存储容器相关联。除了内燃发动机的例子外，原动机122的其他变种包括燃气涡轮、旋转式发动机、反应器、蒸汽锅炉，等等。尽管在此描述的发电机组120的电容量可以额定为任何适当的量，但示例性的发电机组可产生几千瓦的功率，多个发电机组的组合可一同产生几百千瓦的功率。为了控制原动机122和发电机124的运转，每个发电机组120可包括发电机组电子控制器128，其可以是能够执行通常的计算和数字处理功能的计算设备。

由发电机组120的发电机124产生的电功率可以为交流电流或交流电的形式，与直流电流或直流电相反，其电压和电流的流动周期性变化方向。交流电的方向的变化或相位变化，可产生与循环的波形尤其是正弦波形一致的电流和电压，其中电流和电压的幅值周期性地且反复地从正值变化至与之相等的负值，再变回正值。由此，发电机组120中的每个如所示地产生交流电流波形130。为了结合产生的电流，多个发电机组120可以并联的布置电连接至公共总线132或汇流排。在并联布置下，由电力系统100产生的总电流为多个发电机组120中的每个产生的各个电流的总和，而跨越每个发电机组两端的电位或电压基本相同。公共总线132可经由网络或电路与海洋船舶102的电力设备电连接，电力设备一起构成了船舶的电力载荷134。多个发电机组因而各自负责提供船舶的电力载荷134的一部分，并一起构成了船舶的电源。

在线性交流电路中，电力载荷是纯电阻的，电流和电压的正弦波形可彼此同相，以使得其极性在相同时刻改变并且二者的值的乘积总是正的。电路因而被认为向电力载荷输送正的功率。然而，与产生交流电流的形式的电功率相关的一个方面是所需总功率可能超出了电力载荷所耗费的真实或实际功率。如果物理上组成电路的元件、组件或设备形成了包括纯电阻组件和电抗组件的电力载荷，这种情况就会发生，其中纯电阻组件负责消耗电功率并将电功率转化为其他形式的有用功，电抗组件相对于功率产生电抗效应。尤其，如果构成电力载荷134的电路包括电抗元件例如电容或电感元件，电抗元件将导致电流和电压的正弦波形相对于彼此发生相移，从而对电路中的能量传输增加额外的阻抗。为克服额外的阻抗，电力系统必须在转化为功的实际部分或实际功率以外，应对电力载荷要求的功率需求的无功部分(称为无功功率)。实际功率和无功功率的组合可被称作表观功率，即，电力载荷消耗的总功率。

由于发电机组120并联连接，必须出于同步目的调控其包括有功分量和无功分量的电力输出。为调控和协调多个发电机组120，一个或者更多个电子控制器可同各个发电机组控制器128的每一个连通，各个发电机组控制器128指挥各个发电机组的运转，在图示实施方式中，电子控制器可包括多发动机优化(MEO)控制器140和无功功率控制器142，其功能将在以下进行更具体的描述。电子控制器可包括处理器、专用集成电路(ASIC)或用于执行逻辑和数字功能的其他适当电路，并可具有关联的存储器或相似的数据存储能力。电子控制器可以为分离的各个单元，或者它们的功能可以分配给多个不同的组件。因此，MEO控制器140和无功功率控制器142可实施于相同的计算设备而不是如图1所示的两个分开的单元上。电子控制器可利用数字信号、模拟信号或通过其他任何适当方式操作和相互通讯。电子控制器可经由线连接相互通讯或者可经由无线电频率或无线网络媒介无线通讯。

