ES2968437T3 - Método, dispositivo y sistema para controlar el funcionamiento del generador - Google Patents
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Abstract
La presente divulgación proporciona un método, dispositivo y sistema para controlar el funcionamiento de un generador, en el que el generador comprende al menos dos bucles de generación y transmisión de energía. El método comprende: al detectar la falla de cualquiera de los al menos dos bucles de generación y transmisión de energía, determinar si se satisface una condición preestablecida para ingresar a un modo de operación de energía parcial; y cuando se determina que se cumple la condición preestablecida, controlar al menos un bucle de generación y transmisión de energía que no funciona mal de los al menos dos bucles de generación y transmisión de energía para entrar en un modo de operación, y controlar el bucle de generación y transmisión de energía que funciona mal para entrar en un estado de apagado, de modo que el generador entre en el modo de funcionamiento de potencia parcial. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método, dispositivo y sistema para controlar el funcionamiento del generador
Campo técnico
La presente solicitud se refiere al campo técnico del generador eléctrico y, en particular, a un método, un dispositivo y un sistema para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno.
Antecedentes
Un grupo electrógeno se refiere a un dispositivo de generación de energía que puede convertir energía mecánica u otra energía en energía eléctrica. Tomando una turbina eólica como ejemplo, la turbina eólica convierte la energía eólica, que es energía verde por naturaleza, en energía eléctrica, y la energía eléctrica generada por la turbina eólica se transmite a cada centro de carga a través de un sistema de potencia. Normalmente, cuando el grupo electrógeno está funcionando normalmente, un convertidor o dispositivos en un circuito principal también están en un estado de funcionamiento normal. Cuando el grupo electrógeno falla, probablemente da como resultado una falta de capacidad para que el conjunto electrógeno en general genere electricidad normalmente, y el conjunto electrógeno puede recuperarse a un funcionamiento normal solo después de que se haya reparado el dispositivo defectuoso, lo que significa que el grupo electrógeno normalmente puede generar electricidad solo después de reparar el fallo durante el funcionamiento de parada del grupo electrógeno. Si el grupo electrógeno no se repara a tiempo, la cantidad de electricidad generada se perderá, especialmente para un grupo electrógeno aplicado en el mar. Una vez que falla el grupo electrógeno en el mar, el coste de reparación y mantenimiento es alto, y el tiempo dedicado a la reparación depende en gran medida de factores objetivos. D1 (CN106286129A) divulga una turbina eólica y un método para controlar la misma. La turbina eólica incluye: al menos dos conjuntos de sistemas de transmisión de potencia, estando los sistemas de transmisión de potencia conectados en paralelo entre sí; y un sistema de control que incluye un controlador de nivel superior y subsistemas de control proporcionados que corresponden a cada conjunto de sistemas de transmisión de potencia. Cada conjunto de subsistemas de control incluye un controlador de nivel inferior. El controlador de nivel inferior se usa para supervisar parámetros de estado de funcionamiento de unidades funcionales en sistemas de transmisión de potencia correspondientes, y enviar los parámetros de estado de funcionamiento de las unidades funcionales correspondientes al controlador de nivel superior si se determina que las unidades funcionales correspondientes cumplen condiciones anómalas de acuerdo con los parámetros de estado de funcionamiento. El controlador de nivel superior se usa para generar una instrucción de funcionamiento si se determina que se producen fallos en las unidades funcionales correspondientes de acuerdo con los parámetros de estado de funcionamiento de las unidades funcionales correspondientes, y controlar los sistemas de transmisión de potencia para funcionar de acuerdo con la instrucción de funcionamiento. La turbina eólica se utiliza completamente y, por lo tanto, se mejora la generación de energía de la turbina eólica.
Sumario
La invención se establece en el conjunto de reivindicaciones adjuntas, para solucionar el problema anterior en la tecnología convencional.
La presente divulgación propone un método para controlar el funcionamiento tolerante a fallos de un grupo electrógeno que incluye al menos dos circuitos principales. Bajo el modo de funcionamiento de potencia parcial en la presente divulgación, el fallo de un conjunto de convertidores puede no influir en el funcionamiento de otro conjunto de convertidores. La solución técnica de la presente divulgación puede reducir significativamente la pérdida de generación de potencia provocada por el fallo del circuito principal del grupo electrógeno y mejorar la fiabilidad del grupo electrógeno.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de topología de dos circuitos principales de un grupo electrógeno de acuerdo con una realización de la presente divulgación;
la figura 2 es un diagrama de flujo esquemático de un método para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno de acuerdo con una realización de la presente divulgación;
la figura 3 es un diagrama de flujo esquemático detallado de un método para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno de acuerdo con una realización de la presente divulgación;
la figura 4 es un diagrama de flujo esquemático que ilustra un proceso de conmutación manual en un método para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno de acuerdo con una realización de la presente divulgación;
la figura 5 es un diagrama de flujo esquemático que ilustra un proceso de conmutación automática en un método para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno de acuerdo con una realización de la presente divulgación; la figura 6 muestra un proceso de conmutación a un modo de funcionamiento de potencia parcial basándose en una palabra de control de permiso de potencia parcial, en un método para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno de acuerdo con una realización de la presente divulgación; y
la figura 7 es un diagrama de bloques estructural de un aparato para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Descripción detallada de las realizaciones
Para un generador convencional, una vez que falla un grupo electrógeno, es probable que el grupo electrógeno en general no pueda generar electricidad normalmente, y solo se haya reparado el dispositivo defectuoso, puede el grupo electrógeno recuperarse para el funcionamiento normal. En vista de este problema, el inventor de la presente divulgación ha concebido un método para controlar un grupo electrógeno para hacerlo funcionar con potencia parcial en un caso de que falle un circuito principal del grupo electrógeno. Funcionar con potencia parcial implicada en la presente divulgación se refiere a que, para un grupo electrógeno que incluye múltiples circuitos (o al menos dos circuitos), solo parte de los circuitos está funcionando y los circuitos restantes no están funcionando.
