发电机组中每一个的额定功率而改变。然而，对于类似额定发电机组，发电机组4可以在与传统发电机组的n+1配置相比的n+0配置中操作。
[0052]现参考图5，根据本发明的至少一些实施例，示出了概述发电机组4的运行步骤的示例性流程图92。如图所示，在步骤94开始之后，发电机组4所要满足的负载要求可以在步骤96处确定。负载要求可以取决于微电网系统2的负载14而变化。这些负载要求可以由微电网系统2内的控制器(未示出)确定。一旦知道负载要求，发电机组4可以在n+0配置中运行以满足步骤98处的那些要求。
[0053]具体地，发电机组4可以n+0配置操作，其中发电机组4中的每一者在较高负载系数下运行。如上文讨论，因为能量存储单元6可以能够在电力需求超过可获得功率时提供电力，所以发电机组4无需考虑增加的电力需求条件的额外运行发电机组。因此，发电机组4增加与运行减少一个发电机组相关联的燃料节约而导致的提高燃料效率。附加燃料节约由于在较高负载系数下以n+0配置运行发电机组中的每一者而发生。结合发电机组4使用ETC系统16甚至提高燃料效率更多。在至少一些实施例中，发电机组4甚至可以η-1或n-2配置运行，其中能量存储单元6从发电机组中的一个操作发电机组补充功率到电网12。
[0054]接着，在步骤100处，可以确定电力需求是否大于可从发电机组4和电网12的其它发电部件获得的功率。如上文讨论，电力需求可以超过当诸如具有大功耗的部件的巨额负载被添加到电网12时可获得的功率。如果电力需求不超过可获得功率，则发电机组4在步骤98处继续以n+0配置运行直到电力需求超过可获得功率为止。当电力需求确实超出可用于电网12的功率时，然后在步骤102处，可以接合虚拟运转备用。换句话说，能量存储单元6可以用来提供补充功率以考虑可从发电机组4(和其它发电组件)获得的功率与电力需求之间的差。因为能量存储单元6可以能够满足负载14的功率规格，所以微电网系统2可以继续无缝运行而没有任何问题或中断。
[0055]虽然能量存储单元6可以服务负载14，但是微电网系统2可以使联机的发电机组4中的另一个在步骤104处给电网12提供附加功率。能量存储单元6的运行可以赋予微电网系统2足够时间来启动另一个发电机组，并且匹配该发电机组的频率和电压幅度与其它运行发电机组，而不中断对负载14的供电。一旦附加发电机组启动并运行，可以在步骤106处脱离由能量存储单元6提供的虚拟运转备用。过程结束于步骤108处。
[0056]因此，ETC系统16和能量存储单元6提供用于改进发电机组4的操作和燃料效率的机制。具体来说，借助于关断不需要的发电机组并且在较高负载系数(同样，约83%的平均负载系数)下以n+0配置操作剩余发电机组，微电网系统2提高发电机组4的燃料效率。取决于发电机组4的负载循环和发动机模型，每一个操作发电机组可以获得2%到10%左右的燃料节约。
[0057]此外，由于较低颗粒排放量和较缓瞬变施加于发电机组4的发动机上，特别因为发电机组的效率大体上在较高负载系数下提高(有时显著提高)，还可以改进发电机组响应。此外，微电网系统2可以能够给在瞬变事件期间由于使用电力电子单元18来匹配能量存储单元6的电压、频率和相位与发电机组4电压、频率和相位而引起的接近零电压和频率偏差，提供离网应用中的电网-质量功率。
[0058]此外，借助于使用能量存储单元6以在瞬变事件时服务负载14，微电网系统2可以实现在过剩时(例如，当所有发电机组4充分运行时)期间能量存储单元中的能量存储并且在需要时使用所存储的能量。微电网系统2可以采用其它发电机构，诸如光伏单元8和风力发电单元10。因此，微电网系统2可以允许利用可再生能源。最后，现有的微电网系统可以使用能量存储单元6来翻新，且ETC系统16可以提供在发电机组4中的每一者上以提供上文讨论的优点。
[0059]虽然只提出了一些实施例，但是根据以上描述，对本领域技术人员来说，替代和修改将是显而易见的。这些和其它替代被认为是等价的并且在本发明和随附权利要求书的精神和范围内。
【主权项】
