具有协调的电力汲取的电力系统技术方案

一种方法，包括接收以参考输出功率操作电力负荷的同时以命令输出功率操作电力系统的电力负荷的命令；当命令输出功率大于参考输出功率时，以最大调节器模式操作电力系统的燃气涡轮发动机以增加燃气涡轮发动机的发电量，或者当命令输出功率小于参考输出功率时，以最小调节器模式操作燃气涡轮发动机以降低燃气涡轮发动机的发电量；并且在以最大调节器模式或以最小调节器模式操作燃气涡轮发动机时，使来自燃气涡轮发动机的电机电力汲取与燃气涡轮发动机的发电量的变化相协调，以维持燃气涡轮发动机的转速参数基本恒定。

Power system with coordinated power extraction

【技术实现步骤摘要】
具有协调的电力汲取的电力系统
本主题总体上涉及一种利用燃气涡轮发动机来产生用于电力负荷的电力的电力系统及其操作方法。
技术介绍
某些电力系统包括驱动电机以产生驱动电力负荷的电力的燃气涡轮发动机。例如，当电力系统是推进系统时，电力负荷可以是电力推进发动机。此外，采用这种配置，在推进系统的运行期间，电力推进发动机基于例如包括推进系统的运载器的推力需求而要求不同量的电力并不罕见。例如，电力推进发动机所需的电力量的变化可能是由于包括推进系统的运载器的不同运行状态(例如当运载器是航空运载器时的起飞，爬升，巡航，阶段爬升，下降等)引起的。如上所述，电力是从驱动电机的燃气涡轮发动机汲取的。本公开的专利技术人已经发现，改变从燃气涡轮发动机汲取的电力可能会在燃气涡轮发动机内产生速度下降，这可能导致较低效率的运行，并且在极端情况下失速。因此，用于在不会负面影响燃气涡轮发动机的情况下为电力系统的电力负荷提供期望的电力量而的电力系统和用于操作电力系统的方法将是有用的。
技术实现思路
本专利技术的方面和优势将在下面的描述中部分地阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本专利技术而得知。在本公开的一个示例性方面，提供了一种用于操作电力系统的方法，该电力系统包括燃气涡轮发动机，能够与燃气涡轮发动机一起旋转的电机以及至少部分由电机产生的电力驱动的电力负荷。该方法包括：接收以参考输出功率操作电力负荷的同时以命令输出功率操作电力负荷的命令；当命令输出功率大于参考输出功率时，以最大调节器模式操作燃气涡轮发动机以增加燃气涡轮发动机的发电量，或者当命令输出功率小于参考输出功率时，以最小调节器模式操作燃气涡轮发动机以降低燃气涡轮发动机的发电量；并且在以最大调节器模式或以最小调节器模式操作燃气涡轮发动机的同时，使来自燃气涡轮发动机的电机电力汲取与燃气涡轮发动机的发电量的变化相协调，以维持燃气涡轮发动机的转速参数基本恒定。在某些示例性方面，命令输出功率大于参考输出功率。例如，在某些示例性方面，参考输出功率是小于电力负荷的最大输出功率的大约25％的功率水平，并且其中电力负荷的命令输出功率是大于电力负荷的最大输出功率的大约75％的功率水平。在某些示例性方面，以最大调节器模式或最小调节器模式操作燃气涡轮发动机包括以最大调节器模式操作燃气涡轮发动机，并且其中以最大调节器模式操作燃气涡轮发动机以增加燃气涡轮发动机的发电量包括操作燃气涡轮发动机至最大压力调节器，至最高温度调节器或两者。在某些示例性方面，以最大调节器模式或最小调节器模式操作燃气涡轮发动机包括以最大调节器模式操作燃气涡轮发动机，并且其中以最大调节器模式操作燃气涡轮发动机以增加燃气涡轮发动机的发电量，包括操作燃气涡轮发动机以实现最快的瞬时上电(transienttopower)。在某些示例性方面，电力负荷是由电机驱动的电力推进器，并且其中使来自燃气涡轮发动机的电机电力汲取与燃气涡轮发动机的发电量的变化相协调包括：将从电机产生的电力提供给电力推进器，以驱动电力推进器并产生推力。在某些示例性方面，接收以命令输出功率操作电力负荷的命令包括从包括电力系统的运载器的油门接收数据。例如，在某些示例性方面，运载器是航空运载器，其中电力系统是用于航空运载器的推进系统，其中电力负荷是电力推进器，并且其中燃气轮机发动机是涡轮轴发动机、涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机或涡轮螺旋桨发动机中的一种。例如，在某些示例性方面，作为航海运载器的运载器，其中电力系统是用于航海运载器的推进系统，其中燃气涡轮发动机是涡轮轴发动机，并且其中电力负荷是电力螺旋桨。在某些示例性方面，电力负荷是军用电力负荷。在某些示例性方面，电力系统是航空运载器的辅助供电单元，其中燃气涡轮发动机是涡轮轴发动机，并且其中电力负荷是航空运载器的系统。在某些示例性方面，使来自燃气涡轮发动机的电机电力汲取与燃气涡轮发动机的发电量的变化相协调以维持燃气涡轮发动机的转速参数基本恒定包括：通过反馈回路协调来自燃气涡轮发动机的电力汲取。在某些示例性方面，命令输出功率大于参考输出功率，并且其中该方法进一步包括接收指示电力负荷达到命令输出功率的数据；和响应于接收到指示电力负荷达到命令输出功率的数据，停止燃气涡轮发动机以最大调节器模式或最小调节器模式的操作。在某些示例性方面，转速参数指示燃气涡轮发动机的一个或多个轴的转速。在本公开的示例性实施例中，提供了一种用于运载器的电力系统。该电力系统包括燃气涡轮发动机；能够与燃气涡轮发动机一起旋转的电机，该燃气涡轮发动机配置为在至少某些运行期间旋转电机以产生电力；与电机电联接的电力负荷；以及能够与燃气轮机发动机、电机和电力负荷一起操作的控制器，该控制器包括一个或多个处理器和数据存储器，该数据存储器存储指令，该指令在由一个或多个处理器执行时使控制器执行功能。这些功能包括：接收以参考输出功率操作电力负荷的同时以命令输出功率操作电力负荷的命令；当命令输出功率大于参考输出功率时，以最大调节器模式操作燃气涡轮发动机以增加燃气涡轮发动机的发电量，或者当命令输出功率小于参考输出功率时，以最小调节器模式操作燃气涡轮发动机以降低燃气涡轮发动机的发电量；以及在以最大调节器模式或以最小调节器模式操作燃气涡轮发动机的同时，使来自燃气涡轮发动机的电机电力汲取与燃气涡轮发动机的发电量的变化相协调，以维持燃气涡轮发动机的转速参数基本恒定。在某些示例性实施例中，命令输出功率大于参考输出功率。例如，在某些示例性实施例中，参考输出功率是小于电力负荷的最大输出功率的大约25％的功率水平，并且其中电力负荷的命令输出功率是大于电力负荷的最大输出功率的大约75％的功率水平。在某些示例性实施例中，以最大调节器模式或最小调节器模式操作燃气涡轮发动机包括以最大调节器模式操作燃气涡轮发动机，并且其中以最大调节器模式操作燃气涡轮发动机以增加燃气涡轮发动机的发电量包括操作燃气涡轮发动机至最大压力调节器，至最高温度调节器或两者。在某些示例性实施例中，接收以命令输出功率操作电力负荷的命令包括从包括电力系统的运载器的油门接收数据。例如，在某些示例性实施例中，运载器是航空运载器，其中电力系统是用于航空运载器的推进系统，其中电力负荷是电力推进器，并且其中燃气轮机发动机是涡轮轴发动机、涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机或涡轮螺旋桨发动机中的一种。参考以下描述和所附权利要求书，将更好地了解本专利技术的这些及其他特征、方面和优势。并入并构成该说明书的一部分的附图图示了本专利技术的实施例，并同描述一起用来说明本专利技术的原理。附图说明在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本专利技术的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其参考所附的附图，其中：图1是根据本公开的示例性实施例的电力系统的示意图。图2是可以结合图1的示例性电力系统的各种运载器的示意图。图3是根据本公开的另一示例性实施例的电力系统的示意图。图4是根据本公开的示例性方面的电力系统的各本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于操作电力系统的方法，其特征在于，所述电力系统包括燃气涡轮发动机，能够与所述燃气涡轮发动机一起旋转的电机，以及至少部分地由所述电机产生的电力驱动的电力负荷，所述方法包括：/n接收以参考输出功率操作所述电力负荷的同时以命令输出功率操作所述电力负荷的命令；/n当所述命令输出功率大于所述参考输出功率时，以最大调节器模式操作所述燃气涡轮发动机，以增加所述燃气涡轮发动机的发电量，或者当所述命令输出功率小于所述参考输出功率时，以最小调节器模式操作所述燃气涡轮发动机，以降低所述燃气涡轮发动机的所述发电量；和/n在以所述最大调节器模式或所述最小调节器模式操作所述燃气涡轮发动机的同时，使来自所述燃气涡轮发动机的电机电力汲取与所述燃气涡轮发动机的发电量的变化相协调，以维持所述燃气涡轮发动机的转速参数基本恒定。/n

