不同电网运行模式下低压穿越期间无功管理的系统和方法与流程

不同电网运行模式下低压穿越期间无功管理的系统和方法
1.相关申请
2.本技术要求2020年10月29日提交的题为“systems and methods for reactive power management during low voltage ride through in different grid operating mode”的美国专利申请第17/083,631号的权益和优先权，该美国专利申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本公开总体上涉及发电领域。更具体地，本公开涉及用于在电网故障期间管理无功功率的系统和方法。
4.背景
5.发电机可以连接到电网，为各种负载供电。发电机的功率输出包括有功功率和无功功率。有功功率和无功功率之比定义了功率因数。电网需要稳定的电压，以防止损坏各种负载。在电网上的电压下降到设定电压以下的情况下，发电机可以提供无功功率以支持电网上的电压。然而，一旦电网上的电压恢复，发电机可能消耗来自电网的无功功率，这可能导致进一步的不期望的电压波动。
6.概述
7.本公开的一个实施例涉及一种在故障期间控制发电机系统的无功功率输出的方法。该方法包括由发电机系统的控制器检测电网上的故障。该方法包括由控制器响应于检测到故障来识别发电机系统的功率调节模式。该方法包括由控制器响应于识别功率调节模式，将功率调节模式切换到发电机系统的偏移功率调节模式。该方法包括由控制器将发电机系统的参数的值从正常值调整到偏移值，其中该参数是基于偏移功率调节模式选择的。该方法包括由控制器将参数的值保持为偏移值一段时间，以调节发电机系统消耗的无功电流的量。该方法包括在该一段时间之后由控制器将参数的值从偏移值修改为正常值，并且将功率调节模式从偏移功率调节模式修改为所识别的功率调节模式。
8.在一些实施例中，故障包括低压穿越(lvrt)事件。在一些实施例中，控制器可以基于功率调节模式来识别参数，其中参数包括功率因数、输出电压、无功功率或有功功率中的至少一个。在一些实施例中，功率调节模式包括功率因数调节模式，其中控制器调整或被配置成调整功率因数以调节发电机系统的无功功率。在一些实施例中，功率调节模式包括电压改变下的无功功率调节模式，其中控制器调整或被配置成调整输出电压以调节发电机系统的无功功率。在一些实施例中，功率调节模式包括无功功率调节模式，其中控制器通过提供励磁电流(field current)来调整或配置成调整无功功率设定点，从而调节发电机系统的无功功率。在一些实施例中，功率调节模式包括有功功率改变下的无功功率调节模式，其中控制器调整或被配置为调整有功功率以调节发电机系统的无功功率。
9.在一些实施例中，控制器可以基于功率调节模式选择偏移功率调节模式。在一些实施例中，控制器可以使用预定偏移将参数的值调整到偏移值，其中预定偏移可以包括功率因数偏移、电压偏移、无功功率偏移或有功功率偏移中的至少一个。在一些实施例中，偏
移功率调节模式包括功率因数偏移调节模式，在该模式中，控制器使用预定偏移来调整或被配置成调整功率因数的值，以调节发电机系统消耗的无功电流的量。在一些实施例中，偏移功率调节模式包括电压偏移下的无功功率调节模式，其中控制器使用预定偏移调整或配置成调整输出电压的值，以调节发电机消耗的无功电流的量。在一些实施例中，偏移功率调节模式包括无功功率偏移调节模式，其中控制器使用预定偏移来调整或被配置成调整无功功率的值，以调节发电机消耗的无功电流的量。在一些实施例中，偏移功率调节模式包括有功功率偏移下的无功功率调节模式，其中控制器使用预定偏移来调整或配置成调整有功功率的值，以调节发电机消耗的无功电流的量。
10.在一些实施例中，参数的正常值包括检测到故障之前的参数的值。在一些实施例中，参数的偏移值包括通过预定偏移调整的正常值。在一些实施例中，预定偏移足够大，使得发电机系统不会将其无功功率消耗增加超过限定值。在一些实施例中，该一段时间包括故障持续时间或故障持续时间之后的2-3秒。
11.另一个实施例涉及发电机的控制器。该控制器包括被配置为检测电网故障的处理电路。该控制器包括处理电路，该处理电路被配置为响应于检测到故障来识别发电机系统的功率调节模式。控制器包括处理电路，该处理电路被配置为响应于识别功率调节模式，将功率调节模式切换到发电机系统的偏移功率调节模式。该控制器包括处理电路，该处理电路被配置为将发电机系统的参数的值从正常值调整到偏移值，其中该参数是基于功率偏移调节模式选择的。控制器包括处理电路，该处理电路被配置为将参数的值保持为偏移值一段时间，以调节发电机系统消耗的无功电流的量。控制器包括处理电路，该处理电路被配置为在该一段时间之后将参数的值从偏移值修改为正常值，并将功率调节模式从偏移功率调节模式修改为所识别的功率调节模式。
12.在一些实施例中，控制器可以被配置为基于功率调节模式来识别参数，其中参数包括功率因数、输出电压、无功功率或有功功率中的至少一个。在一些实施例中，控制器可以被配置为基于功率调节模式选择偏移功率调节模式。在一些实施例中，控制器可以被配置成使用预定偏移将参数的值调整到偏移值，其中预定偏移可以包括功率因数偏移、电压偏移、无功功率偏移或有功功率偏移中的至少一个。
13.在一些实施例中，功率调节模式包括功率因数调节模式，其中处理电路被配置成调整功率因数以调节发电机系统的无功功率。在一些实施例中，功率调节模式包括电压改变下的无功功率调节模式，其中处理电路被配置成调整输出电压以调节发电机系统的无功功率。在一些实施例中，功率调节模式包括无功功率调节模式，其中处理电路被配置成通过提供励磁电流来调整无功功率设定点，以调节发电机系统的无功功率。在一些实施例中，功率调节模式包括有功功率改变下的无功功率调节模式，其中处理电路被配置成调整有功功率以调节发电机系统的无功功率。
