用于动力引擎单元的控制单元的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于发电厂的动力引擎单元(14、15)的控制单元(8)。所述控制单元包括：输入端(44、45、46)，其接收来自断路器(5、6、7)的状态数据；以及数据总线接口(47)，其在连接到数据总线的控制单元之间发送和接收数据。所述控制单元(14、15)被设置为确定通过本地母线(2、3、4)彼此电连接的一组动力引擎单元。在接收到表示所述电网断路器(5)为打开的所述第一状态数据的情况下，所述控制单元(8)被布置为，以一个动力引擎单元(14、15)保持连接到所述本地母线(2、3、4)的方式，基于用于所确定的所述一组动力引擎单元(14、15)的预定标准，来决定是否来生成和发送用于打开所述发电机断路器(5)的控制消息。
【专利说明】
用于动力引擎单元的控制单元
技术领域
[0001]本发明涉及用于发电厂中的动力引擎单元的控制系统。
【背景技术】
[0002]发电厂可以包括多个单元以产生将被输送到电网的电。电网将产生的电分配给电网的消费者。单个单元可被称为动力引擎单元。动力引擎单元是产生动力的引擎和将动力转换成电形式的发电机的组合。引擎可以例如是柴油机。动力引擎单元连接到发电厂的母线。母线为例如电轨或电缆。母线与被称为电网断路器的断路器连接，电通过断路器被传输到电网。如果在电网中出现问题(例如，短路)，则发电厂与电网自动断开连接。
[0003]大电厂可以产生数百兆瓦给电网。与产生的电相比，通常发电厂本地的电消耗是非常小的，例如，大约300kW。因此，几乎所有产生的电被传输到电网。在电网有问题的情况下，所有动力引擎单元与发电厂的母线断开连接，这是因为本地负载太小以至于不能消耗产生的电，并且也不能为在动力引擎单元之间共享的任何稳定负载提供足够的负载。一个动力引擎单元可以例如产生20MW。
[0004]可以看到，不能向发电厂的本地负载恰当地供电。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种用于在当发电厂与电网断开连接的时段期间向发电厂的本地负载供电的解决方案。该目的通过如独立权利要求所描述的本发明而得以实现。从属权利要求描述了本发明的不同实施例。根据本发明，可向发电厂的本地负载供应不间断的电。
[0006]本发明提供一种用于发电厂的动力引擎单元的控制单元。控制单元包括:输入端，其接收来自所述发电厂的电网断路器的第一状态数据、来自母线断路器的第二状态数据、以及来自发电机断路器的第三状态数据；以及数据总线接口，其在连接到数据总线的控制单元之间发送和接收数据。
[0007]所述控制单元被设置为将其标识符以及所述第二状态数据和所述第三状态数据发送给连接到所述数据总线的其它控制单元，并且从所述其它控制单元接收标识符以及第二状态数据和第三状态数据，以确定通过本地母线彼此电连接的一组动力引擎单元。
[0008]在接收到表示所述电网断路器为打开的所述第一状态数据的情况下，所述控制单元被布置为，以在所述组中一个动力引擎单元保持连接到所述本地母线的方式，基于用于所确定的所述一组动力引擎单元的预定标准，来决定是否来生成和发送用于打开所述发电机断路器的控制消息。
【附图说明】
[0009]下面，参照附图来更加详细地描述本发明，其中:
[0010]图1示出根据本发明的包括动力引擎专用控制单元的发电厂的示例，
[0011]图2示出在电网断路器为打开并且每个组中的一个动力引擎单元连接到母线的情况下图1的示例，
[0012]图3示出在继电器装置与不具有本地负载的组中的最后一个连接的动力引擎单元断开连接之后的图2的示例，
[0013]图4示出根据本发明的包括动力引擎专用控制单元的发电厂的另一个示例，
[0014]图5示出在电网断路器已经打开之后图4的示例。
[0015]图6示出根据本发明的控制单元的示例，以及
[0016]图7示出根据本发明的方法的流程图示例。
【具体实施方式】