El inventor de la presente divulgación encontró que, un motor de accionamiento directo de imán permanente de múltiples devanados generalmente incluye múltiples circuitos para la generación y transmisión de potencia, y cada conjunto de devanados del motor de accionamiento directo de imán permanente de múltiples devanados es equivalente a un motor independiente, y el convertidor también usa un conjunto de módulos correspondientemente, que forma una base para que un grupo electrógeno funcione con potencia parcial.
Las realizaciones de la presente divulgación se describen en detalle a continuación en el presente documento junto con los dibujos. En los dibujos se ilustran ejemplos de las realizaciones, en los que los mismos números de referencia o similares indican los mismos elementos o similares, o elementos con las mismas funciones o similares. Las realizaciones descritas mediante los dibujos a continuación en el presente documento son meramente ilustrativas y se usan simplemente para explicar la presente divulgación, que no debe entenderse que limite la presente divulgación.
Haciendo referencia a la figura 1, que es un diagrama de topología de un ejemplo de dos circuitos principales de un grupo electrógeno de acuerdo con una realización de la presente divulgación. La figura 1 muestra una topología de dos circuitos principales de un generador de doble devanado. El grupo electrógeno incluye dos conjuntos de devanados que pertenecen a dos circuitos principales mostrados en la figura 1, que es el circuito principal 1# y el circuito principal 2#, respectivamente, donde un circuito principal se refiere a un circuito para la generación y transmisión de potencia en una realización de la presente divulgación. Cada uno de los circuitos principales puede incluir un subgrupo de convertidores emparejados con un devanado de un generador correspondiente. Un terminal del circuito principal 1# está conectado a una red eléctrica, y otro terminal del circuito principal 1# está conectado a un conjunto de devanados del generador de doble devanado. Un terminal del circuito principal 2# está conectado a la red eléctrica, y otro terminal del circuito principal 2# está conectado a otro conjunto de devanados del generador de doble devanado. El subgrupo de convertidores descrito en las realizaciones de la presente divulgación también se denomina convertidor para abreviar. El convertidor sirve como un sistema de conversión de energía del grupo electrógeno y se usa para convertir la energía eléctrica del generador que tiene una frecuencia no eléctrica y con variación de tensión en energía eléctrica con una frecuencia eléctrica estable. La presente divulgación no se limita al grupo electrógeno que incluye dos circuitos principales como se muestra en la figura 1, pero también es aplicable a un grupo electrógeno que incluye tres o más circuitos principales.
En una realización de la presente divulgación, se proporciona un método para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno, donde el grupo electrógeno incluye al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia. Haciendo referencia a la figura 2, el método para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno incluye las siguientes etapas S201 y S202.
En la etapa S201, se determina si se cumple una condición preestablecida para conmutar a un modo de funcionamiento de potencia parcial, en respuesta a la detección de que falla uno cualquiera de los al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia.
En la etapa S202, es controlar al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo entre los al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia para entrar en un modo de funcionamiento, y controlar un circuito para la generación y transmisión de potencia con fallo para entrar en un estado de apagado, en respuesta a la determinación de que se cumple la condición preestablecida para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial, de modo que el grupo electrógeno entra en el modo de funcionamiento de potencia parcial.
La figura 2 muestra dos nodos de flujo principales de la realización de la presente divulgación. Un nodo se refiere a detectar un fallo y determinar si se cumple la condición para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial, y el otro nodo se refiere a controlar el circuito para entrar en el modo de funcionamiento de potencia parcial. Específicamente, por ejemplo, cuando un sistema de control principal detecta que el circuito principal 1# o el circuito principal 2# ha fallado, se determina si el circuito sin fallo cumple la condición preestablecida para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial; en un caso de determinar que se cumple la condición preestablecida para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial, es controlar el circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo para entrar en un modo de funcionamiento, y controlar el circuito para la generación y transmisión de potencia con fallo para entrar en un estado de apagado, de modo que el grupo electrógeno entra en el modo de funcionamiento de potencia parcial.