14.在一些实施例中，偏移功率调节模式包括功率因数偏移调节模式，其中处理电路被配置为使用预定偏移来调整功率因数的值，以调节发电机系统消耗的无功电流的量。在一些实施例中，偏移功率调节模式包括电压偏移下的无功功率调节模式，其中处理电路被配置为使用预定偏移来调整输出电压的值，以调节发电机系统消耗的无功电流的量。在一些实施例中，偏移功率调节模式包括无功功率偏移调节模式，其中处理电路被配置为使用预定偏移来调整无功功率的值，以调节发电机系统消耗的无功电流的量。在一些实施例中，
偏移功率调节模式包括有功功率偏移下的无功功率调节模式，其中处理电路被配置为使用预定偏移来调整有功功率的值，以调节发电机系统消耗的无功电流的量。
15.另一个实施例涉及发电机系统。发电机系统包括被配置为向电网供电的发电机。发电机系统包括电压调节器，该电压调节器被配置为将发电机的输出端的电压、输出端的功率因数、输出端的无功功率或输出端的有功功率调节到正常值或偏移值。发电机系统包括被配置成检测电网故障的控制器。发电机系统包括控制器，该控制器被配置为响应于检测到故障来识别发电机系统的功率调节模式。发电机系统包括控制器，该控制器被配置为响应于识别功率调节模式，将功率调节模式切换到发电机系统的偏移功率调节模式。发电机系统包括控制器，该控制器被配置为将发电机系统的参数的值从正常值调整到偏移值，其中该参数是基于功率偏移调节模式选择的。发电机系统包括控制器，该控制器被配置为将参数的值保持为偏移值一段时间，以调节发电机系统消耗的无功电流的量。发电机系统包括控制器，该控制器被配置为在该一段时间后将参数的值从偏移值修改为正常值，并将功率调节模式从偏移功率调节模式修改为所识别的功率调节模式。
16.在一些实施例中，控制器可以被配置为基于功率调节模式来识别参数，其中参数包括功率因数、输出电压、无功功率或有功功率中的至少一个。在一些实施例中，控制器可以被配置为基于功率调节模式选择偏移功率调节模式。在一些实施例中，控制器可以被配置成使用预定偏移将参数的值调整到偏移值，其中预定偏移可以包括功率因数偏移、电压偏移、无功功率偏移或有功功率偏移中的至少一个。
17.附图简述
18.结合附图，从以下详细描述中，本公开将被更加充分地理解，其中相同的附图标记指代相同的元件，其中：
19.图1是示出根据示例性实施例的发电机系统的框图。
20.图2是根据示例性实施例的用于在故障期间控制发电机系统的无功功率输出的方法的流程图。
21.图3是根据示例性实施例的用于在故障期间控制发电机系统的无功功率输出的过程的流程图。
22.图4是描绘根据示例性实施例的发电机系统响应低压穿越(lvrt)的结果的曲线图。
23.详细描述
24.在转向详细示出示例性实施例的附图之前，应当理解，本技术不限于在说明书中阐述或在附图中示出的细节或方法。还应该理解，措辞仅仅是为了描述的目的，而不应该被认为是限制性的。
25.总体参考附图，根据示例性实施例提供了可用于结合发电机给负载供电的系统和方法。一个或更多个发电机(例如，发电机组(generator sets)或发电机组(gensets))用于向电网上的一个或更多个负载提供电力。电网可以具有一个或更多个发电机组(例如，并联连接的多个发电机组，或者并联连接的一个或更多个发电机组和一个或更多个储能装置)，该一个或更多个发电机组支持电网并由此支持电网的负载。发电机组具有为每个发电机组保持功率因数的控制器。功率因数是发电机组输出的有功功率与无功功率之比。在稳定的运行条件下，控制器使功率因数最大化，以确保发电机组以最大效率运行(例如，发电机组
产生尽可能多的有功功率，并且不会由于产生过量的无功功率而浪费燃料或其他资源)。
26.但是，连接到电网的发电机的电力需求可能会随着条件的变化而变化，例如增加和减少在电网上的消耗。例如，电网上的大消耗(例如，工厂启动大型工业设备，通常是大电感负载)可能导致电网上的电压突然下降。在这个例子中，电网需要连接到电网的发电机组的支持，以便快速恢复/支持电压并调节提供给电网(或由电网消耗)的无功电流的量，从而避免对也连接到电网的电子设备和其他电气设备的任何损坏。当电流和电压不同相时，无功功率存在于ac电路中，且它定义了系统的功率因数。伏安无功(var)是无功功率的测量单位。ac电力系统的功率因数是负载吸收的有功功率与电路中流动的视在功率之比。发电机组通过输出无功功率来支持电网并保持电压稳定。然而，一旦电压恢复，由于发电机组控制器试图将发电机组恢复到故障前的功率因数或电网电压，发电机组可能消耗来自电网的无功功率，这导致电网上的电压进一步变化。这是不希望的，且事实上不符合某些地区(如欧洲)的电网规范合规性(gcc)。
27.某些电网规范可能要求发电机系统在一种或更多种无功功率调节模式(例如，功率因数调节模式、电压改变下的无功功率调节模式、无功功率调节模式、有功功率改变下的无功功率调节模式或其他模式)下运行。响应于故障(例如，低压穿越(lvrt)事件、过压穿越(ovrt)事件或其他故障)，发电机系统可以消耗(或供应)来自(或去往)电网的无功功率(例如，无功电流)。响应于故障的发生，一些电网规范可能要求发电机系统消耗少于一定量(例如，5％或其他百分比值)的来自电网的无功电流。此外，电网规范可能要求发电机系统在预定的时间段内(例如，在故障或其他情况发生后至少2秒钟)返回到故障前状态。调节发电机系统(例如，响应于故障)消耗的无功电流的量的某些方法可以使用人工偏移来修改发电机系统的参数的值(例如，功率因数)，从而允许发电机系统符合电网规范要求(例如，发电机系统消耗少于一定量的无功电流)。然而，当发电机系统在某些无功功率调节模式(例如，电压改变下的无功功率调节模式、无功功率调节模式、有功功率改变下的无功功率调节模式或其他模式)下运行时，相同的人工偏移可能是无效的(例如，发电机系统不能支持无功功率响应)。
