用于处理电气负载瞬变、电气故障和电网瘫痪的装置、系统和方法

专利名称：用于处理电气负载瞬变、电气故障和电网瘫痪的装置、系统和方法
技术领域：
本申请涉及发电，更具体地而非排他性地，本申请涉及处理电网瘫痪 (disruption)、故障和负载瞬变的技术。
背景技术：
在电网瘫痪期间，电网电压可能迅速地波动。在特定情况下，期望在迅速的电网波动期间保持发动机/发电机组(genset)的电网连接以便保持电网完整性并且在整个波动期间供应无功功率，称为低电压穿越(Low Voltage Ride-Through(LVRT))。在低电压事件期间，由于发动机不能迅速地响应低功率输出需求，发电机可能失去与电网的同步。在一些情况中，相应的磁极滑移感应电流(pole-slipped induced current)可能引起发电机损坏。此外，当负载变化或瞬时电气故障引起发电机组上的负载的大且突然的变化时， 如果不采取一些措施进行阻止，则发动机和发电机速度将迅速地增大。该速度增大将导致不可接受的频率增大和输出电压的相角偏差。该问题在并网应用中尤其受到关注。更特别地，线路故障事件可能将电压抑制为零并且然后使它在比常规发动机和发电机组控制系统能够反应的时间更短的时间段内恢复。该状况可能导致发电机相角明显不同于恢复的电网电压相角，这可能导致发电设备的损坏。在某些情况下，具有混合燃料和汽缸上游的空气的火花点火(Si)发动机的发电机组可能特别易损。虽然可以在负载变化的第一个迹象时减少所提供的燃料量以改善该结果，但是在新的燃料供给水平(fueling level)能够生效之前需要处理已经存在的燃料供送-一般通过燃烧。因此，在该技术领域中，仍然还需要进一步的贡献。

发明内容
本发明的一个实施例是独特的发电技术。其它实施例包括涉及针对独特发电技术的低电压穿越操作的发电机组操作的独特方法、系统、设备和装置。附图和所提供的说明书将使本发明的另外的实施例、形式、目标、方面、益处和优点变得清楚。


图1是包括具有发电机和内燃发动机的发电机组的发电系统的简图。图2是包括并联发电机组的另一发电系统的简图。图3是包括用于处理电网瘫痪的电路的示意图。
图4是示出图3中的电路的操作的曲线图。
具体实施例方式为了促进对本发明原理的理解，现在参考在附图中所示的实施例，并且将使用特定的语言来描述这些实施例。然而应当理解，并不是要由此限制本发明的范围，并且考虑了所述实施例中的任何变更和进一步的修改以及本发明所属领域的技术人员通常会想到的本文所述的本发明原理的任何进一步的应用。本申请的一个实施例包括具有发电机组的电力系统，该发电机组包括发动机和发电机。可以耦合发电机组以便向公共电网提供电力。该系统通过暂时路由来自发电机的过量电流使其经过电阻性电路来响应低电压电网状况。可选地或附加地，系统通过响应而延迟发电机组发动机的火花点火(spark ignition)和/或通过调整交流发电机的场控制 (field control)来应对由电线故障引起的电气加载的突变(例如电网电压下降)。在一个包含后者的形式中，响应于电网电压降低，增加或者甚至最大化交流发电机场电压(有时候称为“全场”)以便相应地提高交流发电机电流来使发动机扭矩和交流发电机扭矩更接近平衡。本领域技术人员应该理解，发电机组可以作为主发电机或备用发电机来操作或可以不作为主发电机或备用发电机来操作，并且/或者发电机组可以与一个或多个其它发电机组或电源并联地操作或可以不与一个或多个其它发电机组或电源并联地操作。图1描述了本申请的另一实施例的电力系统20。电力系统20包括发电机组子系统22。发电机组22包括以内燃发动机M形式的原动机、和交流发电机或发电机30，以提供具有目标振幅和频率的三相交流(AC)电压。在其它布置中，可以以单相或者本领域技术人员能想到的其它配置来供应电力。发动机M利用旋转驱动机构沈将旋转机械动力提供给发电机30。机构沈可以是直接驱动构件、提供非一转动比的设备、变扭器、传动装置和/或本领域技术人员能想到的不同形式的旋转联动装置。在一个布置形式中，机构26采用了用作发电机30内的转子的发动机对的曲轴的延伸的形式，并且因此该发动机和该发电机具有一比一的转动比。发动机M的已描述形式包括一个或多个往复式活塞23并且发动机M的已描述形式被构造为用于火花点火(Si)燃烧。