[0017]图1示出了具有9个动力引擎单元14、15的发电厂I的示例。如上所述，动力引擎单元包括产生动力的引擎14以及将动力转换成电力的发电机15。引擎是例如活塞式引擎或往复式引擎。动力引擎单元14、15通过被称为发电机断路器6的连接支路13电路断路器而被连接到发电厂的母线2、3、4。如图1中所看到的，母线可包括被称为母线断路器7的几个电路断路器。母线断路器使得可以根据不同需求将母线分成几部分。在母线2、3、4和电网断路器5之间还有多个连接16、17、18。以这种方式母线2、3、4的不同部分和动力引擎单元14、15可以通过电网断路器向电网供电。发电厂的本地负载19、19A连接到母线或者其某些部分。每个动力引擎单元14、15具有通过连接线10、11、12与电网断路器5、母线断路器7和发电机断路器连接的控制单元8。控制单元还连接到数据总线9。连接线10、11和12被描述为仅用于一个动力引擎单元，但是很明显每个单元具有类似连接。
[0018]在图1中电网断路器是打开的。然而，还应当向本地负载19、19A供电。母线断路器7将本地母线分成几部分，在图1的情况下被分成三部分2、3、4。电流分配可能是未知的，这是因为分配由于电网的不同消耗情况、引擎特定动力产生等而导致变化。因此，通常情况是发电厂母线的分配是未知的，并且进一步的本地负载被连接到哪一部分或哪几部分是未知的。图1中示出的解决方案解决了由这些限制引起的问题，以便从至少一个动力引擎单元向本地负载供电。
[0019]在该解决方案中需要知道母线的分配，以便知道彼此电连接的动力引擎单元14、15的组。这可以通过WO 2009083639(其内容通过引用添加到说明书中)的教导的方式来实现。由于每个动力引擎单元具有一个唯一的标识符，如图1的示例中的01...09，所以可以利用断路器的状态数据根据该WO公开来确定组。此外，来自发电机断路器6的状态数据的使用以如WO 2009083639所教导的相应方式被使用。在图1中，动力引擎单元01、02和03形成一个组2，单元04、05和06形成另一个组3，并且单元07、08和09形成第三组4。因此，根据本解决方案的控制单元8被布置为确定通过本地母线2、3、4彼此电连接的动力引擎单元14、15的本地组。
[0020]图5示出了控制单元的示例。控制单元8包括:输入端44、45、46，以从发电厂的电网断路器5接收第一状态数据，从母线断路器7接收第二状态数据，以及从发电机断路器6接收第三状态数据；以及数据总线接口 47，以在连接到数据总线9的控制单元8之间发送和接收数据。
[0021]控制单元8被布置为向连接到数据总线9的其它控制单元8发送其标识符以及第二状态数据和第三状态数据，并且从其它控制单元接收标识符以及第二状态数据和第三状态数据以确定一组动力引擎单元14、15，该组动力引擎单元14、15通过本地母线2、3、4彼此电连接。
[0022]在接收到表示电网断路器5为打开的第一状态数据的情况下，控制单元8被布置为以该组内的一个动力引擎单元14、15保持连接到本地母线2、3、4的方式，基于用于所确定的一组动力引擎单元的预定标准，来决定是否产生和发送用于打开发电机断路器6的控制消息48。
[0023]换而言之，每个控制单元做出哪个动力引擎单元保持与本地母线2、3、4连接并且哪些动力引擎单元与本地母线2、3、4断开连接的本地决定。以这种方式，在该组内一个动力弓I擎单元保持向本地负载19、19A供电。
[0024]图1示出了由于电网中的故障情形导致电网断路器被打开之前的情形。图2示出了发电厂I从电网跳闸之后的情形。可以看到，组中的具有较低标识符01、04、07的动力引擎单元保持与本地母线2、3、4连接。以这种方式，本地负载可连接到发电厂的母线的任意部分。