28.为了解决防止发电机系统在故障后消耗过多无功功率的问题，本公开提供了用于控制需要符合gcc的发电机系统的无功功率输出的示例性系统和方法。一种示例性方法包括能够检测电网故障的发电机系统。响应于检测到故障，发电机系统的控制器可以识别功率调节模式。控制器可以响应于识别功率调节模式，将功率调节模式切换到发电机系统的偏移功率调节模式。控制器可以将发电机系统的参数的值从正常值调整到偏移值，并将参数的值保持为偏移值一段时间。在所述一段时间之后，控制器可以将参数的值和功率调节模式修改为故障前的状态(例如，参数的正常值和识别的功率调节模式)。
29.参考图1，示出了图示根据示例性实施例的发电机系统100的框图。在所示实施例中，发电机系统100包括发电机102、控制器103和自动电压调节器(avr)104。在一些实施例中，发电机系统100可以包括一个或更多个发电机102。在一些实施例中，发电机系统100的壳体105可以包括发电机102、控制器103和avr 104(例如，同一发电机系统100可以包括发电机102、控制器103和avr 104)。在一些实施例中，发电机102可以是单独的，并且通信地耦合到控制器103和avr104，使得控制器103和avr 104与发电机系统100分离。发电机102可以包括连接到交流发电机122的发动机120。在一些实施例中，发电机102可以包括一个或更多
104指示设定功率因数应该处于最小值。在这个例子中，avr 104的功率因数可以在大约0.6。输入/输出接口140的第二输入端子可以被配置成接收(例如，来自控制器103的)指示故障(例如，lvrt或ovrt)已经发生的信号。应当理解，这些示例仅仅是一些可能的实现方式，在其他实施例中，可以经由第二输入端子输入其他信号，这些信号向avr 104指示设定功率因数。在其他实施例中，avr 104可以与控制器103集成在一起。在其他实施例中，avr 104可以使用一个或更多个第二输入端子，以便从控制器103接收关于设定功率因数和设定电压的信息。
35.输入/输出接口140可以包括第一输出端子，该第一输出端子可以连接到发电机102，以便控制发电机102的输出端的功率因数和电流。例如，在一些实施例中，第一输出端子可以连接到交流发电机122的励磁绕组，以便感应或控制直流电流进入励磁绕组，从而控制发电机102的输出端的功率因数。在其他实施例中，avr 104可以通过其他便利或设计来控制发电机102的输出端的实际功率因数。在一些实施例中，avr 104可以使用一个或更多个第一输出端子，以便控制发电机102的输出端的功率因数和电压。例如，avr 104可以利用一个或更多个第一输出端子来增加进入发电机102的交流发电机122的励磁器部分的励磁电流，以将电压调节到设定电压。在其他实施例中，可以使用其他技术的方法来调整发电机102的输出端的电压并调节发电机102的输出端的功率因数。
36.输入/输出接口140可以包括连接到控制器103的第二输出端子，并且第二输出端子被配置为向控制器103提供关于发电机102的输出的反馈(例如，电压、超前或滞后电流、功率因数、无功电流等)或avr 104的状态(例如，设定功率因数)。在一些实施例中，一个或更多个第二输出端子可以连接到控制器103，以便向控制器103提供反馈。在一些实施例中，输入/输出接口140可以经由物理电连接而有线连接到其他部件。在一些实施例中，输入/输出接口140可以经由物理电连接而有线连接到一些部件(例如，连接到发电机102)，以及无线连接到一些部件(例如，连接到控制器或者监测发电机102的输出的传感器)。在一些实施例中，输入/输出接口140无线连接到所有其他部件。也就是说，应当理解，除非明确陈述，否则诸如“端子”之类的术语并不意味着限于被配置为物理连接到另一设备或“端子”的物理端子。
37.控制器103可以包括处理电路130和输入/输出接口131。处理电路130可以包括一个或更多个处理电路130或者包括多个处理核心的一个或更多个处理电路130。控制器103还可以包括被配置为存储机器可读介质的存储器设备。该机器可读介质可由处理电路130读取，以便执行存储在其中的程序。存储器设备还可以包括设定值、插值图(例如，数据)或其他控制或计算参数的数据库。
38.输入/输出接口131可以包括被配置为连接到avr 104或发电机102的一个或更多个端子。例如，如上所述，输入/输出接口131的第一输出端子可以连接到avr 104的第二输入端子，以便向avr 104发送设定功率因数的信号。另外，如上所述，输入/输出接口131可以包括第一输入端子，该第一输入端子被配置为连接到avr 104的第二输出端子，以便从avr接收反馈或其他信息。输入/输出接口131的第一输入端子和第一输出端子可以体现为一个或更多个物理触头或者物理电触头与无线端子的组合。
39.在一些实施例中，输入/输出接口131还可以包括第二输入端子，该第二输入端子可以连接到测量发电机102的输出端的电压、功率因数、功率和电流的一个或更多个传感器