相应地，发动机M使用诸如汽油、天然气、液化石油气、不同的气体燃料等SI兼容的燃料，或其它SI兼容的燃料类型。发动机包括由耦合到发动机M的导管24b供应的燃料源Ma。来自源Ma的燃料与来自活塞23上游的进气口 25的空气混合，以向其提供燃料供送。在其它形式中，发动机M、机构沈和/或发电机30可以具有其它类型；发动机M 可选地被供以燃料和/或具有不同的燃烧模式或燃烧循环；并且/或者可以使用不同形式的基于发动机的原动机作为发动机M的替代或附加，以向发电机30提供机械动力，如压缩点火(Cl)发动机类型、燃气涡轮发动机类型、二冲程发动机类型等。不同形式的原动机还包括但不限于风轮机、水轮机和/或蒸汽轮机。发电机30包括操作性耦合到将在下文中进一步描述的控制器70的激励磁场绕组 32。发动机30的电力输出被耦合到开关装置40以便选择性地将发电机电力输出耦合到公共电网46以及将发电机电力输出与公共电网46去耦合。对于系统20专用于向电网46 供应电力的布置形式，开关装置40通常采用用于每根电力线的断路器的形式。可选地，对
5于系统20的待命或备用的电力应用，开关装置40通常包括耦合到电网46和本地电气负载 (未示出)的转换开关。此外，可以在开关装置40与到电网46的连接之间提供一个或多个变压器(未示出)。在一个非限制性的实施方式中，发电机组22包括气体燃料SI类型形式的发动机M以及包括具有如设置在发动机曲轴的延伸上的转子的交流发电机形式的发电机30。电力系统20还包括电压传感器64，用以监测由发电机30输出的在导线34上的电压的振幅。传感器64可以采用对在已知电阻或类似物上的电压降进行采样的电路的形式。 电力系统20还包括电流传感器62，该电流传感器62监测流过与发电机30关联的导线34、 中性线(N)和地(GND)的电流的振幅。传感器62可以具有标准的电流互感器类型或者本领域技术人员已知的其它种类。传感器66具有提供表示发动机M的旋转速度的传感器信号的标准类型。在一些形式中，传感器66的传感器信号表示发电机30的电力输出的频率； 然而，可以通过使用其它技术来确定电力输出的频率。使用标准技术来将传感器62、64和 66转换为数字形式以便进行处理。可选地或附加地，在其它实施例中，可以使用传感器信号的模拟形式进行处理。电力系统20还包括耦合到传感器62、64和66的控制器70。控制器70可以与作为发电机组22 —部分的发电机30 —起提供，并且控制器70可以采用用于发动机M和发电机30两者的一个控制设备的形式，或者可以采用两个或多个控制设备的形式，例如与专用发电机/发电机组控制模块通信的专用发动机控制模块(ECM)，这里仅列出几个非限制性的示例。在一个特别的形式中，发动机对、发电机30和控制器70被设置为集成设备。 控制器70包括来自对应于发电机30的三相电气输出的电流传感器62的输入(被表示为 “3ΦΙ”)、任何检测到的中性线电流(被表示为“Ni”)以及任何检测到的接地电流(被表示为“GNDI”)。传感器64提供对应于发电机M的三相电输出的电压(被表示为“3Φν”)。 来自传感器66的发动机速度输入被表示为“RPM”。控制器70响应于这些输入的信号来调节发动机M的操作。控制器70包括存储器74。控制器70执行定义各种控制、管理和/或调节功能的操作逻辑。该操作逻辑可以采用专用硬件的形式，例如硬接线状态机、编程指令和/或本领域技术人员想到的不同形式。控制器70可以被设置为单个部件或者操作性耦合的部件的集合；并且控制器70可以包括数字电路、模拟电路、软件或任何这些类型的混合组合。控制器70可以包括被布置为独立操作的多个处理单元，该多个处理单元采用流水线处理的布置形式、并行处理的布置形式和/或本领域技术人员能想到的那些不同布置形式。当控制器70是多部件的形式时，它可以具有一个部件或多个彼此远离设置的部件。在一个实施例中，控制器70是固态集成电路类型的可编程微处理设备，该可编程微处理设备包括一个或多个处理单元和存储器。在一种形式中，控制器70可以包括计算机网络接口，以便于使用一种或多种标准通信协议来通信。该接口可以用于报告系统状态信息，接收传感器/检测器输入、操作者输入/输出，传送在其操作中使用的其它数据，执行对控制器70的远程调试或监测，和/或接收编程指令等形式的操作逻辑更新。