El método para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno de acuerdo con la realización de la presente divulgación puede resolver el siguiente problema. Para un grupo electrógeno que incluye al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia, cuando falla uno cualquiera de los dos circuitos para la generación y transmisión de potencia, el grupo electrógeno debe apagarse para su reparación, dando como resultado una pérdida de generación de potencia. De acuerdo con la realización de la presente divulgación, la pérdida de generación de potencia provocada por el fallo de los circuitos principales del grupo electrógeno se reduce significativamente. Tomando una turbina eólica como ejemplo, cuando falla un conjunto de convertidores, o un conjunto correspondiente de sistemas de refrigeración por agua de la turbina eólica, o se daña un conjunto de devanados de la turbina eólica, es controlar el circuito principal de la turbina eólica para funcionar con potencia parcial en la presente divulgación y, por lo tanto, se reduce la pérdida de generación de potencia y se mejora la fiabilidad de la turbina eólica.
Haciendo referencia a la figura 3, que es un diagrama de flujo esquemático detallado de un método para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno de acuerdo con una realización de la presente divulgación. Cuando el grupo electrógeno falla y deja de funcionar, en primer lugar, se determina si falla un motor o un convertidor. A continuación, se determina manualmente si es posible entrar en el modo de funcionamiento de potencia parcial basándose en datos acerca del aislamiento del motor. Si está en un modo de conmutación automática, el convertidor puede conmutar automáticamente al modo de funcionamiento de potencia parcial. El convertidor puede conmutar manualmente al modo de funcionamiento de potencia parcial, una vez que falla la conmutación automática. Específicamente, el método para controlar el funcionamiento del grupo electrógeno incluye las siguientes etapas S301 a S304.
En la etapa S301, es para detectar si falla uno cualquiera de los al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia. Si se detecta un fallo, entonces proceder a la etapa S302; de lo contrario, realizar la etapa S301 repetidamente.
En una realización, puede determinar si se produce un fallo en un devanado de un generador y/o un subgrupo de convertidores coincidentes con el devanado del generador en cada circuito para la generación y transmisión de potencia del grupo electrógeno.
Específicamente, un sistema de control principal puede determinar una fuente de fallo al recibir información de fallo. El inventor concluyó a partir del funcionamiento real del grupo electrógeno que, una probabilidad de que se produzca un fallo en un devanado del generador es muy baja en una situación normal, por lo tanto, en general, el sistema de control principal no detecta información de fallo del devanado del generador, y solo después de que un problema del devanado del generador provoque continuamente un fallo de un convertidor o un subgrupo de convertidores, el sistema de control principal detectará el devanado del generador. Cuando sea necesario, el sistema de control principal puede suponer que no hay fallo en el devanado del generador y detectar directamente si hay un fallo en el convertidor o el subgrupo de convertidores.
En una realización, después de que el sistema de control principal recibe información de fallo del convertidor o el subgrupo de convertidores, es posible controlar manual o automáticamente el convertidor defectuoso o el subgrupo de convertidores defectuoso para apagar. En un modo de control manual, el convertidor defectuoso puede mantenerse en un estado de apagado, y un trabajador de mantenimiento puede determinar una situación real del convertidor defectuoso de forma remota o local, para decidir si controlar un circuito sin fallo para entrar en un modo de funcionamiento.
En la etapa S302, se determina si se cumple una condición preestablecida para conmutar a un modo de funcionamiento de potencia parcial. Proceder a la etapa S303 si se determina la condición preestablecida para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial; de lo contrario, el grupo electrógeno se apaga para el mantenimiento.
En una realización, se puede determinar si al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo cumple la condición preestablecida para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial, basándose en información de realimentación sobre un estado del convertidor en cada circuito para la generación y transmisión de potencia.
Pueden incluirse los siguientes casos con respecto al sistema de control principal que determina si el grupo electrógeno cumple la condición para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial. Cuando el sistema de control principal responsable del funcionamiento de todo el grupo electrógeno determina por primera vez que, al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo cumple la condición para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial, se puede mostrar al trabajador de mantenimiento del grupo electrógeno un mensaje de aviso con respecto a que el al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia cumple la condición para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial. Si el sistema de control principal recibe un comando de restablecimiento manual introducido por el trabajador de mantenimiento en respuesta al mensaje de aviso dentro de un período de tiempo especificado, entonces el sistema de control principal puede determinar que se cumple la condición para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial. Si el sistema de control principal no recibe el comando de restablecimiento manual dentro del período de tiempo especificado, el sistema de control principal puede controlar cada circuito para que la generación y transmisión de energía se restablezca automáticamente, y si el sistema de control principal detecta que el restablecimiento automático falla, entonces el sistema de control principal puede determinar que se cumple la condición para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial.
En la etapa S303, es controlar al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo para entrar en un modo de funcionamiento; y controlar un circuito para la generación y transmisión de potencia con fallo para entrar en un estado de apagado, de modo que el grupo electrógeno entra en el modo de funcionamiento de potencia parcial.
En una realización, es posible controlar el al menos un circuito para generación y transmisión de potencia sin fallo para entrar en el modo de funcionamiento basándose en una palabra de control de permiso de potencia parcial válida del al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo, y para controlar que el circuito para la generación y transmisión de potencia con fallo entre en el estado de apagado basándose en una palabra de control de permiso de potencia parcial no válida del circuito para la generación y transmisión de potencia con fallo.