(未示出)。在一些实施例中，控制器103直接从监测输出端的传感器接收关于发电机102的输出端的电压、功率因数、功率和电流的信息。在一些实施例中，控制器103从avr 104接收关于发电机102输出端的电压、功率因数、功率和电流的信息。在一些实施例中，控制器103可以从多个源(例如，avr 104和传感器)接收关于发电机102的输出端的电压、功率因数、功率和电流的信息。第二输入端子可以体现为一个或更多个物理触头或者总线上的物理电触头与无线端子的组合。在一些实施例中，avr 104和控制器103可以集成到一个设备中，并且通信可以更直接。附加地或替代地，控制器103可以以与avr 104类似的方式连接到发电机102，使得控制器103可以执行参考avr 104描述的那些功能。
40.控制器103被配置为检测电网上的故障(例如，lvrt、ovrt或其他故障)。响应于检测到故障，控制器103被配置为识别功率调节模式(例如，功率因数调节模式、电压改变下的无功功率调节模式、无功功率调节模式、有功功率改变下的无功功率调节模式或其他模式)。控制器103被配置为响应于识别功率调节模式，将功率调节模式切换到偏移功率调节。控制器103被配置为将发电机系统100的参数的值从正常值调整到偏移值，并将该参数的值保持为偏移值一段时间。控制器103被配置为在所述一段时间之后将参数的值从偏移值修改为正常值，并且将功率调节模式从偏移功率调节模式修改为所识别的功率调节模式。
41.图2示出了根据示例性实施例的用于在故障期间控制发电机系统100的无功功率输出的方法200的流程图。方法200可以使用本文结合图1详述的任何部件和设备来实现。总的来说，方法200可以包括检测电网上的故障(202)。方法200可以包括识别发电机系统的功率调节模式(204)。方法200可以包括将功率调节模式切换到偏移功率调节模式(206)。方法200可以包括将发电机系统的参数的值从正常值调整到偏移值(208)。方法200可以包括将参数的值保持为偏移值(210)。方法200可以包括将参数的值修改为正常值并将功率调节模式修改为所识别的功率调节模式(212)。
42.现在参考操作202，并且在一些实施例中，发电机系统100的控制器103可以检测电网上的故障。在一些实施例中，故障是发电机102的输出端上的电压低于设定电压(例如，预定或标称电压)的一定的量(例如，95％)。在一些实施例中，故障是发电机102的输出端上的电压低于设定电压的90％(或其他百分比值)。在其他实施例中，触发故障的设定电压的百分比可以设定在85％-98％的范围内(或其他百分比值)。在一些实施例中，avr 104或控制器103可以检测发电机102的输出端上的故障。例如，avr 104或控制器103可以将发电机102的输出电压与限定范围(例如，设定电压的85％-98％)的一组电压值进行比较。如果发电机102的输出电压在限定的范围之外，avr 104或控制器103可以检测到故障。发电机系统100需要对故障做出反应，以便保持与电网101的连接并符合gcc。通过发电机系统100对故障做出反应并保持连接到电网101的能力可以被称为故障穿越(frt)、欠压穿越(uvrt)或低压穿越(lvrt)。如果控制器103或avr 104检测到至少一个故障，控制器103可以识别发电机系统的功率调节模式。
43.现在参考操作204，且在一些实施例中，控制器103可以识别发电机系统100的功率调节模式。响应于检测到故障，控制器103可以识别发电机系统100的功率调节模式。功率调节模式包括功率因数调节模式(基础p.f.)、电压改变下的无功功率调节模式(q(u))、无功功率调节模式(基础q)、有功功率改变下的无功功率调节模式(q(p))或其他功率调节模式中的至少一种。如果发电机系统100以功率因数调节模式运行，则控制器103可以通过修改
发电机系统100的功率因数来调节发电机系统100的无功功率。例如，如果发电机系统100在功率因数调节模式下运行，则avr 104和/或控制器103可以通过监测和调整发电机102的输出端的功率因数来调节发电机102的输出端的无功功率(或无功电流)。在一些实施例中，avr 104和/或控制器103可以通过使用功率因数的设定值(例如，0.9或更大)来调节无功功率。在一些实施例中，avr 104可以向控制器103提供与发电机102的输出端相关联的反馈(例如，电压、超前或滞后电流、功率因数、无功电流或其他参数)。控制器103可以使用(例如，由avr 104或发电机系统100的其他部件提供的)反馈来调整发电机系统100的一个或更多个参数(例如，功率因数、输出电压、无功功率、有功功率或其他参数)，并因此调节发电机102的输出端的无功功率。
44.如果发电机系统100在电压改变下的无功功率调节模式下运行，则控制器103可以调整发电机系统100的输出电压以调节发电机系统100的无功功率。在一个示例中，如果发电机系统100利用电压改变下的无功功率调节模式，则avr 104和/或控制器103可以通过监测和调整发电机102的输出电压来调节发电机102的输出端的无功功率(或无功电流)。在一些实施例中，avr 104和/或控制器103可以使用设定电压值(例如，220伏、240伏或其他电压值)来调节无功功率。如果发电机系统100以无功功率调节模式运行，则控制器103可以通过调整无功功率设定点来调节发电机系统100的无功功率。无功功率设定点(例如，无功功率的标称值)可以通过提供或修改励磁电流(例如，提供给发电机102的励磁绕组的电流)或其他电流来进行调整。在一个示例中，如果发电机系统100在无功功率调节模式下运行，则avr 104和/或控制器103可以(例如，通过修改励磁电流)修改发电机102的无功功率设定点以调节发电机102的输出端的无功功率(或无功电流)。在一些实施例中，avr 104和/或控制器103可以通过使用设定/标称无功功率值(例如，预先选择或预先确定的)来调节无功功率。