应该理解的是，利用与控制器70的合适接口连接，在发电机组22中可以包括诸如键盘、指针、开关或类似物的一个或多个操作者输入控制；以及诸如显示器、警报器、指示器或类似物的一个或多个操作者输出。存储器74可以包括一种或多种类型，包括但不限于半导体、磁和/或光种类，和/或存储器74可以是易失和/或非易失种类。在一种形式中，存储器74存储由控制器70执行以实现其操作逻辑的至少一部分的编程指令。可选地或附加地，存储器74存储由控制器 70的操作逻辑操纵的数据。控制器70可以包括信号调节器、调制器、解调器、算法逻辑单元 (ALU)、中央处理单元(CPU)、振荡器、控制时钟、放大器、通信端口、延迟设备、信号格式转换器(例如模-数转换器和数-模转换器)、限制器、钳位电路、滤波器、电源以及为了执行在本申请中描述的各种控制、管理和调节操作所需要的其他设备。控制器70可以控制/监测发电机组22操作的多个方面，例如电气负载变化/瞬变、电子调速器控制、自动电压调节、调节后的短路电流、发动机速度感测、发动机故障监测、过载/过流故障、中性线电流故障、接地故障、短路故障、与其它AC电源的自动同步、与其它发电机的许可并联、并联控制、过压/欠压故障、远程计量和控制、发电机启动控制、输出功率计算和显示、逆功率故障、并联操作期间的有效功率负载共享控制、并联操作期间的无功功率负载共享控制、内置自诊断以及用于外部诊断设备的准备措施，这里仅列出几个。 两个共同的控制功能是(1)通常通过调整发动机操作来执行的对发电机输出波形的频率调节，以及⑵对发电机30产生的电压和/或电流的调节。已经描述了系统20的各种结构和相关方面及其组成，接下来描述操作系统20的各种模式。可以通过控制器70执行的操作逻辑和/或使用本领域技术人员将想到的其它技术(如果适用)来实施这些操作模式/过程。在利用控制器70检测到很可能导致不期望的频率变化(除非另行处理)的瞬时负载状况(例如电网上的低电压或“短路”情况) 后，一种创新的方法是使用发动机火花正时(spark timing)的迅速延迟来显著地减少发动机功率。延迟的火花正时显著地使燃烧事件延迟并且因此使燃烧效率延迟。可以在逐个周期的基础上进行对火花事件的改变，并且因此它可以响应于发电机组负载的降低(例如电网电压的下降)来提供接近瞬时的发动机功率降低。一种补充的或可选的方法是在多汽缸发动机上以顺序模式更彻底地中断点火事件，或者例如在整个短瞬态事件期间更彻底地中断点火事件。与延迟的火花正时一样，该方法也将产生接近瞬时的响应。当控制系统响应于较低的发动机组负载来调整燃料系统设置时，可以按照需要调整火花正时或火花中断以便恢复更正常的点火正时设置。又一实施例是使用火花正时和/或火花中断来允许负载的迅速增加。例如，如果在该相同的负载瘫痪期间负载突然再出现，如果按照上文建议的那样进行燃料供给变化， 则发动机速度将显著地下降。然而，通过维持先前的高燃料供给状态并且迅速地将火花事件返回到更正常的状态，发动机处理负载的能力将迅速地恢复。如果系统不能在振幅和持续时间上充分的响应，则发动机组的迅速负载变化可能引起发动机速度的不可接受的变化。能够在逐个周期的基础上改变由每个汽缸产生的功率的发动机在这些行程(excursion)期间通常具有产生可接受结果的最佳机会。能够在逐个周期的基础上改变各个汽缸输出的发动机包括柴油机和端口 /直接喷射式SI配置。由于燃料喷射位置和汽缸之间的传输延迟所致，将燃料引入到汽缸上游 (例如节气门体或化油的)的火花点火发动机不能影响该迅速的负载变化。然而，由于燃料系统硬件的低成本和以低压喷射燃料(例如管道天然气)的能力所致，在涡轮增压器 (turbocharger)的上游对燃料进行化油是常见的。这种布置形式的不利方面可能是上述的传输延迟，该传输延迟导致在迅速的负载变化期间的糟糕的瞬态响应。