如上所述，同步多个发电机组120的一个方法是对称载荷共享，在对称载荷共享中每个发电机组输出载荷需求的总电力需求的比例份额。例如，若电力载荷的总需求为100千瓦，电力系统100包括额定值相等的两个发电机组120，则每个发电机组120可产生50千瓦的功率，或者说是输出电力载荷的一半。然而，若发电机组不具有相等的额定值，对称载荷共享策略基于比例或按比例决定各个发电机组必须提供的电力载荷部分。举例来说，若第一发电机组具有100千瓦的额定容量而第二发电机组具有50千瓦的额定容量，电力载荷为100千瓦，则对称载荷共享方法会指示第一发电机组产生载荷的三分之二或者说是66.6千瓦，并指示第二发电机组产生载荷的三分之一或者说是33.3千瓦。由此，对称载荷共享保证了每个发电机组运转在其额定电容量的相等的比例份额，并承受相同程度的应力和损耗。

尽管对称载荷共享均衡地应对电力系统100的多个发电机组120的不同电容量，其可能不会考虑各个发电机的原动机122之间的差别。举例来说，若原动机122为内燃发动机，每个原动机根据相关联的扭矩-燃料曲线运转，扭矩-燃料曲线决定了发动机相对于其燃料消耗所产生的原动力。扭矩-燃料曲线可决定或指示在曲线的什么位置原动机运转最为高效或是按照其最佳燃料经济性运转。原动机122的效率点可能不对应于由对称载荷共享策略对特定的发电机组120要求的电力输出。也就是说，分配给发电机组的电力载荷的部分可能导致原动机低效地运转。

为了应对原动机122的效率，电力系统100可根据非对称加载或载荷共享方法进行调控，其中各个发电机组120以不同于运转以严格输出电力载荷134的比例份额的基础运转。例如，分配至各个发电机组的电力载荷的部分可部分基于原动机的燃料效率。除了燃料效率考虑以外，非对称载荷共享方法可考虑原动机经过燃料燃烧过程产生的排放物。为了确定各个发电机组120的每一个要提供的电力载荷134的部分，电力系统100可通过MEO控制器140对效率考虑或相似的考虑进行处理。

参考图2，示出了可能的控制策略200的示意图，控制策略200可由MEO控制器140和无功功率控制器142协同实施，以执行非对称载荷共享方法。与图2所示的方法相关联的电力系统可，例如，包括第一发电机组和第二发电机组，但在其他实施方式中，电力系统可包括任何适当数量的发电机组。在此描述的控制策略200的步骤可以机器可读及可执行的软件指令、软件代码或者可执行计算机程序的方式实现。软件指令可被进一步实现为一个或更多个程序、子程序或模块，并可利用各种辅助库和输入/输出功能，以与其他设备通讯。控制策略还可和操作者界面相关联，通过操作者界面控制策略可以和海洋船舶的操作者交互。

在由MEO控制器140执行的第一优化步骤202中，实际功率要求204被输入至MEO控制器，其中实际功率要求204为由电力载荷对电力系统产生并且以千瓦测量的电需求。除实际功率要求204以外，与原动机相关联的有关燃料效率和/或排放物考虑的信息或数据，称为PM数据206，也被MEO控制器140接收。有关原动机的其他信息，例如与第一发电机组相关联的第一额定功率因子PF₁208和与第二发电机组相关联的第二额定功率因子PF₂ 209也被输入至MEO控制器140。额定功率因子，或者PF，为与电设备例如发电机组相关联的实际功率与表观功率的额定比，并因此应对载荷的无功功率部分。功率因子表示因实际功率到做功的转化产生的实际做功相比于因电路包含的电抗效应导致的功率损失的能力。并且，由于不同的设计因子或设计容量，各个发电机组的额定功率因子可能是不同的。

