技术领域
[0001] 本发明涉及供电技术领域，尤其涉及一种发电机输出控制方法、装置及系统。
相关背景技术
[0002] 通过励磁系统对电机的输出信号进行处理并控制电机是一种常用的稳定输出保障手段。励磁系统根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值；也能够在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度，提升供电系统的安全性，保护发电机。
[0003] 但常规的励磁系统只能针对性的处理发电机的一路输出信号。对于三绕组发电机等发电设备来说，由于其具有至少两路输出，多路输出间可能存在相互影响。因此，亟需一种对多路输出供电系统进行输出管理的机制。
具体实施方式
[0027] 这里将详细地对本发明一些实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。本文所描述的方法、装置和/或系统的各种改变、变型及等同物将在理解本发明之后变得显而易见。例如，本文所描述的操作的顺序仅仅为示例，且并非受限于本文中所阐述的那些顺序，而是除了必须以特定顺序进行的操作之外，如在理解本发明之后变得显而易见的那样可进行改变。另外，为提升清楚性和简洁性，对本领域中已知的特征的描述可被省略。
[0028] 以下本发明的一些实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0029] 常规的励磁系统只能针对性的处理发电机的一路输出信号。对于三绕组发电机等发电设备来说，由于其具有至少两路输出，多路输出间可能存在相互影响。因此，亟需一种对多路输出供电系统进行输出管理的机制。
[0030] 为了解决上述问题，本发明的实施例提供了一种发电机输出控制方法、装置及系统。下面结合附图，对本发明的实施例进行详细说明。
[0031] 本发明的一示例性实施例提供了一种发电机输出控制装置，其结构如图1所示，包括：处理芯片101、至少两个模拟量信号处理模块102和模拟量输出接口103，所述处理芯片101通过所述模拟量输出接口103连接至发电机的至少一路输出所接入的负载104；
各个所述模拟信号处理模块102分别连接至所述发电机的一路输出，用于采集并向所述处理芯片101发送所述发电机的各路输出的电压信号和/或电流信号；
所述处理芯片101，用于接收所述模拟量信号处理模块102发送的电压信号和/或电流信号，生成并向所述模拟量输出接口103发送负载控制信号；
所述模拟量输出接口103，用于根据所述处理芯片101发送的负载控制信号，调节所述发电机的输出所接入负载104的大小。
[0032] 其中，处理芯片101具体可为数字信号处理技术（DSP）芯片或DSP微机板。
[0033] 上述发电机输出控制装置可作为独立设备或装置使用，也可集成于用于控制发电机工作的励磁调节器或励磁系统中，由励磁调节器或励磁系统实现相应功能。其中，处理芯片101可由励磁调节器的处理模块实现，根据应用场景在励磁调节器或励磁系统中配置相应数量的模拟信号处理模块102，并添加模拟量输出接口103。励磁调节器可为励磁系统的组成部分，用于根据输入信号和给定的调节规则控制功率单元为发电机转子提供励磁电流。
[0034] 根据一种示例性实施方式，所述模拟量信号处理模块102至少包括以下元件中的任一或任意多个：量测电压互感器，仪表电压互感器，电流感应器。
[0035] 其中，量测电压互感器（亦可简称为量测PT）和/或仪表电压互感器（亦可简称为仪表PT）用于检测发电机的输出的电压信号。电流感应器（亦可简称为CT）用于检测发电机的输出的电流信号。
[0036] 根据一种示例性实施方式，该发电机输出控制装置应用于具有两路输出的发电机，包括第一路输出及第二路输出。其中，发电机可为三绕组发电机。
[0037] 所述第二路输出接入可调负载柜，为所述可调负载柜提供电能。
[0038] 所述模拟量输出接口103连接至所述可调负载柜，用于根据所述处理芯片发送的负载控制信号，调节所述可调负载柜的负载大小。