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应该理解的是，为了处理负载瞬变，火花正时延迟和火花中断可以同时利用或可选地利用。两者中的任一技术能够响应于负载的突然变化(例如电网电压下降)而以期望的方式改变发动机功率。通过改变燃烧事件的正时并且由此改变燃烧过程的效率，火花正时改变能够迅速地改变动力汽缸的输出。例如，发动机组负载的显著降低(例如电网电压下降)可以迅速地被感测，并且根据需要对火花正时进行延迟以便防止速度的不利增加。 在该事件期间，燃料仍然在汽缸中燃烧，但是可以可控制地减少在膨胀过程期间提取的功 (work)。通过在短时间段消除全部火花事件或通过按照需要顺序地中断汽缸而迅速减少发动机功率来实现火花中断。可以通过使用短持续时间的中断、通过跳过相邻汽缸中的点火、 和/或通过各种后处理技术来限制废气中的未燃烧燃料的任何非期望的累积。另外，如果负载例如由于系统上的断路器的迅速打开和闭合而迅速地波动，则在该事件期间燃料供给可以保持在较高设置；同时，可以立即接通和断开对火花事件的改变 (正时和/或中断)以使发动机速度的非期望变化最小化。在利用先前仍然适当的燃料供给的情况下，因为没有燃料供给变化的滞后时间将被看到，所以迅速返回正常的火花设置将导致发动机负载的迅速增加。如果负载变化持续的时间比预定的时间段长，则控制系统可以将上游燃料供给和火花事件返回到它们的正常设置。在这些瞬变事件期间，控制器70监测频率偏差和持续时间以确定总相位角偏差。 然后，可以利用火花事件控制来控制发动机速度/频率以将相位角偏差调整回所要求的标称值。如果存在，控制器70还确定燃料供给变化。在电压被强制为零的事件期间，控制器70可以基于最后测量的过零来产生虚拟电压过零，这在与另一大电源同步进行操作时是有用的。该虚拟过零可以被用作用于相位角再同步的参考信号。可选地，可以基于由其它电源传送的信息来外部供应该过零参考信号。在一些实施例中，应该理解的是，标准发电机组负载和速度/频率控制的方面可以在瞬变事件期间起作用；然而，在瞬变事件结束之前，这些标准的控制通常相对于如上文描述的所应用的瞬变技术来说是次要的。在另一形式中，在某些实施例中，火花控制回路可以被集成到更传统的控制架构中。这些技术中的一些或全部可以被应用在并联的发电机系统中，例如在图2中说明的电气系统320 ；其中类似的附图标记指的是之前描述的类似特征。系统320包括多个发电子系统322，每个发电子系统322均各自具有先前描述类型的电输出传感器(未示出)、 发动机或其它原动机(未示出)、发电机330和控制器70。系统320中阐述的任何发电机 330可以是先前描述的诸如发电机30之类的任何类型，或不同的类型。子系统322被布置为用于选择性的并联操作以提供相应的并联电源326。电源3 还各自包括电力总线332、 发电机馈电线334和电力断路器/开关340。相应的馈电线334可以经由各自的电力断路器/开关340选择性地将系统320的各个发电机330连接到电力总线332以及与电力总线 332断开连接。通过连接到电力总线352的电力断路器/开关360的闭合来将电源3 选择性地连接到电网46。另一实施例使用一系列电阻器和开关来吸收在LVRT事件期间的额外能量，维持设备上游的相对恒定的电压。该实施例的一个示例如图3中的系统420所说明的那样；其中类似的附图标记指的是之前描述的类似特征。开关设备/电阻器设备422还维持发动机速度以通过吸收过量的电力(否则电网将以其它的方式来消耗该过量的电力)来提高发动机维持同步的能力。开关速度确定可控率。机械开关可以在10毫秒的量级或更慢地起作用。虽然机械开关将提供一些益处，但是在特定实施方式中期望更快的切换时间，作为替代，这些特定实施方式可以使用具有亚毫秒切换时间的固态开关。在某种程度上，固态开关被认为太昂贵，可以使用同样比机械开关快的气体电离开关和/或本领域技术人员将想到的其它开关类型。对于通常的实施方式而言，应该确定电阻器元件的尺寸以应对2-20秒的使用，而不会在没有主动冷却的情况下引起由于电阻性加热而导致的损坏，例如熔化或损毁。铁是一种能够为该应用提供导电性、比热和质量的平常/低成本材料的非限制性示例。例如， 50kg的铁可以承受5秒钟的IMW电阻性加热并且温度增加少于250K，这不会引起材料的相位变化。在某一设置的时间量之后，如果欠压持续，则设备将完全地使电网与发电机去耦合。图3的说明仅是电阻器/开关网络设备422的一个可能示例。电压控制分辨率是(全电压)/2n。在该7个电阻器的示例中，该分辨率是1/128 = 0. 78%。如图3所示，旁路断路器可以在正常操作期间提供最小的电阻路径P1，并且旁路断路器在扰动开始时跳闸，使开关/电阻器设备422沿着路径P2控制电阻直到电网稳定或者确定应该使发电机30去耦合为止。