Cabe destacar que, también es posible controlar la palabra de control de permiso de potencia parcial válida y la palabra de control de permiso de potencia parcial no válida para que estén interbloqueadas. Por ejemplo, en un modo de funcionamiento normal, la palabra de control de permiso de potencia parcial de cada circuito principal que sirve como circuito para la generación y transmisión de potencia se establece en 0, donde "0" indica "prohibido", lo que significa inválido. Mientras está en el modo de funcionamiento de potencia parcial, las palabras de control de permiso de potencia parcial de los circuitos principales están interbloqueadas, es decir, las palabras de control de permiso de potencia parcial no pueden ser 1 simultáneamente, donde "1" indica "permitido", lo que significa válido.
Para reducir la vibración de un generador, el armónico se puede inyectar en un generador de alta potencia, tal como un generador de gran tamaño, de acuerdo con una estrategia de control preestablecida de un convertidor en la realización de la presente divulgación, para reducir la vibración y el ruido del generador. Específicamente, cualquiera de los circuitos para la generación y transmisión de potencia en el modo de funcionamiento puede inyectarse con armónico adaptado. La forma de inyectar armónicos puede basarse en datos experimentales. Para una turbina eólica, una cantidad del armónico inyectado puede ser diferente, y la forma de inyectar el armónico puede ser diferente, dependiendo de una pala de la turbina eólica.
En una realización, si el sistema de control principal falla al controlar el al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo del grupo electrógeno para entrar en el modo de funcionamiento y los tiempos de fallo alcanzan un número especificado, el sistema de control principal puede controlar todo el convertidor del grupo electrógeno para que se apague. Por ejemplo, el número especificado puede ser 3.
En una realización, cuando el al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo se ha controlado para entrar en el modo de funcionamiento durante un tiempo de funcionamiento especificado, el sistema de control principal puede controlar el al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia para que deje de funcionar durante un tiempo de apagado especificado, después de eso, el sistema de control principal continúa controlando el al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo para entrar de nuevo en el modo de funcionamiento. Por ejemplo, el tiempo de funcionamiento especificado puede ser de 48 horas y el tiempo de apagado especificado puede ser de 2 horas.
Cabe destacar que, cuando el grupo electrógeno entra en el modo de funcionamiento de potencia parcial, el grupo electrógeno puede controlar el circuito para hacerlo funcionar normalmente durante una etapa de baja potencia. Sin embargo, si el grupo electrógeno aún no ha alcanzado una velocidad nominal durante una etapa de media potencia, por ejemplo, cuando una potencia de salida de un conjunto de devanados de un generador de doble devanado ha alcanzado su potencia de salida nominal, entonces un par puede exceder un valor nominal del convertidor, lo que puede causar una sobrecorriente en el lado del generador. Para evitar tales situaciones desfavorables, en una realización, cuando una potencia de salida de un circuito cualquiera para la generación y transmisión de potencia sin que se controle un fallo para entrar en el modo de funcionamiento alcanza una potencia de salida especificada, es posible ajustar una velocidad de rotación de un subgrupo de convertidores del circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo de acuerdo con un parámetro de estrategia de control especificado. Por ejemplo, la potencia de salida especificada puede ser la mitad de una potencia de salida nominal del generador.
Específicamente, en el modo de funcionamiento de potencia parcial, cuando la potencia de salida del generador está cerca de una potencia de ajuste, el sistema de control principal puede aumentar la velocidad de rotación del convertidor cambiando el parámetro de estrategia de control, para evitar la sobrecorriente del generador.
Además, se puede introducir una variable de control para el modo de funcionamiento de potencia parcial en la estrategia de control. Cuando la potencia de salida del generador en el modo de funcionamiento de potencia parcial está cerca de la mitad de la potencia, es posible conmutar un valor de la correspondiente variable de control, de modo que el convertidor pueda alcanzar la velocidad de rotación nominal, para evitar la sobrecorriente en el lado del generador.
En la etapa S304, en respuesta a la determinación de que se cumple una condición preestablecida para salir del modo de funcionamiento de potencia parcial, cada circuito para la generación y transmisión de potencia se controla para volver a un modo de funcionamiento normal.
Específicamente, cuando el sistema de control principal determina que el grupo electrógeno que está en el estado de funcionamiento de potencia parcial cumple la condición preestablecida para salir del modo de funcionamiento de potencia parcial, el sistema de control principal puede controlar cada circuito para la generación y transmisión de potencia para volver al modo de funcionamiento normal.
Por ejemplo, si el sistema de control principal puede determinar que el grupo electrógeno que está en el estado de funcionamiento de potencia parcial cumple la condición preestablecida para salir del modo de funcionamiento de potencia parcial, en respuesta a la detección de que el fallo se ha descargado del circuito para la generación y transmisión de potencia, circuito que tenía un fallo antes.
Por ejemplo, después de que el grupo electrógeno haya entrado en el modo de funcionamiento de potencia parcial, el sistema de control principal no ordenará al grupo electrógeno que está en el modo de funcionamiento de potencia parcial que se apague y salga del modo de funcionamiento de potencia parcial hasta que se puedan manejar los fallos del grupo electrógeno. Después de eliminar los fallos, cada circuito se controla para volver al modo de funcionamiento normal.