[0039] 可调负载柜（或可调负载箱）可作为发电机、发动机等的模拟负载，用于检测发电机或发动机的性能。可调负载柜所提供的负载大小可调节，可根据实际应用需求改变。可调负载柜所提供的负载可为纯电阻性的，或并联电感的感性负载，或并联电容的容性负载。
[0040] 根据一种示例性实施方式，在发电机输出控制装置集成于励磁调节器或励磁系统中时，可在励磁调节器或励磁系统中配置两组拟信号处理模块102，以对具有双路输出的发电机系统（例如具有双路输出的三绕组发电机）进行监测及控制。
[0041] 本发明的一示例性实施例还提供了一种发电机输出控制系统，该系统的结构如图2所示，包括：
发电机201、如图1所示的发电机输出控制装置202和可调负载柜203；所述发电机具有至少两路输出，其中一路输出接入所述可调负载柜，所述发电机输出控制装置202电气连接至所述可调负载柜；
所述发电机输出控制装置202，用于采集所述发电机201的各路输出的电压信号
和/或电流信号，并生成负载控制信号以调节所述可调负载柜203的负载大小。
[0042] 其中，发电机输出控制装置202可集成于励磁调节器或励磁系统中，由励磁调节器或励磁系统实现相应功能。
[0043] 本发明的一示例性实施例还提供了一种发电机输出控制系统，该系统的结构如图3所示，包括：发电机、励磁系统和可调负载柜。
[0044] 发电机具有两路输出，一路输出连接至负载，一路输出连接到可调负载柜。
[0045] 励磁系统包括功率单元和励磁调节器。
[0046] 功率单元可通过功率灭磁柜实现。功率灭磁柜还包括起励回路与灭磁部分。
[0047] 励磁调节器包括两个交流信号处理模块（作为模拟量信号处理模块）、DSP微机板（作为处理芯片）、模拟量输入输出模块（提供模拟量输出接口）、开关量输入输出模块、脉冲输出模块、直流信号处理模块与电源。可为用户提供可视化操作界面，用户通过操作界面下发指令至DSP微机板。
[0048] 其中，两个交流信号处理模块分别对两路输出进行采集，具体的，包括CT、量测PT、仪表PT。交流信号处理模块采集得到的两路输出的电压信号和/或电流信号传输至DSP微机板。
[0049] DSP微机板通过调节脉冲输出接口用来控制功率单元以调节励磁电压大小，从而对发电机进行励磁控制。
[0050] 本发明的一示例性实施例还提供了一种发电机输出控制方法，适用本发明的实施例所提供的发电机输出控制装置及发电机输出控制系统。使用该方法通过调整可调负载柜来调节发电机输出的流程如图4所示，包括：步骤401、采集发电机的各路输出的电压信号和/或电流信号。
[0051] 本步骤中，通过模拟量信号处理模块分别获取各路输出的电压信号和/或电流信号。
[0052] 根据一种示例性实施方式，可通过量测PT、仪表PT和CT获取电压信号和/或电流信号。
[0053] 本步骤可应指令进行，例如在接收到控制平台或操作人员下发的检测指令时进行检测采集；也可实时的、持续性的进行，例如在发电机工作的情况下设定采集周期为1秒，每秒进行一次采集。
[0054] 步骤402、根据所述电压信号和/或电流信号，获取所述发电机的工况。
[0055] 根据一种示例性实施方式，所述发电机具有第一路输出和第二路输出，所述第二路输出接入可调节大小的负载，具体的，接入可调节负载柜。
[0056] 本步骤具体如图5所示，包括：步骤501、根据所述电压信号和/或所述电流信号，确定所述第一路输出和/或所述第二路输出当前的输出电压和/或输出功率。
[0057] 本步骤中，根据检测得到的电压信号，可以确定对应的一路输出的输出电压。
[0058] 根据电压信号和电流信号，可以确定对应的一种输出的输出功率。
[0059] 通过各路输出各自的输出电压和输出功率，能够了解发电机供电情况和总输出功率。
[0060] 本步骤可在每进行一次电压信号和/或电流信号的采集后即计算一次输出功率；也可以预设一个检测周期，在每个检测周期到达时根据当前时刻前最后一次采集得到的数据进行计算，检测周期与电压信号和/或电流信号的采集周期可以不同；还可响应于控制平台的指令进行。