MEO控制器140利用这些数值以及可能的其他参数，来计算第一发电机组和第二发电机组将负责提供的电力载荷部分。尤其，由MEO控制器140执行的第一优化步骤202确定第一发电机组的第一实际功率要求210和第二发电机组的第二实际功率要求212。第一实际功率要求KW₁ 201和第二KW₂ 212可以瓦或千瓦(KW)测量，并因此在图2中以KW₁表示第一功率要求、以KW₂表示第二功率要求。第一实际功率要求KW₁ 201和第二实际功率要求KW₂ 212的数值可加起来等于电力载荷的总实际功率要求204。由于MEO控制器140接收并利用与原动机相关的PM数据206作为其计算的一部分，第一实际功率要求KW₁ 201和第二实际功率要求KW₂ 212对于与相应第一和第二发电机组相关联的原动机的运转而言可以是最优或是接近最优的。但应当注意的是，“优化”、“最优”及类似用语是表示相对性的术语，不应被解释为是绝对的或是解决了在此所述的这些考虑之外的其他考虑。

尽管MEO控制器140可确定第一和第二发电机组各自的额定容量内的第一实际功率要求KW₁ 201和第二实际功率要求KW₂ 212，MEO控制器140可能不能容易地应对电力载荷134的无功功率分量或电抗功率分量。为了应对无功功率部分，无功功率控制器142进一步处理第一实际功率要求KW₁ 201和第二实际功率要求KW₂ 212，以在多个发电机组之中分配无功功率要求。尤其，无功功率控制器142执行第二计算步骤220，其中初步确定各个发电机组要产生的表观功率，其中表观功率为实际功率和无功功率的组合。

在图示方法中，基于第一实际功率要求KW₁ 210和第一额定功率因子208，针对第一发电机组计算第一计算表观功率要求Cal_KVA₁ 222。相似的，基于第二实际功率要求KW₂212和第二额定功率因子209，针对第二发电机组计算第二计算表观功率要求Cal_KVA₂224。按惯例，表观功率以伏-安(VA)计量。为计算第一计算表观功率要求Cal_KVA₁ 222和第二计算表观功率要求Cal_KVA₂ 224，无功功率控制器142可使用下述等式：

等式1:Cal_KVA₁＝KW₁/PF₁

等式2:Cal_KVA₂＝KW₂/PF₂

因此，每个发电机组的计算表观功率部分基于与各个发电机组相关的额定功率因子。额定功率因子因而变成了用于在多个发电机组之中分配电力载荷的方法中的一部分。

除了确定第一计算表观功率要求Cal_KVA₁ 222和第二计算表观功率要求Cal_KVA2 224以外，无功功率控制器142在第二计算步骤220中还可确定构成表观功率计算的无功功率部分的数值。按惯例，无功功率可以伏-安无功，或瓦计量。对于图示实施方式，这包括确定与第一发电机组相关联的第一计算无功功率要求Cal_Kvar₁ 226以及与第二发电机组相关联的第二计算无功功率要求Cal_Kvar₁ 228。为了计算第一和第二计算无功功率要求，无功功率控制器142可采用以下等式：

等式3:Cal_Kvar₁＝sqrt(Cal_KVA₁²-KW₁²)

等式4:Cal_Kvar₂＝sqrt(Cal_KVA₂²-KW₂²)

等式3和4计算各个发电机组的无功功率部分，并且与整个电力系统相关联的总计算无功功率要求Cal_Kvar_total230，可通过根据以下等式累加各个无功功率分量计算得到：

等式5:Cal_Kvar_total＝Cal_Kvar₁+Cal_Kvar₂

应当理解的是，第一计算无功功率要求Cal_Kvar₁ 226、第二计算无功功率要求Cal_Kvar₂ 228以及总计算无功功率要求Cal_Kvar_total230，本质上为理论值并且部分基于各个发电机组的额定功率因子得出。如下所述，控制策略可执行额外的步骤来保证理论计算能够符合电力载荷的实际需求。

在一个实施方式中，无功功率控制器142可在第三检验步骤240中将总计算无功功率要求Cal_Kvar_total230同电力系统的无功功率等级进行核对，以确保非对称载荷共享策略符合系统的等级。在第三检验步骤240中，根据以下等式，将总计算无功功率要求Cal_Kvar_total230同与包括多个发电机组的电力系统相关联的额定总无功功率限值Rated_Kvar_total 242进行比较：