En un modo de control automático, el sistema de control principal puede controlar automáticamente el circuito para entrar en el modo de funcionamiento de potencia parcial de acuerdo con la clasificación de fallos y la frecuencia de fallos del convertidor. Cabe destacar que, se permite que el control manual esté involucrado para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial, aunque el circuito esté en el modo de control automático.
La figura 4 es un diagrama de flujo esquemático que ilustra un proceso de conmutación manual en un método para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno de acuerdo con una realización de la presente divulgación. Como se muestra en la figura 4, el sistema de control principal puede controlar un convertidor o un subgrupo de convertidores sin fallo a través de un proceso de conmutación manual, después de recibir información de fallo realimentada desde un convertidor. El proceso de conmutación manual puede incluir las siguientes etapas 1) a 5).
En la etapa 1), un trabajador de mantenimiento puede determinar manualmente que, si un convertidor o un subgrupo de convertidores sin fallo puede entrar en un modo de funcionamiento de potencia parcial, basándose en la información de funcionamiento del grupo electrógeno visualizada en una interfaz.
En la etapa 2), el sistema de control principal puede enviar un comando de control para entrar en el modo de funcionamiento de potencia parcial al convertidor o al subgrupo de convertidores sin fallo basándose en la información de estado realimentada desde el convertidor, en respuesta a la determinación de que el convertidor o el subgrupo de convertidores sin fallo puede entrar en el modo de funcionamiento parcial.
En la etapa 3), cuando el convertidor o el subgrupo de convertidores sin fallo ha entrado con éxito en el modo de funcionamiento parcial y funciona normalmente, el grupo electrógeno puede funcionar en el modo de funcionamiento de potencia parcial.
En la etapa 4), cuando se puede manejar el fallo del grupo electrógeno, el sistema de control principal puede controlar el grupo electrógeno para que se apague y salga del modo de funcionamiento de potencia parcial.
En la etapa 5), el grupo electrógeno que se ha apagado puede volver al modo de funcionamiento normal después de que se elimine el fallo.
La figura 5 es un diagrama de flujo esquemático que ilustra un proceso de conmutación automática en un método para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno de acuerdo con una realización de la presente divulgación. Como se muestra en la figura 5, cuando el sistema de control principal detecta que se produce un fallo en un convertidor o un subgrupo de convertidores en el grupo electrógeno, se realizan las siguientes etapas 1) a 5).
En la etapa 1), en primer lugar, se espera una señal de restablecimiento manual. Si la señal de restablecimiento manual no se recibe en el intervalo de un período de tiempo preestablecido, el sistema de control principal puede controlar un convertidor o un subgrupo de convertidores con fallo para restablecerse automáticamente. Por ejemplo, el sistema de control puede enviar una señal de restablecimiento automático si la señal de restablecimiento manual no se recibe en el intervalo de 10 minutos después de que falle el convertidor.
En la etapa 2), después del restablecimiento automático, si se han eliminado todos los fallos del convertidor, lo que significa restablecer completamente, el grupo electrógeno puede continuar funcionando normalmente. Si el grupo electrógeno envía de nuevo una misma señal de fallo, el sistema de control principal puede controlar un convertidor o subgrupo de convertidores correspondiente con fallo para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial, basándose en una palabra de estado (tal como la señal Winding1OK) realimentada desde el convertidor.
En la etapa 3), un convertidor o un subgrupo de convertidores sin fallo puede conmutarse al modo de funcionamiento de potencia parcial.
En la etapa 4), cuando los fallos del grupo electrógeno pueden eliminarse, el sistema de control principal puede controlar el grupo electrógeno para que se apague y salga del modo de funcionamiento de potencia parcial.
En la etapa 5), el grupo electrógeno que se ha apagado puede volver al modo de funcionamiento normal después de que se eliminen los fallos.
Se toma como ejemplo un generador que incluye dos circuitos principales, para describir un proceso específico de control de un circuito principal para conmutar a un modo de funcionamiento de potencia parcial cuando falla otro circuito principal de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Con referencia a las figuras 1 a 3, la figura 6 muestra un proceso de conmutación a un modo de funcionamiento de potencia parcial basándose en una palabra de control de permiso de potencia parcial, en un método para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno que incluye dos circuitos principales de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
El proceso que se muestra en la figura 6 está tomando un generador que incluye dos circuitos principales de la figura 1 como ejemplo, donde el circuito principal 1# y el circuito principal 2# incluyen cada uno un subgrupo de convertidores emparejados con un devanado correspondiente del generador, y cuando el circuito principal 2# ha fallado durante un funcionamiento normal tanto del circuito principal 1# como del circuito principal 2#, un sistema de control principal puede controlar el circuito principal 1# sin fallo para conmutar a un modo de funcionamiento de potencia parcial.
