用于发电机组的控制系统和方法
【技术领域】
[0001]本公开一般涉及用于操作多个发电机组的控制系统和方法。更特别地，本公开涉及用于操作可连接到多个负载总线分段(load bus segment)的多个发电机组的控制系统和方法，其中所述负载总线分段通过至少一个连结断路器(tie breaker)选择性可连接和可隔离。
【背景技术】
[0002]为了产生电力，内燃发动机可耦接到发电机以形成所谓的发电机组(通常也被称为发电机机组)。因此，内燃发动机的机械输出转换成可向电力网络提供的发电机的电输出。
[0003]在所谓的负载共享应用中，多于一个的发电机组可例如在电厂、海上应用或在船上提供。单独的发电机组可彼此连接以共享在公共负载总线上的公共负载，或可以彼此隔离以单独产生电力。如本领域技术人员将理解的，越多的发电机组可彼此连接以建立多个负载群组，则用于控制发电机组操作的控制系统可变得越复杂，因为多个信息可能必须由耦接到每个单独发电机组的多个控制单元收集、分配和评估。
[0004]本公开(至少部分地)涉及改进或克服现有系统的一个或多个方面。
【发明内容】
[0005]在本公开的一方面，公开了用于操作多个发电机组的控制系统。控制系统可包括被配置成控制多个发电机组中的相应发电机组操作的多个控制单元。控制系统可进一步包括被连接到用于发送数据的多个控制单元的数据总线。此外，控制系统可包括被配置成连接到多个发电机组中的相应发电机组的多个负载总线分段。更进一步地，控制系统可包括至少一个连结断路器。每个连结断路器可布置在多个负载总线分段中的两个负载总线分段之间，以选择性连接在闭合位置中的两个负载总线分段，并且隔离在打开位置中的两个负载总线分段。每个连结断路器可直接连接到多个控制单元中的至少一个控制单元。多个控制单元可进一步被配置成从直接连接的连结断路器接收指示相应连结断路器位置的信号，以及经由数据总线向多个控制单元中的至少一个另外控制单元提供信号。
[0006]在本公开的另一方面，公开了用于操作经由至少一个连结断路器而选择性可彼此连接以形成负载群组的多个发电机组的方法。该方法可包括由多个发电机组中的第一发电机组，从至少一个连结断路器中的第一连结断路器接收第一信号。该第一信号可指示第一连结断路器的闭合位置或打开位置。该方法可进一步包括，由第一发电机组向多个发电机组中的至少一个另外的发电机组提供第一信号。该方法可进一步包括，由至少一个另外的发电机组从第一发电机组接收第一信号。该方法可进一步包括基于第一信号来操作多个发电机组。
[0007]本公开的其它特征和方面将从以下描述和附图中显而易见。
【附图说明】
[0008]在此并入并且构成说明书一部分的附图示出了公开的示例性实施例，并且结合该描述用于解释本公开的原理。在附图中:
[0009]图1示出包括根据本公开的控制系统实施例的发电机组的群组；
[0010]图2示出包括根据本公开的控制系统的另一个实施例的发电机组的群组；
[0011]图3示出包括根据本公开的控制系统的又一个实施例的发电机组的群组；
[0012]图4示出包括根据本公开的控制系统的又一个实施例的发电机组的群组。
【具体实施方式】
[0013]下面是本公开的示例性实施例的详细描述。在其中描述并且在附图中示出的示例性实施例旨在教导本公开的原理，使本领域的技术人员能够在许多不同环境中实现并且使用本公开，并且用于许多不同的应用。因此，示例性实施例并不旨在并且不应当视为专利保护范围的限制描述。相反，专利保护范围应由所附权利要求限定。
[0014]本公开部分地基于如下认识，即发电机组的负载群组分配通过使用连接到每个发电机组控制单元的公共数据总线来简化。特别地，例如通过将每个负载总线连结断路器直接连接到仅一个发电机组控制单元，控制系统的布线可包括仅少量的单独连接。控制单元被配置成经由数据总线向其它控制单元提供来自直接连接的负载总线连结断路器的接收