通常，设备422将被应用到发电机的每一相。图4图示了在估计的LVRT事件期间的电压和电阻的曲线图。系统420的LVRT方法可以与任何先前描述的技术进行组合以应对负载瞬变，例如延迟的火花正时、跳过点火、火花中断和相关联的变型与控制。而且，它可以在具有或不具有并联发电机组的布置中实施，并且在其他的实施例中，它可以附加地或可选地包括一个或多个其它阻抗改变服务，例如电感器或电容器，并且具有或不具有例如所示的电阻性元件；和/或网络设备422可以完全地不存在。在另外的可以与火花点火正时控制和/或电阻性/开关网络一同使用或替代火花点火正时控制和/或电阻性/开关网络使用的实施例中，当电网负载降低时，系统使用交流发电机/发电机场来产生短路电流并且利用扭矩给发动机加负载。发动机上的额外负载可以在电压下降时间段期间减少发动机加速度。当电压下降结束并且电网负载返回时，发电机组和电网之间的相位差不是足以引起磁极滑移的非同步。参考图5，曲线图提供了为各种管辖范围的低电压穿越能力所建立的标准。对于在靠近底部并且在线510的右侧的区域A中的标称电压电平和持续时间而言，可以允许与电网断开连接。当在区域A的上方和左侧运行时，本发明实施例的系统在不损坏部件的情况下执行维持连接。当LVRT的情况是在区域B之内(在线520下方和线510上方)时，系统可以利用改变的火花正时和增加的交流发电机场来操作以使发动机放慢并且维持与电网的同步。图 6示出了涉及另一实施例的另一曲线图，在该另一实施例中，系统在LVRT事件期间执行本发明的各种特征以保持电网连接性，在图中，类似的附图标记表示类似的特征。对于区域B 中的标称电压电平和持续时间来讲，系统可以包括诸如火花正时更改和增加的交流发电机场之类的特征。在线620上方和线630下方的区域C中，系统可以包括诸如除了火花正时更改和增加的交流发电机场之外的电阻性电路之类的特征。系统可以使用这些特征来将发
9电机组速度和同步保持在可接受的限度之内。在其他实施例中，将火花点火正时调整、发电机场调整和电阻性加载中的两个或更多进行组合使用。在一些实施方式中，令人惊奇地发现，火花点火延迟和增加发电机场电压是合意的。在另外的实施例中，火花点火正时调整、发电机场调整和电阻性加载中的一个或多个与一种或多种其它技术(例如由发动机组的传动轴上的飞轮提供的惯性增加、另外的超尺寸的发电机或交流发电机、某种制动器、发动机排气制动器)进行组合使用。附加地或可选地，可以对交流发电机/发电机进行更改以更快地进入全场，并且产生更多的短路电流(并且更快)。这样的事情可能包括增加励磁机电压(exciter voltage)以减少励磁机时间常数、去除交流发电机/发电机上的励磁机以及使用具有单独能源的滑环以更快地对场充电。改变其它交流发电机热(和电气)时间常数和阻抗来支持短路电流在持续时间和振幅等上的增加。预想了本申请的很多另外的实施例。在本发明中期望保护的有一种方法，包括将电力提供给公共电网，其包括利用火花点火内燃发动机来驱动与该电网耦合的发电机；检测发电机的电气加载变化；响应于该变化，改变该发动机的火花点火以调整由该发动机提供的功率。在该方法的另一形式中，改变火花点火包括延迟火花正时。在该方法的另一形式中，改变火花点火包括中断火花点火。—种创新的装置包括发电机组，包括被构造为与电网耦合的发电机；火花点火内燃发动机，用于驱动该发电机；控制器，被构造为调节发动机组的操作，其中所述控制器执行操作逻辑以检测发电机的电气加载变化并且响应该变化来调整发动机的火花点火。在该装置的创新变型中，火花点火的调整可以包括延迟火花正时和/或中断火花点火。另一种创新装置包括发电机组，包括发电机；火花点火内燃发动机，用于驱动发电机；用于将发电机产生的电力提供给公共电网的模块；用于检测发电机的电气加载变化的模块；和用于响应于该变化来调整该发动机的火花点火的模块。在另一种创新的形式中，调整模块包括用于延迟火花正时的模块和/或用于中断火花点火的模块。一种方法，包括将电力提供给公共电网，其包括利用内燃发动机来驱动耦合到该电网的发电机；检测该电网上的低压情况的变化；响应于该低压情况，将发电机的电流输出从较小电阻性的路径路由到较大电阻性的路径以吸收过量的能量；以及在低压情况停止后使该电流输出返回到较小电阻性的路径。