La figura 6 muestra un estado de una palabra de control y una palabra de realimentación del grupo electrógeno que incluye dos circuitos. El sistema de control principal puede agrupar fallos de un convertidor por adelantado. Si un conjunto de devanados falla tres veces sucesivamente o no funciona, el sistema de control principal puede controlar el conjunto defectuoso de devanados para salir de un modo de funcionamiento normal. Asimismo, el sistema de control principal puede determinar un estado de funcionamiento actual de un convertidor especificado basándose en la palabra de realimentación del convertidor mostrado en la figura 6, para decidir qué circuito sin fallo se va a controlar para entrar en el modo de funcionamiento de potencia parcial.
La información de estado realimentada al sistema de control principal desde el convertidor mostrado en la figura 6 puede incluir los siguientes elementos 1 a 3.
1. Una palabra de control para un modo de funcionamiento de potencia parcial correspondiente a un protocolo de comunicación entre el sistema de control principal y el convertidor,
donde el convertidor puede realizar el modo de funcionamiento de potencia parcial basándose en las palabras de control de permiso de potencia parcial siguientes:
una palabra de control de permiso de funcionamiento independiente del circuito principal 1#: "EnableWinding1"; y una palabra de control de permiso de funcionamiento independiente del circuito principal 2 #: "Enable_Winding2"; donde, "0" representa prohibido, mientras que "1" representa permitido;
donde, las palabras de control de permiso de potencia parcial pueden ser "0" simultáneamente en un modo de funcionamiento normal; mientras se entra en el modo de funcionamiento de potencia parcial, las palabras de control de permiso de potencia parcial pueden estar en un estado interbloqueado, es decir, las palabras de control de permiso de potencia parcial no serán 1 simultáneamente.
2. Un estado de funcionamiento retroalimentado desde el convertidor al sistema de control principal,
donde cada grupo de convertidores puede realimentar la siguiente palabra de estado de funcionamiento al sistema de control principal, para indicar un estado de funcionamiento de un circuito correspondiente:
una palabra de estado de funcionamiento del circuito principal 1#: "Winding1Running"; y
una palabra de estado de funcionamiento del circuito principal 2 #: "Winding2Running";
donde "0" representa estar fuera de funcionamiento, mientras que "1" representa estar en funcionamiento.
3. Una palabra de estado realimentada desde el convertidor al sistema de control principal,
donde cada grupo de convertidores puede realimentar la siguiente palabra de estado al sistema de control principal, para indicar si un circuito correspondiente puede entrar en el modo de funcionamiento de potencia parcial:
una palabra de estado del circuito principal 1#: "Winding1OK"; y
una palabra de estado del circuito principal 2 #: "Winding2OK";
donde" 0"representa que no puede, mientras que "1" representa que puede.
Un proceso de funcionamiento del circuito principal del grupo electrógeno que incluye el circuito principal 1# y el circuito principal 2# como se muestra en la figura 6 se describe como sigue.
Inicialmente, cada grupo de convertidores realimenta una palabra de estado correspondiente al sistema de control principal, para indicar si un circuito correspondiente puede entrar en el modo de funcionamiento de potencia parcial. Como se muestra en la figura 6, cuando el grupo electrógeno está funcionando normalmente en la etapa inicial, la palabra de estado "Winding1OK" realimentada desde el circuito principal 1# al sistema de control principal es "1", por lo tanto, el sistema de control principal puede determinar que el circuito principal 1# puede entrar en el modo de funcionamiento de potencia parcial. De forma similar, el sistema de control principal también puede determinar que el circuito principal 2# puede entrar en el modo de funcionamiento de potencia parcial. Es más, el sistema de control principal puede recibir la palabra de estado de funcionamiento "Winding1Running" del circuito principal 1# y la palabra de estado de funcionamiento "Winding2Running" del circuito principal 2#, que son ambos "1". Adicionalmente, el sistema de control principal puede recibir la palabra de control de permiso de funcionamiento independiente "Enable_Winding1" del circuito principal 1# y la palabra de control de permiso de funcionamiento independiente "Enable_Winding2" del circuito principal 2#, que son ambos "0", indica en este momento que tanto el circuito principal 1# como el circuito principal 2# están prohibidos de entrar en el modo de funcionamiento de potencia parcial.
Si el circuito principal 2# falla, el circuito principal 2# puede realimentar las palabras de estado "Winding2OK" y "Winding2Running" al sistema de control principal, donde la palabra de estado Winding2OK es "0", que indica que el circuito principal 2# no puede entrar en el modo de funcionamiento de potencia parcial, y la palabra de estado Winding2Running es "0", indicando que el circuito principal 2# está fuera de funcionamiento.
El sistema de control principal puede determinar entonces si el circuito principal 1# está en un estado de funcionamiento normal. Como se muestra en la figura 6, la palabra de estado "Winding1OK" del circuito principal 1# es "1" y la palabra de estado "Winding1Running" del circuito principal 1# es "0" en este momento, lo que indica que el circuito principal 1# está fuera de funcionamiento actualmente y puede entrar en el modo de funcionamiento de potencia parcial.
Si el sistema de control principal ha determinado que el circuito principal 1# cumple una condición para conmutar el modo de funcionamiento de potencia parcial, el sistema de control principal puede controlar el grupo electrógeno para cambiar al modo de funcionamiento de potencia parcial, es decir, un modo de funcionamiento en el que opera un único devanado 1#. Las tres palabras de funcionamiento realimentadas por el circuito principal 2# al sistema de control principal son todas "0" en este momento.