[0061] 步骤502、判定所述发电机的工况。
[0062] 本步骤中，在至少满足以下条件任一的情况下，判定所述发电机的工况处于待优化状态：所述第一路输出和/或所述第二路输出的输出电压超出预设的额定电压偏差范
围，
所述第一路输出和/或所述第二路输出的输出功率超出预设的额定功率偏差范
围。
[0063] 例如，预先设置有额定电压值380V，额定电压偏差范围为380V上下浮动10%。如果任一路输出的输出电压超出该额定电压偏差范围，则发电机的工作状态有可能存在异常，需要进行调整，判定处于待优化状态。
[0064] 亦可以预先设置有额定功率值，根据发电机设计时的额定功率值设定此参数。在额定功率范围内（以额定功率值设置为200kW为例，输出的功率小于200kW的情况下，判定发电机工作于额定功率范围内），可正常输出；超过额定功率，刚需要对发电机的输出进行调节。
[0065] 在检测输出的功率时，可分别对每路输出的输出功率进行检测。在任意一路输出的输出功率超出该额定功率范围的情况下，发电机的工作状态有可能存在异常，判定处于待优化状态。
[0066] 步骤403、根据所述发电机的工况，调整所述发电机的输出所接入负载的大小。
[0067] 本步骤中，由于发电机的工况表明发电机处于待优化状态，需要对发电机的输出进行调整。根据一种实施方式，可通过调整第二路输出所接入负载大小的方式来调整发电机的整体输出，具体流程如图6所示，包括：步骤601、在所述发电机的工况表明所述发电机处于待优化状态的情况下，计算目标负载。
[0068] 本步骤中，根据当前采集得到的所述第一路输出和所述第二路输出的输出电压和额定电压值，和/或，所述第一路输出和所述第二路输出的输出功率和额定功率值，计算所述目标负载。
[0069] 根据一示例性实施方式，可经过PI调节计算第二路输出需要加载的负载大小，作为目标负载。
[0070] 在两路输出的输出功率之和高于额定功率偏差范围的上限的情况下，需要调高第二路输出所接入负载的大小以降低输出功率，保证发电机在安全范围内运行。
[0071] 步骤602、发送负载控制信号，以指示根据所述目标负载调整所述第二路输出接入负载的大小。
[0072] 本步骤中，在确定目标负载后，确定调整方案，然后即可通过模拟量输出接口向可调负载柜发送负载控制信号，以指示可调负载柜根据所述目标负载调整接入所述第二路输出的负载的大小。
[0073] 对于两路输出的输出电压和输出功率均未超出预设范围的情况，励磁系统可继续正常输出励磁电压以对发电机输出电压进行控制，无需调节第二路输出所接入负载的大小。
[0074] 通过实时对两路输出的监测，判断发电机的工况，并据此调节第二路输出接入的负载大小。实现通过自动调节负载大小保证第一路输出与第二路输出之间的平衡，在保证发电机高效输出的同时保障了发电机工作的安全性。
[0075] 本发明的一示例性实施例还提供了一种发电机输出控制装置，其结构如图7所示，包括：信号采集模块701，用于采集发电机的各路输出的电压信号和/或电流信号。
[0076] 工况分析模块702，用于根据所述电压信号和/或电流信号，获取所述发电机的工况。
[0077] 负载调节模块703，用于根据所述发电机的工况，调整所述发电机的输出所接入负载的大小。
[0078] 进一步的，所述发电机具有第一路输出和第二路输出，所述第二路输出接入可调节大小的负载，所述工况分析模块702的结构如图8所示，包括：信号分析子模块801，用于根据所述电压信号和/或所述电流信号，确定所述第一路输出和/或所述第二路输出当前的输出电压和/或输出功率；
工况判定子模块802，用于在至少满足以下条件任一的情况下，判定所述发电机的工况处于待优化状态：
所述第一路输出和/或所述第二路输出的输出电压超出预设的额定电压偏差范
围，
所述第一路输出和/或所述第二路输出的输出功率超出预设的额定功率偏差范
围。