另外的创新方法变型包括提供一系列电阻器和开关来沿着较大电阻性的路径调整电阻、提供开关以电气打开或闭合较小电阻性的路径、在发电机和所述路径之间提供电气负载、维持发动机速度和/或与该电网的同步、和/ 或通过响应于检测到电气负载瞬变来调整火花点火以处理所述电气负载瞬变。另一种创新的装置，包括发电机组，包括被构造为与电网耦合的发电机；火花点火内燃发动机，用于驱动发电机；控制器，被构造为调节发电机组的操作，其中所述控制器执行操作逻辑以检测发电机的电气加载的变化并且响应于该变化来调整发动机的火花点火。在各种其它创新形式中，火花点火的调整可以包括延迟火花正时和/或中断火花点火。一种创新的装置，包括发电机组，包括发电机；发动机，用于驱动发电机；用于检测电网上的低压情况的变化的模块；用于响应于该低压情况来将发电机的电流输出从较小电阻性的路径路由到较大电阻性的路径以吸收过量能量的模块；以及用于在低电压情况停止后，将电流输出返回到较小电阻性的路径的模块。此外，其创新的装置变型包括用于提供一系列电阻器和开关来沿着较大电阻性的路径调整电阻的模块、用于提供开关以电气打开或闭合较小电阻性的路径的模块、用于在发电机和所述路径之间提供电气负载的模块、 用于维持发动机速度和/或与电网的同步的模块和/或用于通过响应于检测到电气负载瞬变而调整火花点火来处理所述电气负载瞬变的模块。另一种创新的装置，包括发电机组，包括被构造为向公共电网提供电力的发电机；用于驱动发电机的发动机；用于选择性地将发电机耦合到该电网的电路，该电路包括第一电气路径和与第一电气路径并联的第二电气路径，该第一电气路径比第二电气路径具有较小的电阻性；以及控制器，所述控制器被构造为执行操作逻辑以检测该电网上的低电压情况以及将来自发电机的电流从第一电气路径路由到第二电气路径以吸收过量的能量并且调整第二电气路径的阻抗。其另外的创新特征包括用于在低电压情况停止后重新路由电流以使所述电流流经第一电气路径的模块，和/或其中第二电气路径包括多个开关和电阻器以提供可由开关调整的可变电阻，和/或其中第一电气路径包括电路断路器形式的开关。本文所陈述的任何理论、操作机制、试验或发现旨在进一步增强对本发明的理解， 而不是使本发明以任何方式从属于这些理论、操作机制、试验或发现。应当理解的是，尽管在以上说明书中使用的词语“优选的”、“优选地”或“优选”表明如此描述的特征会是更理想的，但它不是必需的，可以认为缺少该特征的实施例也在本发明的范围内，该范围由随后的权利要求限定。在阅读权利要求时，当使用诸如“一个” “一种”、“至少一个”、“至少一部分”等词语时，并不是要将该权利要求限制为仅仅一项，除非在该权利要求中特别地另有相反的声明。此外，当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时，该项可以包括部分项和/ 或整个项，除非特别地另有相反的声明。虽然在附图和前述说明书中详细说明和描述了本发明，但是这些附图和前述说明书本质上被认为是说明性的而不是限制性的，应当理解的是，仅示出和描述了选定的实施例，并且期望保护如本文所定义的在本发明精神内的所有变化、更改和等价物。
权利要求
1.一种方法，包括向公共电网提供电力，其包括利用火花点火内燃发动机来驱动耦合到所述电网的发电机；检测所述公共电网的低电压的情况；以及响应于所述情况，改变所述发动机的火花点火以调整由所述发动机提供的功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，改变所述火花点火包括延迟火花正时。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，改变所述火花点火包括中断所述火花点火。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法包括响应于所述情况，将所述发电机的电流输出从较小电阻性的路径路由到较大电阻性的路径以吸收过量的能量，以及在所述低电压情况停止后，使所述电流输出返回到所述较小电阻性的路径。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法包括将天然气燃料供应给所述发动机。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法包括响应于所述情况来调整所述发电机的场控制以增大发电机场电压。