45.如果发电机系统100在有功功率改变下的无功功率调节模式下运行，则控制器103可以通过调整发电机系统100的有功功率来调节发电机系统100的无功功率。例如，如果发电机系统100在有功功率改变下的无功功率调节模式下运行，则avr104和/或控制器103可以通过监测和修改发电机102的输出端的有功功率来调节发电机102的输出端的无功功率(或无功电流)。在一些实施例中，avr 104和/或控制器103可以使用设定有功功率值(例如，预先选择或预先确定的)来调节无功功率。
46.现在参考操作206，并且在一些实施例中，控制器103可以将功率调节模式切换到偏移功率调节模式。响应于识别功率调节模式，控制器103可以将发电机系统100的功率调节模式从识别的功率调节模式切换或改变为偏移功率调节模式。例如，响应于检测到故障，控制器103可以识别发电机系统100在功率因数调节模式下运行。一旦控制器103识别出功率调节模式，控制器103可以将发电机系统100的功率调节模式切换到功率因数偏移调节模式(或其他模式)。偏移功率调节模式包括功率因数偏移调节模式、电压偏移下的无功功率调节模式、无功功率偏移调节模式、有功功率偏移下的无功功率调节模式或其他功率调节模式中的至少一种。
47.如果发电机系统100在功率因数偏移调节模式下运行，则控制器103可以通过使用预定偏移调整功率因数(例如，发电机102的输出端的功率因数)的值来调节发电机系统100消耗(或供应)的无功电流(或无功功率)的量。例如，如果发电机系统100在功率因数偏移调节模式下运行，则avr 104和/或控制器103可以通过将预定偏移(例如，功率因数偏移)应用
于发电机102的输出端的功率因数值(例如，调整功率因数的值)来调节发电机系统100(例如，响应于故障)消耗的无功电流的量。因此，控制器103可以基于所识别的功率调节模式或偏移功率调节模式来选择适当的参考偏置信号(例如，预定偏移)。选择适当的偏置信号(例如，功率因数偏移、电压偏移、无功功率偏移、有功功率偏移或其他偏移)可以改善发电机系统100对故障(例如，lvrt)的无功功率响应。此外，将功率调节模式切换到偏移功率调节模式(例如，调整发电机系统100的参数)可以防止发电机系统100无意中消耗无功功率(或无功电流)，至少直到lvrt事件(或其他故障)过去。
48.如果发电机系统100在电压偏移下的无功功率调节模式下运行，则控制器103可以使用预定偏移来调节(例如，发电机102的输出端的)电压值，以调节发电机系统100(例如，响应于故障)消耗(或供应)的无功电流(或无功功率)的量。例如，如果发电机系统100在电压偏移下的功率调节模式下操作，则avr 104和/或控制器103可以将预定偏移(例如，电压偏移)应用于发电机102的输出端的电压值(例如，调整输出电压值)以调节发电机系统100消耗的无功电流的量。如果发电机系统100使用无功功率偏移调节模式，则控制器103可以通过使用预定偏移调整无功功率值(例如，发电机102的输出端的无功功率值)来调节发电机系统100(例如，响应于故障)消耗(或供应)的无功电流(或无功功率)的量。例如，如果发电机系统100在无功功率偏移调节模式下运行，则avr 104和/或控制器103可以通过使用预定偏移(例如，无功功率偏移)修改发电机102的输出端的无功功率的值(例如，调整无功功率值)来调节发电机系统100消耗的无功电流的量。
49.如果发电机系统100在有功功率偏移下的无功功率调节模式下运行，则控制器103可以通过使用预定偏移调整有功功率(例如，发电机102的输出端的有功功率)的值来调节发电机系统100消耗(或供应)的无功电流(或无功功率)的量。例如，如果发电机系统100在有功功率偏移下的无功功率调节模式下运行，则avr 104和/或控制器103可以通过将预定偏移(例如，有功功率偏移)应用于发电机102的输出端的有功功率值(例如，调节有功功率值)来调节发电机系统100(例如，响应于故障)消耗的无功电流的量。在一些实施例中，控制器103可以基于所识别的功率调节模式来选择偏移功率调节模式。例如，控制器103可以识别发电机系统100正在使用无功功率调节模式。基于所识别的功率调节模式(例如，无功功率调节模式)，控制器103可以选择无功功率偏移调节模式。响应于选择偏移功率调节模式(例如，无功功率偏移调节模式或其他模式)，控制器103可以将发电机系统100从所识别的功率调节模式切换到所选择的功率调节模式。
50.现在参考操作208，并且在一些实施例中，控制器103可以将发电机系统100的参数的值从正常值调整到偏移值。该参数包括发电机系统100的功率因数、输出电压、无功功率、有功功率或其他参数中的至少一个。发电机系统100的参数可以对应于发电机102的输出端的参数(例如，发电机102的输出端的功率因数或其他参数)。发电机系统100的参数(例如，在调整之前或之后)可以用作控制器103的一个或更多个输入值。通过使用参数作为控制器103的输入值，可以使控制器103调整发电机系统100消耗的无功功率(或无功电流)的量。
51.控制器103(或发电机系统100的其他部件)可以基于偏移功率调节模式或功率调节模式选择要被调整(例如，被控制器103调整)的参数。例如，当lvrt(或其他故障)发生时，发电机系统100可以在电压改变下的无功功率调节模式下运行。响应于该故障，控制器103可以识别对应于电压改变下的无功功率调节模式的功率调节模式。因此，控制器103可以使