[0079] 进一步的，所述负载调节模块703的结构如图9所示，包括：目标负载计算子模块901，用于在所述发电机的工况表明所述发电机处于待优化状态的情况下，计算目标负载；
信号发送子模块902，用于发送负载控制信号，以指示根据所述目标负载调整所述第二路输出接入负载的大小。
[0080] 上述发电机输出控制装置可集成于励磁调节器或励磁系统中，通过励磁调节器和励磁系统实现相应功能。关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
[0081] 本发明的一示例性实施例还提供了一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由移动终端的处理器执行时，使得移动终端能够执行一种发电机输出控制方法，所述方法包括：采集发电机的各路输出的电压信号和/或电流信号；
根据所述电压信号和/或电流信号，获取所述发电机的工况；
根据所述发电机的工况，调整所述发电机的输出所接入负载的大小。
[0082] 本发明的实施例提供了一种发电机输出控制方法、装置及系统，各个模拟信号处理模块分别连接至发电机的一路输出，采集并向处理芯片发送所述发电机的各路输出的电压信号和/或电流信号；处理芯片接收所述模拟量信号处理模块发送的电压信号和/或电流信号，生成并向所述模拟量输出接口发送负载控制信号；模拟量输出接口，用于根据所述处理芯片发送的负载控制信号，调节所述发电机的输出所接入负载的大小。根据采集得到的电压信号和/或电流信号，对发电机的工况进行分析，并基于发电机的工况调整发电机的输出所接入负载的大小，解决了缺乏针对多路输出的发电机进行输出管理的机制的问题，能够实现高安全性的发电机供电环境。
[0083] 应当理解，除非另外特别指出，否则本文描述的各种本发明的一些实施例的特征可以彼此组合。如在本文中使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任一者以及任何两者或更多者的任何组合；类似地，“.......中的至少一个”包括相关所列项中的任一者以及任何两者或更多者的任何组合。
[0084] 此外，在本文中使用词语“示例性的”以表示充当示例、实例、示图。在本文中被描述为“示例性的”任何方面或设计都不一定理解为与其他方面或设计相比是有利的。相反，使用词语示例性的旨在以具体的方式呈现概念。如在本文中所使用的，术语“或”旨在表示包括性的“或”而不是排他性的“或”。即，除非另外指定，或者从上下文中清楚，否则“X应用A或B”旨在表示自然的包括性排列中的任何一种排列。即，如果X应用A；X应用B；或者X应用A和B两者，则“X应用A或B”在前述实例中的任何一个实例下都满足。另外，除非另外指定或者从上下文中清楚指向单数形式，否则如在该申请和所附权利要求中所使用的冠词“一”和“一个”通常被理解为表示“一个或多个”。
[0085] 同样，尽管已经关于一个或多个实现示出并描述了本发明，但是在阅读并理解了该说明书和附图之后，本领域技术人员将想到等同的变型和修改。本发明包括所有这样的修改和变型，并且仅由权利要求的范围来限制。特别关于由上文所描述的组件（例如，元件、资源等）执行的各种功能，除非另外指出，否则用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所描述的组件的具体功能的任何组件（功能上等价的），即使结构上不等价于所公开的结构。另外，尽管可以已经关于几个实现中的仅仅一个而公开了本发明的特定的特征，但是如可以是期望的并且有利于任何给定的或特定的应用的那样，这样的特征可以与其它实现的一个或多个其它特征相结合。此外，就在具体实施方式或者权利要求中所使用的“包括”、“拥有”、“具有”、“有”、或其变型而言，这样的术语旨在作为类似于术语“包含”的方式是包括性的。
[0086] 本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
[0087] 应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