【技术特征摘要】
20181204 US 16/208,9781.一种用于操作电力系统的方法，其特征在于，所述电力系统包括燃气涡轮发动机，能够与所述燃气涡轮发动机一起旋转的电机，以及至少部分地由所述电机产生的电力驱动的电力负荷，所述方法包括：
接收以参考输出功率操作所述电力负荷的同时以命令输出功率操作所述电力负荷的命令；
当所述命令输出功率大于所述参考输出功率时，以最大调节器模式操作所述燃气涡轮发动机，以增加所述燃气涡轮发动机的发电量，或者当所述命令输出功率小于所述参考输出功率时，以最小调节器模式操作所述燃气涡轮发动机，以降低所述燃气涡轮发动机的所述发电量；和
在以所述最大调节器模式或所述最小调节器模式操作所述燃气涡轮发动机的同时，使来自所述燃气涡轮发动机的电机电力汲取与所述燃气涡轮发动机的发电量的变化相协调，以维持所述燃气涡轮发动机的转速参数基本恒定。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述命令输出功率大于所述参考输出功率。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中所述参考输出功率是小于所述电力负荷的最大输出功率的大约25％的功率水平，并且其中所述电力负荷的所述命令输出功率是大于所述电力负荷的最大输出功率的大约75％的功率水平。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中以所述最大调节器模式或所述最小调节器模式操作所述燃气涡轮发动机包括以所述最大调节器模式操作所述燃气涡轮发动机，并且其中以所述最大调节器模式操作所述燃气涡轮发动机以增加所述燃气涡轮发动机的所述发电量...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·罗伯特·杰明，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US