7.—种被构造为执行前述权利要求中的任一项所述的方法的发电机组系统。
8.—种创新的装置包括发电机组，所述发电机组包括被构造为与电网耦合的发电机；感测设备；火花点火内燃发动机，用于驱动所述发电机；以及控制器，被构造为调节所述发动机组的操作，所述控制器响应于所述感测设备来确定所述电网的低电压情况并且响应于所述情况来提供一个或多个输出信号以调整所述发动机的火花点火。
9.根据权利要求8所述的装置，还包括用于响应于所述一个或多个输出信号来调整火花正时的模块。
10.根据权利要求8所述的装置，其中所述控制器被构造为产生所述一个或多个输出信号来提供以下模块中的至少一个用于延迟火花正时的模块和用于中断所述火花点火的模块。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，还包括燃料源，所述燃料源包含用于所述发动机的气体燃料。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述控制器包括用于响应于所述情况来增大所述发电机的场电压的模块。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，还包括用于响应于所述情况来将所述发电机的电流输出从较小电阻性的路径路由到较大电阻性的路径以吸收过量的能量的模块。
14.一种方法，包括向公共电网提供电力，其包括利用内燃发动机来驱动耦合到所述电网的发电机；检测所述公共电网的低电压的情况；以及响应于所述情况，增大所述发电机的场电压输出以增大所述发电机上的扭矩。
15.根据权利要求14所述的方法，所述方法包括响应于所述情况，将所述发电机的电流输出从较小电阻性的路径路由到较大电阻性的路径以吸收过量的能量。
16.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法包括 将天然气燃料供应给所述发动机。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法包括 响应于场情况来调整所述发动机的点火正时。
18.根据权利要求17所述的方法，其中调整所述点火正时包括延迟火花正时。
19.根据权利要求17所述的方法，其中调整所述点火正时改变包括中断所述火花点火。
20.一种被构造为执行前述权利要求中的任一项所述的方法的发电机组系统。
21.一种创新的装置，包括发电机组，所述发电机组包括被构造为与所述电网耦合的发电机； 感测设备；火花点火内燃发动机，用于驱动所述发电机；以及控制器，被构造为调节所述发动机组的操作，所述控制器响应于所述感测设备来确定所述电网的低电压情况并且响应于所述情况来提供一个或多个输出信号以增大所述发动机的场电压。
22.根据权利要求21所述的装置，还包括用于调整所述发动机的火花点火正时的模块。
23.根据权利要求21所述的装置，其中，所述控制器包括用于延迟火花点火正时的模块和用于中断火花点火的模块。
24.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，还包括燃料源，所述燃料源包含用于所述发动机的气体燃料。
25.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，还包括用于将所述发电机的电流输出从较小电阻性的路径路由到较大电阻性的路径以响应于所述情况来吸收过量的能量的模块。
全文摘要
一种用于向公共电网提供电力的技术包括利用火花点火内燃发动机来驱动耦合到所述电网的交流发电机；检测所述交流发电机的电气加载变化；响应于所述变化，调整发动机和/或发电机的参数以调整由发动机提供的功率。在该技术的一个另外的形式中，调整发动机的参数包括延迟火花正时和/或中断火花点火；和/或调整发电机的参数包括增大交流发电机的场。
文档编号F02D41/08GK102460950SQ201080027366
公开日2012年5月16日 申请日期2010年5月20日 优先权日2009年5月20日
发明者A·基钦, B·K·帕尔默, J·R·彭德雷, P·M·皮尔兹 申请人:康明斯发电Ip公司