用所识别的功率调节模式的知识来选择要被调整的参数，其中该参数对应于发电机102的输出电压(或发电机系统100的其他参数)。如果所识别的功率调节模式对应于功率因数调节模式(或功率因数偏移调节模式)，则控制器103可以选择发电机系统100的功率因数作为参数。如果发电机系统100在无功功率调节模式(或无功功率偏移调节模式)下运行，则控制器103可以选择发电机系统100的无功功率。如果发电机系统100在有功功率改变下的无功功率调节模式(或有功功率偏移下的无功功率调节模式)下运行，则控制器103可以选择发电机系统100的有功功率。
52.在一些实施例中，控制器103可以使用预定偏移将参数的值从正常值调整到偏移值。正常值包括检测到故障之前的参数的值(例如，标称值或设定值)。例如，发电机102的输出电压的正常值可以对应于lvrt事件之前的发电机102的输出电压。偏移值包括通过预定偏移调整的正常值。例如，偏移值可以包括由电压偏移调整的lvrt事件之前的发电机102的输出电压。在一些实施例中，预定偏移足够大，使得发电机系统100不会将其无功功率(或无功电流)消耗增加超过限定值(例如，增加超过5％或其他百分比值)。控制器103(或发电机系统100的其他部件)可以基于偏移功率调节模式或功率调节模式来选择预定偏移。
53.预定偏移包括功率因数偏移、电压偏移、无功功率偏移、有功功率偏移或其他偏移。控制器103可以通过人工地偏移正常值(例如，将该值从正常值调整到偏移值)，在故障(例如，lvrt)期间使用预定偏移来调整参数的值。调整参数的值可以使控制器103改变其操作状态，并防止(例如，由发电机系统100)对无功功率的无意消耗，直到故障(例如，lvrt事件)过去。例如，控制器103可以识别发电机系统100在有功功率改变下的无功功率调节模式(或其他模式)下运行。如果功率调节模式对应于有功功率改变下的无功功率调节模式，则控制器103可以调整发电机系统100的有功功率的值。控制器103可以通过向发电机系统100的有功功率的值添加(或执行其他操作)有功功率偏移来调整有功功率的值。响应于调整有功功率的值，控制器103可以防止发电机系统100消耗来自电网101的超过5％(或其他百分比值)的无功电流(或无功功率)。
54.现在参考操作210，且在一些实施例中，控制器103可以将参数的值保持为偏移值。一旦控制器103调整了参数的值，控制器103可以将参数的值保持为偏移值一段时间。将该值保持为偏移值一段时间可以使得控制器103调节发电机系统100消耗的无功电流(或无功功率)的量(例如，响应于故障)。在一些实施例中，该一段时间包括故障持续时间或故障持续时间之后的2-3秒(或其他时间量)。例如，控制器103可以将发电机系统100的输出电压(或其他参数)调整预定偏移量(例如，电压偏移量)，该预定偏移量足够大以提供无功电流调整(例如，无功功率支持)。响应于调节输出电压值，控制器103保持调整后的输出电压值在故障持续时间之后至少2-3秒(或其他时间量)，以调节发电机系统100消耗的无功电流的量。
55.现在参考操作212，且在一些实施例中，控制器103可以将参数的值修改为正常值，并将功率调节模式修改为所识别的功率调节模式。在一段时间(例如，故障持续时间)之后，控制器103可以将参数的值从偏移值修改为正常值。例如，控制器103可以从偏移值中移除预定偏移，以将参数的值修改为正常值(例如，故障之前的值)。同样，控制器103可以在一段时间之后将功率调节模式从偏移功率调节模式修改为所识别的功率调节模式。例如，在一段时间过去之后，控制器103可以将功率调节模式从功率因数偏移调节模式(或其他偏移功
率调节模式)切换到功率因数调节模式(或其他功率调节模式)。
56.图3示出了用于在故障(例如，lvrt)期间控制发电机系统100的无功功率输出的过程300。在讨论图3时，为了演示的目的，可以参考图1的各个部分。在操作302中，用户或电网运营商可以选择发电机系统100的至少一个参考输入信号。参考输入信号包括参考输入无功功率(q(kvar))、参考输入有功功率(p(kw))、参考输入功率因数(cosp(p.f.))、参考输入电压(电压(v))或其他参考输入信号。所选择的参考输入信号可以确定发电机系统100的功率调节模式。例如，如果用户选择参考输入电压作为参考输入信号，发电机系统100可以在电压改变下的无功功率调节模式下运行。因此，所选择的参考输入信号可以确定发电机系统100的被调整(例如，由控制器103调整)来调节发电机系统100的无功功率的参数。发电机系统100的一个或更多个部件(例如，控制器103、avr 104和/或其他部件)可以使用参考输入信号作为标称值来调整发电机系统100的参数的值(例如，功率因数、输出电压、无功功率或有功功率)。
57.在操作304中，发电机系统100可以使用所选择的参考输入信号来确定发电机系统100的功率调节模式(例如，电网操作模式)。例如，如果电网运营商选择参考输入功率因数，发电机系统100可以确定功率调节模式对应于功率因数调节模式。因此，发电机系统100(例如，控制器103)可以调整发电机102的输出端的功率因数值，以调节发电机系统100的无功电流或无功功率。在一些实施例中，发电机系统100可以在选定的功率调节模式下运行，直到出现故障(例如，lvrt)。
58.在操作306中，电网101中发生uvrt事件(或其他故障)。控制器103(或发电机系统100的其他部件)可以检测uvrt，并响应于检测到uvrt来识别发电机系统100的功率调节模式(例如，uvrt之前的模式)。在一些实施例中，控制器103可以通过将发电机系统100的测量值(例如，发电机102的输出电压)与(例如，由用户或电网运营商预先选择的)标称值进行比较来检测uvrt事件。在操作308中，发电机系统100可以响应于检测到uvrt事件(或其他故障)而启动电压调节过程。例如，控制器103可以检测uvrt事件，并将检测结果(例如，通过输入/输出接口131)传送给avr 104(例如，通过输入/输出接口140)。如果avr 104接收到检测到的故障(例如，uvrt事件)的通知，avr 104可以尝试调节发电机102的输出端的电压。响应于电压调节，控制器103(或发电机系统100的其他部件)可以使发电机系统100支持从故障中恢复的过程(例如，uvrt恢复)。恢复的过程可以包括使用偏移来调整发电机系统100的参数(或参考输入信号)的值，以调节发电机系统100(例如，响应于故障)消耗的无功电流(或无功功率)的量。