Cuando es capaz de eliminar fallos del circuito principal 2#, el sistema de control principal puede controlar el grupo electrógeno para que se apague y salga del modo de funcionamiento de potencia parcial.
Después de eliminar los fallos, el grupo electrógeno apagado puede volver al modo de funcionamiento normal. Como se muestra en la figura 6, la palabra de estado "Winding1OK" del circuito principal 1# es "1", la palabra de estado "Winding2OK" del circuito principal 2 # es "1", la palabra de estado "Winding1Running" del circuito principal 1# es "1", y la palabra de estado "Winding2Running" del circuito principal 2# es "1" en este momento.
El modo de realimentar la información de estado en el proceso anterior también es aplicable a un grupo electrógeno que incluye más de dos circuitos principales.
Correspondientemente, también se proporciona un aparato para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno en una realización de la presente divulgación. El grupo electrógeno incluye al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia. Como se muestra en la figura 7, el aparato puede incluir un módulo de detección y determinación 701 y un módulo de control de modo de funcionamiento 702. El módulo de detección y determinación 701 puede determinar si se cumple una condición preestablecida para conmutar a un modo de funcionamiento de potencia parcial, en respuesta a la detección de que falla uno cualquiera de los al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia. En un caso de que el módulo de detección y determinación 701 determine que se cumple la condición preestablecida para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial, el módulo de control de modo de funcionamiento 702 puede controlar al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo entre los al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia para entrar en un modo de funcionamiento, y controlar un circuito para la generación y transmisión de potencia con fallo para entrar en un estado de apagado, de modo que el grupo electrógeno entra en el modo de funcionamiento de potencia parcial.
Un sistema para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno se proporciona adicionalmente en una realización de la presente divulgación, donde el grupo electrógeno incluye al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia. El sistema puede incluir una memoria y un procesador conectado a la memoria. El procesador también está conectado a los al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia del grupo electrógeno. El sistema incluye además al menos un programa almacenado en la memoria. El método para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno de acuerdo con una cualquiera de las realizaciones en la presente divulgación debe realizarse cuando el programa se ejecuta por el procesador.
Se proporciona un medio de almacenamiento en una realización de la presente divulgación. El medio de almacenamiento se almacena con un programa informático que corresponde al método para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Correspondientemente, también se proporciona un aparato para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno en una realización de la presente divulgación. El grupo electrógeno incluye al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia. Como se muestra en la figura 7, el aparato puede incluir un módulo de detección y determinación 701 y un módulo de control de modo de funcionamiento 702. El módulo de detección y determinación 701 puede determinar si se cumple una condición preestablecida para conmutar a un modo de funcionamiento de potencia parcial, en respuesta a la detección de que falla uno cualquiera de los al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia. En un caso de que el módulo de detección y determinación 701 determine que se cumple la condición preestablecida para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial, el módulo de control de modo de funcionamiento 702 puede controlar al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo entre los al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia para entrar en un modo de funcionamiento, y controlar un circuito para la generación y transmisión de potencia con fallo para entrar en un estado de apagado, de modo que el grupo electrógeno entra en el modo de funcionamiento de potencia parcial.
Un sistema para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno se proporciona adicionalmente en una realización de la presente divulgación, donde el grupo electrógeno incluye al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia. El sistema puede incluir una memoria y un procesador conectado a la memoria. El procesador también está conectado a los al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia del grupo electrógeno. El sistema incluye además al menos un programa almacenado en la memoria. El método para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno de acuerdo con una cualquiera de las realizaciones en la presente divulgación debe realizarse cuando el programa se ejecuta por el procesador.
Se proporciona un medio de almacenamiento en una realización de la presente divulgación. El medio de almacenamiento se almacena con un programa informático que corresponde al método para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Claims (9)
1. Un método para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno, en donde el grupo electrógeno comprende al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia, comprendiendo el método:
determinar (S201, S302) si se cumple una condición preestablecida para conmutar a un modo de funcionamiento de potencia parcial, en respuesta a la detección de que falla cualquier circuito para la generación y transmisión de potencia de los al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia;
controlar (S202, S303) al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo entre los al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia para entrar en un modo de funcionamiento, y controlar un circuito para la generación y transmisión de potencia con fallo para entrar en un estado de apagado, en respuesta a la determinación de que se cumple la condición preestablecida para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial, de modo que el grupo electrógeno entra en el modo de funcionamiento de potencia parcial, y caracterizado por
ajustar una velocidad de rotación de un subgrupo de convertidores en el circuito cualquiera para la generación y transmisión de potencia sin fallo y que se controla para entrar en el modo de funcionamiento, en un caso de que el circuito cualquiera para la generación y transmisión de potencia sin fallo y que se controla para entrar en el modo de funcionamiento haya alcanzado una potencia de salida especificada,
en donde determinar si se cumple la condición preestablecida para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial comprende:
determinar si el al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo cumple una condición para funcionar en el modo de funcionamiento de potencia parcial, basándose en información de estado realimentada desde un convertidor a cada circuito para la generación y transmisión de potencia;
mostrar un mensaje de aviso que indica que el al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo cumple la condición para funcionar en el modo de funcionamiento de potencia parcial, en respuesta a la determinación de que el al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo cumple la condición para funcionar en el modo de funcionamiento de potencia parcial; y
determinar que se cumple la condición para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial, en un caso de que se reciba un comando de restablecimiento manual en respuesta al mensaje de aviso dentro de un período de tiempo especificado.