[0025]从图中可以看出，具有标识符04、05和06的动力引擎组没有本地负载。然而具有标识符04的一个动力引擎单元还向母线3的本地部分供电。这种情形关注普通的继电器装置，该普通的继电器装置在电网断路器5被打开后很快与具有标识符04的动力引擎单元断开连接，如图3中所看到的。保持连接的具有标识符01和07的动力引擎单元为了负载19、19A的消耗而继续被驱动。因此根据本发明，至少一个动力引擎单元保持为以稳定的方式向发电厂的本地负载供电。
[0026]图4和5示出了可以如何划分发电厂的母线的另一示例。在这个情况下，存在两组4A、5A动力引擎单元彼此电连接。图4示出了当电网断路器5没有打开时的情形，并且图5示出了电网断路器打开后的情形。从该示例可以看到，在组中具有最低标识符01和07的动力引擎单元保持连接到母线。还可以注意到，动力引擎单元06没有被考虑，这是因为动力引擎单元06由于例如维修工作而最初没有连接到组5A。
[0027]上述预定标准可以例如利用动力引擎单元的标识符值。标识符值可为数字值或者基于字母的码，该码可具有不同的值。因此，标准例如可以将具有最低或最高标识符值的动力引擎单元14、15与本地母线2、3、4保持连接。
[0028]在本地母线的本地消耗已知的情况下，预定标准可以是将针对本地消耗产生最接近动力的动力引擎单元14、15与本地母线2、3、4保持连接。该预定标准的其它替代例可以是保持具有最低发射水平或者针对服务时间具有最低运行小时的动力引擎单元14、15与本地母线2、3、4连接。
[OO29 ] 如图6中示出的控制单元进一步包括控制接口 41以发送控制消息4 8、和决定单元42以决定是否生成和发送控制消息。决定单元具有包含该预定标准的存储器43。
[0030]图7示出了用于发电厂I的动力引擎单元14、15的方法的流程图示例，所述方法包括以下步骤:接收51来自发电厂的电网断路器5的第一状态数据，来自母线断路器7的第二状态数据，和来自发电机断路器6的第三状态数据；以及在连接到数据总线9的控制单元8之间发送和接收52数据，以将标识符以及第二状态数据和第三状态数据发送给连接到数据总线9的其它控制单元8，并且接收来自其它控制单元的标识符以及第二状态数据和第三状态数据。
[0031]该方法进一步包括以下步骤:利用接收的第二状态数据和第三状态数据确定53通过本地母线2、3、4彼此电连接的一组动力引擎单元14、15。此外，该方法包括以下步骤:在接收到表示电网断路器为打开的第一状态数据的情况下，以在所述组中一个动力引擎单元保持连接到本地母线2、3、4的这种方式，基于用于所确定的所述一组动力弓I擎单元14、15的预定标准，来决定54是否生成和发送用于打开发电机断路器6的控制消息。如从图7可看到的，决定步骤54利用了电网断路器的状态数据和组确定步骤的结果。
[0032]与预定标准的上述内容类似，该方法的标准可保持具有最低或最高标识符值的动力引擎单元14、15与本地母线2、3、4连接。该标准的其它替代例是保持具有最低排放(emiss1n)水平或针对服务具有最低运行小时的动力引擎单元14、15与本地母线2、3、4连接。在本地母线2、3、4的本地消耗已知的情况下，该方法的该预定标准可被制定用于保持相对于本地消耗产生最接近的动力的动力引擎单元14、15与本地母线2、3、4连接。
[0033]至少大致知道对于在电网中的问题的情况下共享的稳定负载而言本地负载量太小。当提供根据本发明的控制单元时这一认识被采用。如图3的示例中所示的那样实际上不需要本地负载的确切位置。利用多组动力引擎单元的电流知识，至少一个动力引擎单元可向本地负载供电。本发明不限于本说明书的示例，而是在独立权利要求的范围内可以以其它方式获得。
【主权项】