等式6:Cal_Kvar_total>Rated_Kvar_total

若总计算无功功率要求Cal_Kvar_total 230超过额定总无功功率限值Rated_Kvar_total 242，无功功率控制器142可终止非对称载荷共享策略，并恢复至标准的对称载荷共享策略244以避免损坏电力系统。若没有超过额定总无功功率限值Rated_Kvar_total 242，无功功率控制器142可继续多个发电机组的非对称加载。

尽管由无功功率控制器142执行的第二计算步骤220计算要分配至各个发电机组的理论无功功率要求，无功功率控制器能够使得计算数值与电力载荷的实际需求一致。举例来说，无功功率控制器142能实施第四确定步骤250，以确定总无功功率补偿ΔKvar_total252，其表示自电力载荷测得的实际无功功率需求Req_Kvar_actual 254与总计算无功功率要求Cal_Kvar_total 230之差。总无功功率补偿ΔKvar_total 252解决第一计算无功功率要求Cal_Kvar1 226、第二计算无功功率要求Cal_Kvar1 228得到的理论数值和电力载荷之间的任何数量上的差。总无功功率补偿ΔKvar_total 252，也可以无功伏-安测量，并可以为正或负值。为确定总无功功率补偿ΔKvar_total 252，无功功率控制器142可采用以下等式：

等式7:ΔKvar_total＝Kvar_actual–Cal_Kvar_total

为确定Kvar_actual，测量多个发电机组中的每个发电机组的实际功率和表观功率。对于多个发电机组中的每个，实际和有效功率可被用于确定每个发电机组的实际无功功率，例如Kvar_actual-1 256,Kvar_actual-2 257，等等，通过采用例如等式3和4。多个发电机组的总实际无功功率Kvar_actual 258，可如已经指出地通过累加各个实际无功功率来确定。

无功功率控制器142可利用总无功功率补偿ΔKvar_total 252来确定可分配至每个发电机组的最终无功功率要求以控制其输出。例如，无功功率控制器142可执行第五检验步骤260以检验总无功功率补偿ΔKvar_total 252是否为零，为零则表示由无功功率控制器142计算的理论无功分量和电力载荷要求的实际无功部分之间没有数量上的差别。无功功率控制器142可因而在设置最终无功功率要求步骤262中设置每发电机组最终无功功率要求，尤其是，根据以下公式，设置第一最终无功功率要求Final_Kvar₁ 264和第二最终无功功率要求Final_Kvar₂ 266，分别等于第一计算无功功率要求Cal_Kvar₁ 226和第二计算无功功率要求Cal_Kvar₂ 228：

等式8:Final_Kvar₁＝Cal_Kvar₁

等式9:Final_Kvar₂＝Cal_Kvar₂

然而，如果总无功功率补偿ΔKvar_total 252不为零，无功功率控制器142可执行额外步骤以在多个发电机组之中分配无功功率。例如，可执行第六确定步骤270，其中确定与第一发电机组相关联的第一无功功率补偿ΔKvar₁ 272和与第二发电机组相关联的第二无功功率补偿ΔKvar₂ 274，以在各个发电机组间分配总无功功率补偿ΔKvar_total 252。第六确定步骤270可利用第一计算无功功率要求Cal_Kvar₁ 226和第二计算无功功率要求Cal_Kvar₂ 228。无功功率控制器142可根据以下等式处理这些值：

等式10:ΔKvar₁＝ΔKvar_total*(Cal_Kvar₁/(Cal_Kvar₁+Cal_Kvar₂))

等式11:ΔKvar₂＝ΔKvar_total*(Cal_Kvar₂/(Cal_Kvar₁+Cal_Kvar₂₎)