?目息。
[0015]本公开进一步至少部分地基于如下认识，即在可靠的控制系统和不太复杂的控制系统之间的折衷可使用连接到发电机组控制单元的公共数据总线，和从每个负载总线连结断路器到不同发电机组的两个控制单元的连接。通过提供所述一定量的冗余，在控制系统中的故障可以可靠地可检测，而基本上无需将控制系统复杂化，例如考虑额外的布线。
[0016]参考图1，示出了多个发电机组(发电机机组)的群组10。群组10包括第一、第二、第三和第四发电机组12、14、16和18。此外，群组10由全部由参考标记20指代的控制系统控制。
[0017]每个发电机组12、14、16和18分别包括内燃发动机22、24、26和28，以及发电机
32、34、36和38。内燃发动机22、24、26和28例如由如在图1中示出的柔性接合件42、44、46和48来驱动地连接到相应的发电机32、34、36和38。
[0018]可以设想，群组10可包括任何数量的多个发电机组，例如两个、三个或四个发电机组(如在图1的示例性实施例中示出)。发电机组12、14、16和18可包括没有示出的特征，诸如发动机燃料系统、发动机空气系统、冷却系统、外围、传动系统组件等。此外，发电机组12、14、16和18可以具有任意尺寸并且以任何结构。例如，内燃发动机22、24、26和28可包括以任何结构(“V”、直列、星形等)的任何数量的气缸，并且可采用包括但不限于柴油、汽油和/或气体燃料的任何类型的燃料来提供动力。更进一步地，发电机组12、14、16和18可在移动或固定电厂中使用，或用于对包括但不限于机车应用、公路卡车或车辆、矿用卡车或机器，推土设备、航空航天应用、海洋应用、栗、固定设备或其它发电机组供电应用的任何机器或其它装置供电。
[0019]控制系统20包括控制单元52、54、56和58，以及例如CAN总线的数据总线60。数据总线60将用于发送任何类型数据的控制单元52、54、56和58彼此通信地连接。此外，控制系统20包括负载总线70。
[0020]具体地，控制单元52、54、56和58被配置为用于操作相应的内燃发动机22、24、26和28的发动机控制单元。例如，控制单元52、54、56和58可调节相应内燃发动机的负载、速度、进气量、进气压力、燃料加注量、点火正时等。控制单元52、54、56和58可以是包括特别用于控制相应内燃发动机各种组件操作的部件的单个微处理器或多个微处理器。此外，控制单元52、54、56和58可以是能够控制与相应内燃发动机和/或其相关组件所关联的许多功能的通用发动机控制单元(ECU)。更进一步地，控制单元52、54、56和58可包括运行应用程序所需的所有组件，诸如例如存储器、二次存储装置和诸如中央处理单元的处理器或在用于控制相应内燃发动机及其组件的领域中已知的任何其它部件。各种其它已知的电路可与控制单元52、54、56和58相关联，包括但不限于电源电路、信号调节电路、通信电路和其它适当的电路。更进一步地，控制单元52、54、56和58可分析并且比较接收和存储的数据，并且基于在存储器中存储的指令和数据或用户输入，确定是否需要采取行动。
[0021]负载总线70包括串联和以闭合回路布置的四个负载总线分段(部分)72、74、76和78。单独的负载总线分段72、74、76和78可用于提供用于不同应用的电力。例如，在诸如船舶(未示出)的移动机器的情况下，一个或多个负载总线分段可用于向诸如螺旋桨的推进装置提供电力，而另一个负载总线分段可用于向诸如加热装置的辅助装置提供电力。另外的负载总线分段可用于通用车载电源。
[0022]此外，单独的负载总线分段72、74、76和78彼此可连接用于共享负载，如在下文中描述的。具体地，在第一负载总线分段72和第四负载总线分段78(其是在图1中示出的实施例中的最后负载总线分段)之间布置第一连结断