1.一种用于发电厂(I)的动力引擎单元(14、15)的控制单元(8)，所述控制单元(8)包括:输入端(44、45、46)，其接收来自所述发电厂的电网断路器(5)的第一状态数据、来自母线断路器(7)的第二状态数据、以及来自发电机断路器(6)的第三状态数据；以及数据总线接口(47)，其在连接到数据总线(9)的控制单元(8)之间发送和接收数据， 所述控制单元(8)被设置为将其标识符以及所述第二状态数据和所述第三状态数据发送给连接到所述数据总线(9)的其它控制单元(8)，并且从所述其它控制单元接收标识符以及第二状态数据和第三状态数据，以确定通过本地母线(2、3、4)彼此电连接的一组动力引擎单元(14、15)， 其特征在于:在接收到表示所述电网断路器(5)为打开的所述第一状态数据的情况下，所述控制单元(8)被布置为，以在所确定的所述一组动力引擎单元中一个动力引擎单元(14、15)保持连接到所述本地母线(2、3、4)的方式，基于用于所确定的所述一组动力引擎单元的预定标准，来决定是否来生成和发送用于打开所述发电机断路器(6)的控制消息(48)。2.根据权利要求1的控制单元，其特征在于，所述预定标准是保持具有最低或最高标识符值的动力引擎单元(14、15)与所述本地母线(2、3、4)连接。3.根据权利要求1的控制单元，其特征在于，在所述本地母线的本地消耗已知的情况下，所述预定标准是保持关于本地消耗产生最接近的动力的动力引擎单元(14、15)与所述本地母线(2、3、4)连接。4.根据权利要求1的控制单元，其特征在于，所述预定标准是保持具有最低排放水平的动力引擎单元(14、15)与所述本地母线(2、3、4)连接。5.根据权利要求1的控制单元，其特征在于，所述预定标准是保持针对服务时间具有最低运行小时的动力引擎单元(14、15)与所述本地母线(2、3、4)连接。6.根据权利要求1的控制单元，其特征在于，所述控制单元包括:控制接口(41)，其为了发送所述控制消息；以及决定单元(42)，其为了决定是否生成和发送所述控制消息，所述决定单元具有包含所述预定标准的存储器(43)。7.—种用于发电厂(I)的动力引擎单元(14、15)的控制方法，所述控制方法包括以下步骤: 接收(51)来自所述发电厂的电网断路器(5)的第一状态数据、来自母线断路器(7)的第二状态数据、以及来自发电机断路器(6)的第三状态数据， 在连接到数据总线(9)的控制单元(8)之间发送和接收数据(52)，以将标识符以及所述第二状态数据和所述第三状态数据发送给连接到所述数据总线(9)的其它控制单元(8)，并且接收来自所述其它控制单元的标识符、以及第二状态数据和第三状态数据， 利用接收到的第二状态数据和第三状态数据确定(53)通过本地母线(2、3、4)彼此电连接的一组动力引擎单元(14、15)， 其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤:在接收到表示所述电网断路器为打开的所述第一状态数据的情况下，以在所确定的一组动力引擎单元中一个动力引擎单元保持连接到所述本地母线(2、3、4)的方式，基于所确定的所述一组动力弓I擎单元(14、15)的预定标准，来决定(54)是否生成和发送用于打开所述发电机断路器(6)的控制消息。8.根据权利要求7的控制方法，其特征在于，所述预定标准是保持具有最低或最高标识符值的动力引擎单元(14、15)与所述本地母线(2、3、4)连接。9.根据权利要求7的控制方法，其特征在于，在所述本地母线(2、3、4)的本地消耗已知的情况下，所述预定标准是保持关于本地消耗产生最接近的动力的动力引擎单元(14、15)与所述本地母线(2、3、4)连接。10.根据权利要求7的控制方法，其特征在于，所述预定标准是保持具有最低排放水平的动力引擎单元(14、15)与所述本地母线(2、3、4)连接。11.根据权利要求7的控制方法，其特征在于，所述预定标准是保持针对服务时间具有最低运行小时的动力引擎单元(14、15)与所述本地母线(2、3、4)连接。
【文档编号】H02J3/38GK106068589SQ201480076536
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2014年4月10日 公开号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
【发明人】汤姆·凯丝, 阿里·赛科宁
【申请人】瓦锡兰芬兰有限公司