当在多个发电机组之中分配了总无功功率补偿ΔKvar_total 252之后，无功功率控制器142可执行第七设置步骤280，其中，计算第一最终无功功率要求Final_Kvar₁ 282和第二最终无功功率要求Final_Kvar₂ 284，以适应第一无功功率补偿ΔKvar₁ 272和第二无功功率补偿ΔKvar₂ 274。尤其是，第七设置步骤280可设置第一最终无功功率要求Final_Kvar₁ 282为，第一计算无功功率要求Cal_Kvar₁ 226与第一无功功率补偿ΔKvar₁ 272相加之和与第一额定无功功率Rated_Kvar₁ 276之中较低的值。相似的，第二最终无功功率要求Final_Kvar₂ 284可被设置为第二计算无功功率要求Cal_Kvar₂ 228与第二无功功率补偿ΔKvar₂ 274相加之和与第二额定无功功率Rated_Kvar₂ 278之中较低的值。通过考虑与发电机组相关联的额定无功功率，第七设置步骤280帮助确保电力载荷不会使得各个发电机组过载。这根据以下等式实现：

等式12:Final_Kvar₁＝min(Cal_Kvar₁+ΔKvar₁,Rated_Kvar₁)

等式13:Final_Kvar₂＝min(Cal_Kvar₂+ΔKvar₂,Rated_Kvar₂)

为确定各个发电机组为满足电力载荷的实际功率以及无功功率所必须产生的表观功率输出，无功功率控制器142可执行第八确定步骤290。第八确定步骤290计算将分别输出至第一和第二发电机组的第一最终表观功率Final_KVA₁ 292和第二最终表观功率Final_KVA₂ 294。第一最终表观功率Final_KVA₁ 292和第二最终表观功率Final_KVA₂ 294可说明系统所需的实际功率分量和无功功率分量。为确定第一最终表观功率Final_KVA₁292和第二最终表观功率Final_KVA₂ 294，第八确定步骤290可利用以下等式：

等式14:Final_KVA₁＝sqrt(KW₁²+Final_Kvar₁²)

等式15:Final_KVA₂＝sqrt(KW₂²+Final_Kvar₂²)

此外，多个发电机组实际产生的总表观功率可容易地通过将每发电机组最终表观功率全部加起来而确定。

工业应用性

本发明可应用于在为孤立载荷提供电力的多个发电机组之中分配电力载荷，孤立载荷例如航行中的海洋船舶，其无法连接至配电网。本发明还可应用于具有并行于公共事业供电网操作并非对称地运行的发电机组的应用。参考图3，示出实施本发明的多个方面的控制策略300的另一实施方式的流程图。控制策略300配置为提供，例如与海洋船舶或其他应用相关联的电力载荷所要求的，以千瓦为单位测量的实际功率302。为了确定如何在多个发电机组之中分配载荷，控制策略300可考虑有关各个发电机组的各种信息和数据，例如，举例来说，每个发电机组304的额定功率因子。根据控制策略300，有关发电机组的其他电信息也得到考虑，例如额定容量或电力输出限值及类似的信息。

除了发电机组的电方面的考虑和限制，控制策略300可配置为应对同发电机组的原动机部分相关联的燃料效率、排放物以及其他考虑306。尤其，这可以通过非对称载荷共享布置实现，其中由多发动机优化控制器解决和原动机相关联的考虑，多发动机优化控制器执行优化步骤将所要求的实际功率302优化为每发电机组实际功率要求310的数值，其也可以以千瓦为单位。除了分配需求或载荷的实际功率部分以外，控制策略300可解决可能由构成电力载荷的电路中包括电抗元件或设备导致的无功功率部分或电抗功率部分。为了应对无功功率分量，控制策略300可至少部分根据优化后的每发电机组实际功率要求310以及每发电机组额定功率因子304来确定每发电机组计算无功功率要求312。每发电机组计算无功功率要求的计量单位可以为无功伏安，或瓦。