59.在操作310中，响应于启动恢复过程，控制器103可以使用偏移来修改(例如，由电网运营商的用户选择的)参考输入信号的值。在一些实施例中，控制器103可以通过向参考输入信号添加(或执行其他操作)偏移来修改参考输入信号的值。控制器103可以(例如，使用偏移)修改参考输入信号的值以调节发电机系统100(例如，响应于故障)消耗的无功电流(或无功功率)的量。在一些实施例中，发电机系统100可以通过使用参考输入信号、偏移或修改的参考输入信号作为控制器103的输入来调节无功电流的量，因此导致控制器103改变到另一操作状态。控制器103的操作状态可以对应于根据特定规范调节无功电流消耗的操作状态。在一些实施例中，控制器103可以将功率调节模式切换到偏移功率调节模式，以(例如，使用偏移)修改参考输入信号。
60.在一些实施例中，偏移包括参考输入功率因数(cosp)偏移、参考输入无功功率(q)偏移、参考输入电压(v)偏移、参考输入有功功率(p)偏移或其他偏移。控制器103(或发电机系统100的其他部件)可以根据所选择的参考输入信号或所识别的功率调节模式(例如，响应于故障的所识别的功率调节模式)来确定偏移。例如，如果参考输入信号对应于参考输入无功功率，则控制器103可以确定使用参考输入无功功率偏移来修改参考输入信号的值。在另一示例中，如果所识别的功率调节模式对应于有功功率改变下的无功功率调节模式，则控制器103可以确定使用参考输入有功功率偏移。响应于用偏移修改参考输入信号的值，控制器103可以将修改后的值保持一段时间(例如，在事件后最多2到3秒)。通过将修改后的值保持一段时间，控制器103可以通过调节发电机系统100消耗(或提供)的无功电流(或无功功率)的量来支持恢复过程。例如，将修改后的值保持一段时间可导致发电机系统100在故障发生后消耗少于5％的无功电流。
61.在操作312中，控制器103(或发电机系统100的其他部件)可以确定发电机系统100的功率调节模式(例如，无功功率调节控制模式)。例如，控制器103可以响应于故障的发生，将功率调节模式改变为偏移功率调节模式中的至少一种(例如，使用偏移来修改参考输入信号的值)。在某个时间段之后(例如，事件后最多2-3秒)，控制器可以将功率调节模式切换到至少一个识别的功率调节模式(例如，在检测到故障之前的功率调节模式)。期望的输出对应于由控制器103确定的功率调节模式。
62.图4示出了描绘发电机系统100响应于lvrt的结果的曲线图400。曲线图400包括指示发电机系统100的电压(单位为每单位)和无功电流(单位为每单位)的值的y轴。曲线图400包括指示时间(以秒为单位)的x轴。在lvrt事件开始时(例如，点402)，发电机系统100的无功电流可以增加到高于标称值(例如，0每单位，点416)的某个值(例如，1.24每单位，点412)。对于(例如，在点402和404之间的曲线图中表示的)lvrt事件的持续时间，发电机系统100的无功电流可以保持高于标称值的所述值。在一些实施例中，当发电机系统100在电压改变下的无功功率调节模式下运行时，控制器103可以使用功率因数偏移来修改发电机系统100的参数的值。控制器103可以在lvrt事件开始时(例如，点402)将功率因数偏移应用于参数的值。在一些实施例中，当发电机系统100在电压改变下的无功功率调节模式下运行时，控制器103可以使用电压偏移来修改发电机系统100的参数的值。控制器103可以在lvrt事件开始时(例如，点402)将电压偏移应用于参数的值。
63.在lvrt事件的偏移(例如，点404)处，控制器103可以将参数的修改后的值(例如，通过使用偏移修改后的值)保持在lvrt事件的偏移之后至少2-3秒(例如，如在点406和408中的曲线图400中所描绘)。如果控制器103使用功率因数偏移，同时发电机系统100在电压改变下的无功功率调节模式下运行，则发电机系统100可以消耗(或导入)来自电网101的无功电流(例如，点408)，直到偏移被去除。响应于从参数的值中去除偏移，无功电流返回到标称值(例如，0每单位，点410)。如果控制器103使用电压偏移，同时发电机系统100在电压改变下的无功功率调节模式下操作，则发电机系统100可以向电网101提供(或导出)无功电流(例如，点406)，直到偏移被去除。响应于从参数的值中去除偏移，无功电流返回到标称值(例如，0每单位，点410)。当发电机系统100在电压改变下的无功功率调节模式(例如，q(u)模式)下运行时，使用电压偏移来修改参数(例如，发电机102的输出电压)可以使得发电机系统100在lvrt事件过去(例如，点404)之后最小化或消除无功功率消耗。
64.以上参考附图描述了本公开。这些附图图示了实现本公开的系统、方法和程序的特定实施例的某些细节。然而，用附图描述本公开不应被解释为对本公开施加附图中可能存在的任何限制。本公开设想了用于实现其操作的方法、系统和任何机器可读介质上的程序产品。本公开的实施例可以使用现有的计算机处理器来实现，或者通过为此目的或另一目的而结合的专用计算机处理器来实现，或者通过硬连线系统来实现。本文的任何声明的要素都不应根据35u.s.c.