1.一种发电机组系统(2)，其包括: 配置成在大于百分之六十的负载系数下运行的至少一个发电机组(4)，在任何给定时间供电的所述至少一个发电机组(4)的数量包括能够满足由负载(14)施加的电力需求的发电机组(4)的最小数量或小于最小数量；以及 与所述至少一个发电机组(4)中的至少一个相关联的涡轮复合系统(16)，所述涡轮复合系统(16)中的每一者配置成提高所述至少一个发电机组(4)的燃料效率。2.根据权利要求1所述的发电机组系统(2)，其进一步包括与所述至少一个发电机组(4)连通的能量存储单元(6)，所述能量存储单元(6)配置成当所述至少一个发电机组(4)不能满足所述负载(14)的所述电力需求时向所述负载(14)供电。3.根据权利要求2所述的发电机组系统(2)，其中，所述能量存储单元(6)进一步配置成从所述至少一个发电机组(4)和所述涡轮复合系统(16)接收电力。4.根据权利要求1所述的发电机组系统(2)，其中，所述涡轮复合系统(16)是电涡轮复合系统(16)。5.根据权利要求1所述的发电机组系统(2)，其中，所述至少一个发电机组(4)中的每一者在约百分之八十到百分之八十五的平均负载系数下运行。6.根据权利要求1所述的发电机组系统(2)，其进一步包括与所述至少一个发电机组(4)和所述涡轮复合系统(16)连通的电力电子单元(18)，所述电力电子单元(18)配置成从所述至少一个发电机组(4)和所述涡轮复合系统(16)接收电力，所述电力电子单元(18)进一步配置成向所述负载(14)传输电力。7.根据权利要求6所述的发电机组系统(2)，其中，所述电力电子单元(18)进一步配置成将从所述涡轮复合系统(16)接收的所述电力的电压幅度、频率和电压相位与从所述至少一个发电机组(4)接收的所述电力的电压幅度、频率和电压相位匹配。8.根据权利要求6所述的发电机组系统(2)，其中，所述电力电子单元(18)进一步配置成将从所述能量存储单元(6)接收的所述电力的电压幅度、频率和电压相位与从所述至少一个发电机组(4)接收的所述电力的电压幅度、频率和电压相位匹配。9.一种用于提高微电网系统(2)中发电机组(4)效率的方法，所述方法包括: 提供配置成供电给负载(14)的并联的多个发电机组(4)，所述多个发电机组(4)中的每一者配置成在大于百分之六十的负载系数下运行，在任何给定时间供电的所述多个发电机组(4)的数量包括能够满足由所述负载(14)施加的电力需求的最小数量或小于最小数量的发电机组(4); 确定所述电力需求是否超过由所述多个发电机组(4)供应的所述电力； 如果所述电力需求超过由所述多个发电机组(4)供应的所述电力，则接合至少间接连接到所述多个发电机组(4)的能量存储单元(6)，以向所述负载提供电力；以及 继续通过所述能量存储单元(6)提供电力，直到所述多个发电机组(4)中的另一个发电机组(4)准备好向所述负载(14)供电。10.根据权利要求9所述的方法，其中，通过所述能量存储单元(6)提供电力包括: 启动所述多个发电机组(4)中的脱机的一个发电机组(4);以及 当使所述多个发电机组(4)中的所述脱机的一个发电机组(4)转成联机时，脱开所述能量存储单元(6)。
【专利摘要】本发明公开了一种用于运行多个微电网系统中并联的多个发电机组的系统和方法。该系统和方法可包括配置成在大于百分之六十的负载系数下运行的至少一个发电机组，在任何给定时间供电的至少一个发电机组的数量包括能够满足由负载施加的需求的发电机组的最小数量或小于最小数量。该系统和方法还可以包括与所述至少一个发电机组中的至少一个相关联的涡轮复合系统，电涡轮复合系统中的每一者配置成提高所述至少一个发电机组的燃料效率。
【IPC分类】H02J3/46
【公开号】CN105580237
【申请号】CN201480052829
【发明人】J·J·沃托帕尔, D·约翰斯顿
【申请人】卡特彼勒公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年9月22日
【公告号】US20150097437, WO2015050731A1