控制策略300可包括多方面的检验以确保非对称载荷共享策略具有足够容量以满足功率需求，或者以其他方式避免损坏电力系统。为实施检验的一个例子，控制策略300可首先将各个每发电机组计算无功功率要求累加以确定多个发电机组的总计算无功功率要求320。在决定步骤322中，可将总计算无功功率要求320同电力系统整体的额定功率或额定容量进行核对。若总计算无功功率要求320超过了系统容量，控制策略300能够终止非对称载荷共享配置并切换至可令人满意地解决无功功率的对称载荷共享324。

由于计算的总计算无功功率要求320为理论值，控制策略300可包括用以使得理论值更接近实际的步骤。例如，控制策略300可确定总无功功率补偿330，其可能是正值或负值，并且其是基于自载荷332的实际无功功率要求和总计算无功功率要求320之差，其中实际无功功率要求可以作为额外的数据点被接收。总无功功率补偿330应当反映出通过策略计算得出的无功功率的量相比于系统的实际需求的任何偏差。接着，控制策略300可确定每发电机组最终无功功率要求，其指示如何在多个发电机组之中分配无功功率。举例来说，若控制策略330能通过总无功功率决定340确定总无功功率补偿330为零，这可意味着每发电机组计算无功功率要求312是基本准确的。控制策略300能够在设置步骤342中设置最终要求无功功率等于每发电机组计算要求无功功率，最终要求无功功率被传达至各个发电机组以控制其运转。

然而，若总无功功率补偿330为非零值，控制策略300可在多个发电机组之中分配该量以确保无功功率得到充分解决。尤其是，控制策略300确定每发电机组无功功率补偿350，其中每发电机组无功功率补偿350可例如基于各个发电机组的额定容量确定。然后控制策略300确定每发电机组最终无功功率要求352，其可以基于每发电机组计算无功功率要求312和每发电机组无功功率补偿350。在其他实施方式中，每发电机组最终无功功率要求352也可基于或者考虑发电机组的其他特性，例如额定电容量或类似特性。在最终分配步骤354中，控制策略能够将每发电机组最终无功功率值传递至相应的发电机组以指示其运转。

因此，在此披露的控制策略的一个可能的优点在于，使得孤立的电力系统能够非对称地运转多个发电机组，以解决和原动机相关的效率或类似考虑，同时也处理可能出现在电力载荷中的无功功率分量。还可以相信，本发明使得多个不同的发电机组的运转得以更接近地符合发电机组的各个额定功率因子以及其他额定容量。应当注意的是，在控制策略的步骤期间，除了可以考虑明确描述的数值或数字，其他数字和数值也可以考虑。

应当理解的是，前述说明书提供了在此公开的系统和技术的例子。但应注意本发明的其他实施方式同前述例子可能在细节上有所不同。所有对本发明或其例子的引用，旨在引用当时正在讨论的特定例子，而非旨在暗示任何更广泛地对于本发明的保护范围的限制。所有关于某些特征的表示差别和劣势的用语，旨在表示这些特征并非优选，但并不将其从本发明的范围中完全排除，除非另有指示。

在此对于数值范围的描述仅仅旨在用作表示落在范围内的各个单个数值的速记法，除非在此另有所指，并且每个单个数值都被包含于本说明书中就如同其在此被逐个叙述一样。在此描述的所有方法可以以任何适当顺序执行，除非在此另有指示或者与上下文明显矛盾。

上下文中描述本发明的(尤其在以下权利要求中的)术语“一”“一个”“所述”“至少一”及相似指代语应理解为涵盖单数和复数，除非在此另有所指或明确与上下文矛盾。修饰一系列的一个或更多个对象的术语“至少一个”的采用(例如，“A和B中的至少一个”)应理解为表示一个选自所列出的对象(A和B)中的对象，或者选自所列出的对象(A和B)中的两个或更多个对象的任意组合，除非在此另有指示或者明显与上下文矛盾。

因此，如适用的法律所允许的，本发明包括在此附有的权利要求书所记载的主题的所有变型和等同物。并且，本发明包含以所有可能的变型的上述元件的任何组合，除非在此另有指示或与上下文明显矛盾。