§
112第6款的规定来解释，除非该要素是使用短语“用于
……
的装置(means for)”明确陈述的。此外，本公开中没有任何元素、部件或方法步骤旨在贡献给公众，无论该元素、部件或方法步骤是否在权利要求中被明确陈述。
65.如上所述，本公开范围内的实施例包括程序产品，该程序产品包括用于携带或具有存储在其上的机器可执行指令或数据结构的机器可读存储介质。这种机器可读存储介质可以是可由计算机或其他具有处理器的机器访问的任何可用介质。举例来说，这种机器可读存储介质可以包括ram、rom、eprom、eeprom、cd rom或其他光盘储存器、磁盘储存器或其他磁存储设备、或者可以用于以机器可执行指令或数据结构的形式携带或存储期望的程序代码并且可以由计算机或其他具有处理器的机器访问的任何其他介质。以上的组合也包括在机器可读存储介质的范围内。机器可执行指令包括例如使计算设备或机器执行特定功能或功能组的指令和数据。这里引用的机器或计算机可读存储介质不包括暂时介质(即，空间中的信号)。
66.在方法步骤的一般上下文中描述了本公开的实施例，在一个实施例中，这些方法步骤可以通过包括机器可执行指令的程序产品来实现，例如程序代码，其形式为由联网环境中的机器执行的程序模块。通常，程序模块包括例程、程序、对象、部件、数据结构等，其执行特定的任务或实现特定的抽象数据类型。机器可执行指令、相关联的数据结构和程序模块代表用于执行这里公开的方法的步骤的程序代码的例子。这种可执行指令或相关数据结构的特定序列表示用于实现这些步骤中描述的功能的相对应的动作的示例。
67.本公开的实施例可以在使用到一个或更多个具有处理器的远程计算机的逻辑连接的网络化环境中实施。逻辑连接可以包括局域网(lan)和广域网(wan)，这里以示例而非限制的方式给出。这种网络环境在办公室范围或企业范围的计算机网络、内部网和互联网中是常见的，并且可以使用各种不同的通信协议。本领域的技术人员将理解，这种网络计算环境通常包括许多类型的计算机系统配置，包括个人计算机、手持设备、多处理器系统、基于微处理器或可编程的消费电子产品、网络pc、服务器、小型计算机、大型计算机等。本公开的实施例也可以在分布式计算环境中实践，其中任务由通过通信网络(通过硬连线链路、无线链路或硬连线或无线链路的组合)链接的本地和远程处理设备来执行。在分布式计算环境中，程序模块可以位于本地和远程存储器存储设备中。
68.用于实现本公开的整个系统或部分的示例性系统可以包括计算设备，该计算设备包括例如处理单元、系统存储器和将包括系统存储器在内的各种系统部件耦合到处理单元的系统总线。系统存储器可以包括只读存储器(rom)和随机存取存储器(ram)或其他非暂时性存储介质。计算机还可以包括用于从磁硬盘读取和向磁硬盘写入的磁硬盘驱动器、用于从可移动磁盘读取或向可移动磁盘写入的磁盘驱动器、以及用于从可移动光盘读取或向可移动光盘写入的光盘驱动器，例如cd rom或其他光学介质。驱动器及其相关联的机器可读介质为计算机提供机器可执行指令、数据结构、程序模块和其他数据的非易失性存储。
69.应当注意，尽管这里提供的流程图显示了方法步骤的特定顺序，但是应当理解，这些步骤的顺序可以不同于所描述的顺序。也可以同时或部分同时执行两个或更多个步骤。这种变化将取决于选择的软件和硬件系统以及设计者的选择。应当理解，所有这些变化都在本公开的范围内。同样，本公开的软件和web实现可以用标准编程技术来完成，这些技术具有基于规则的逻辑和其他逻辑，以完成各种数据库搜索步骤、相关步骤、比较步骤和决策步骤。还应当注意，本文和权利要求中使用的词语“部件”旨在包括使用一行或更多行软件代码的实现、和/或硬件实现、和/或用于接收手动输入的设备。
70.出于说明和描述的目的，已经呈现了本公开的实施例的前述描述。它并不旨在穷举或将本公开限制于所公开的精确形式，且根据上述教导，修改和变化是可能的，或者可以从本公开的实践中获得。选择和描述这些实施例是为了解释本公开的原理及其实际应用，以使本领域技术人员能够在各种实施例中利用本公开，并进行各种修改以适合预期的特定用途。