2. El método para controlar el funcionamiento del grupo electrógeno de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además:
controlar cada circuito para la generación y transmisión de potencia para que se restablezca automáticamente en un caso de que el comando de restablecimiento manual en respuesta al mensaje de aviso no se reciba dentro del período de tiempo especificado, y determinar que la condición para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial se cumple si el restablecimiento automático falla.
3. El método para controlar el funcionamiento del grupo electrógeno de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde controlar el al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo entre los al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia para entrar en el modo de funcionamiento, y controlar el circuito para la generación y transmisión de potencia con fallo para entrar en el estado de apagado comprende:
controlar el al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo para entrar en el modo de funcionamiento, basándose en una palabra de control de permiso de potencia parcial válida del al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo; y
controlar el circuito para la generación y transmisión de potencia con fallo para entrar en el estado de apagado, basándose en una palabra de control de permiso de potencia parcial no válida del circuito para la generación y transmisión de potencia con fallo.
4. El método para controlar el funcionamiento del grupo electrógeno de acuerdo con la reivindicación 3, que comprende, además:
controlar la palabra de control de permiso de potencia parcial válida y la palabra de control de permiso de potencia parcial no válida para que estén interbloqueadas entre sí.
5. El método para controlar el funcionamiento del grupo electrógeno de acuerdo con la reivindicación 1, en donde, en respuesta a la determinación de que se cumple la condición preestablecida para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial,
controlar un convertidor completo del grupo electrógeno para que se apague, en un caso de que no se controle el al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo para entrar en el modo de funcionamiento y el número de fallos alcanza un número especificado.
6. El método para controlar el funcionamiento del grupo electrógeno de acuerdo con la reivindicación 1, en donde, en respuesta a la determinación de que se cumple la condición preestablecida para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial,
controlar el al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo para que deje de funcionar durante un tiempo de apagado especificado, en un caso de que el al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo se haya controlado para entrar en el modo de funcionamiento durante un tiempo de funcionamiento especificado, y entonces después, continuar controlando el al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo para entrar en el modo de funcionamiento.
7. Un aparato para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno, en donde el grupo electrógeno comprende al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia,
que comprende:
un módulo de detección y determinación (701), configurado para: determinar si se cumple una condición preestablecida para conmutar a un modo de funcionamiento de potencia parcial, en respuesta a la detección de que falla uno cualquiera de los al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia; y un módulo de control de modo de funcionamiento (702), configurado para: controlar al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo entre los al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia para entrar en un modo de funcionamiento, y controlar un circuito para la generación y transmisión de potencia con fallo para entrar en un estado de apagado, en respuesta a la determinación de que se cumple la condición preestablecida para conmutar el modo de funcionamiento de potencia parcial, de modo que el grupo electrógeno entra en el modo de funcionamiento de potencia parcial; caracterizado por que el módulo de control de modo de funcionamiento (702) está configurado para ajustar una velocidad de rotación de un subgrupo de convertidores en el circuito cualquiera para la generación y transmisión de potencia sin fallo y que se controla para entrar en el modo de funcionamiento, en un caso de que el circuito cualquiera para la generación y transmisión de potencia sin fallo y que se controla para entrar en el modo de funcionamiento haya alcanzado una potencia de salida especificada,
en donde el módulo de detección y determinación (701) está configurado además para:
determinar si el al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo cumple una condición para funcionar en el modo de funcionamiento de potencia parcial, basándose en información de estado realimentada desde un convertidor a cada circuito para la generación y transmisión de potencia; mostrar un mensaje de aviso que indica que el al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo cumple la condición para funcionar en el modo de funcionamiento de potencia parcial, en respuesta a la determinación de que el al menos un circuito para la generación y transmisión de potencia sin fallo cumple la condición para funcionar en el modo de funcionamiento de potencia parcial; y
determinar que se cumple la condición para conmutar al modo de funcionamiento de potencia parcial, en un caso de que se reciba un comando de restablecimiento manual en respuesta al mensaje de aviso dentro de un período de tiempo especificado.
8. Un sistema para controlar un funcionamiento de un grupo electrógeno, en donde el grupo electrógeno comprende al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia, comprendiendo el sistema:
una memoria;
un procesador conectado a la memoria y conectado a los al menos dos circuitos para la generación y transmisión de potencia; y
al menos un programa almacenado en la memoria, en donde el al menos programa se ejecuta por el procesador, para realizar el método para controlar el funcionamiento del grupo electrógeno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
9. Un medio de almacenamiento, en donde el medio de almacenamiento se almacena con un programa informático correspondiente al método para controlar el funcionamiento del grupo electrógeno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
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