本發(fā)明涉及電力技術領域，具體而言，涉及一種發(fā)電系統(tǒng)及發(fā)電方法。

背景技術：

隨著工業(yè)的發(fā)展及生活水平的提高，用電需求不斷增長，造成供需矛盾突出，全國大部分地區(qū)在枯水期或高溫期都有拉閘限電的情況。發(fā)電機組作為應急備用電源，在電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設施、智能大廈、通信基站等領域得到了廣泛應用。

但單臺發(fā)電機組存在功率低、可靠性保證能力弱等因素的限制，無法滿足大功率應急用電場所的需求。這種情況下，采用多臺發(fā)電機組并聯運行的方式。

發(fā)明人經研究發(fā)現，目前并聯運行的方式主要有：多機并聯、單機并網。在多機并聯方式是根據整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)自動分配負載的，不能靈活調配每臺發(fā)電機組的輸出電能。單機并網方式是發(fā)電機組輸出固定功率值，由市網或其他系統(tǒng)根據負荷的大小來調整輸出功率的方式，輸出功率固定，不能靈活調整輸出功率。現有的系統(tǒng)只能實現一種連接方式，這會造成該系統(tǒng)的實用性差的問題。

技術實現要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)電系統(tǒng)及發(fā)電方法，發(fā)電系統(tǒng)通過設置電源、母排、多個選擇開關以及多個發(fā)電機組，所述發(fā)電機組包括控制器和發(fā)電機，使得所述發(fā)電系統(tǒng)可以工作在不同的工作模式下，有效解決了現有的發(fā)電系統(tǒng)供電方式單一及實用性差的問題。

為實現上述目的，本發(fā)明實施例采用如下技術方案：

一種發(fā)電系統(tǒng)，包括：電源、母排、多個選擇開關以及多個發(fā)電機組，所述發(fā)電機組包括控制器和發(fā)電機；

各所述發(fā)電機組中的發(fā)電機分別與所述母排連接，各所述選擇開關包括一個輸入接口及多個輸出接口，各所述選擇開關的輸入接口分別與所述電源連接、多個輸出接口分別與所述控制器的多個選擇端口連接，所述控制器的控制端口與所述發(fā)電機連接，所述控制器的電源端口與所述電源連接，所述選擇開關能夠選通所述控制器的不同選擇端口，使所述控制器控制所述發(fā)電機工作在不同的工作模式下。

在本發(fā)明的較佳選擇中，在上述發(fā)電系統(tǒng)中，所述發(fā)電機組還包括空氣開關，所述空氣開關的控制端與所述控制器連接、輸入端與發(fā)電機連接、輸出端與所述母排連接，所述控制器根據所述發(fā)電機組的工作模式及所述母排需輸出的電能選通所述空氣開關。

在本發(fā)明的較佳選擇中，在上述發(fā)電系統(tǒng)中，所述發(fā)電機組還包括發(fā)動機，所述發(fā)動機與所述控制器和發(fā)電機分別連接，所述控制器的控制端口包括調速端口和調壓端口，所述發(fā)電機包括調壓部件，所述發(fā)動機包括調速部件，所述控制器的調速端口與所述調壓部件連接，所述調壓端口與所述調壓部件連接，所述控制器根據所述母排需輸出的電能通過所述調速端口向所述調速部件發(fā)動速度調節(jié)指令以調節(jié)所述發(fā)動機的轉速，以及通過所述調壓端口向所述調壓部件發(fā)出調壓指令以調節(jié)所述發(fā)電機產生的電壓值大小。

在本發(fā)明的較佳選擇中，在上述發(fā)電系統(tǒng)中，所述發(fā)電機上設置有多個調節(jié)旋鈕，所述調節(jié)旋鈕包括調節(jié)所述發(fā)電機發(fā)出的電壓值大小的調壓旋鈕，以及調節(jié)所述發(fā)動機轉動速度大小的調速旋鈕。

在本發(fā)明的較佳選擇中，在上述發(fā)電系統(tǒng)中，所述多個選擇端口包括下垂并聯端口、固定功率并聯端口和多機并聯端口。

本發(fā)明還提供一種發(fā)電方法，應用于上述的發(fā)電系統(tǒng)，所述方法包括：

開啟電源；

控制器根據選擇開關選通的選擇端口控制所述發(fā)電機組工作在該選擇端口對應的工作模式。

在本發(fā)明的較佳選擇中，在上述發(fā)電方法中，當所述多個選擇端口包括下垂并聯端口、固定功率并聯端口和多機并聯端口時，所述控制器根據選擇開關選通的選擇端口控制所述發(fā)電機組工作在該選擇端口對應的工作模式的步驟，包括：

當選擇開關選通所述下垂并聯端口時，所述控制器控制所述發(fā)電機工作在下垂并聯工作模式；當選擇開關選通所述固定功功率并聯端口時，所述控制器控制所述發(fā)電機工作在固定功率并聯工作模式；當選擇開關選通所述多機并聯端口時，所述控制器控制所述發(fā)電機工作在多機并聯工作模式。

在本發(fā)明的較佳選擇中，在上述發(fā)電方法中，當所述選擇開關選通的選擇端口為下垂并聯端口，所述母排連接有負載，所述控制器中存儲有下垂并聯模式下的負載分配指令時，所述方法還包括：

啟動至少一組發(fā)電機組，該至少一組發(fā)電機組輸出的功率與所述負載所需功率相匹配，該至少一組發(fā)電機組中的控制器獲取所述母排的電壓，并將該至少一組發(fā)電機組中的發(fā)電機發(fā)出的電壓與所述母排的電壓進行匹配；

在匹配完成之后，斷開該至少一組發(fā)電機組中的發(fā)動機和發(fā)電機與所述控制器的連接；

根據所述發(fā)電機組的預設輸出功率調節(jié)該至少一組發(fā)電機組中的調壓旋鈕和調速旋鈕。

在本發(fā)明的較佳選擇中，在上述發(fā)電方法中，當所述選擇開關選通的選擇端口為固定功率并聯端口時，所述方法還包括：

啟動各所述發(fā)電機組，各所述發(fā)電機組中的控制器分別獲取母排的電壓及各發(fā)電機組中發(fā)電機發(fā)出的電壓；

將各所述發(fā)電機組的電壓與所述母排的電壓進行匹配并輸出。

在本發(fā)明的較佳選擇中，在上述發(fā)電方法中，當所述選擇開關選通的選擇端口為多機并聯端口，且所述母排連接有負載時，所述方法還包括：

對多個所述發(fā)電機組進行優(yōu)先級排列；

優(yōu)先級最高的一臺發(fā)電機組中的控制器控制該發(fā)電機組中的發(fā)電機啟動，并將該發(fā)電機發(fā)出的電壓與所述母排的電壓進行匹配；

在匹配完成后，判斷該發(fā)電機產生的功率是否滿足所述負載所需功率；

在不滿足時，當前優(yōu)先級相鄰的下一優(yōu)先級的發(fā)電機組中的控制器控制該發(fā)電機組中的發(fā)電機啟動，并將該發(fā)電機發(fā)出的電壓與所述母排的電壓進行匹配，并在匹配完成后，判斷各發(fā)電機組中啟動后的發(fā)電機產生的功率之和是否滿足所述負載所需功率，直至各發(fā)電機組中啟動后發(fā)電機的產生的功率之和滿足負載所需功率。

本發(fā)明提供了一種發(fā)電系統(tǒng)及發(fā)電方法，所述發(fā)電系統(tǒng)通過設置電源、母排、多個選擇開關以及多個發(fā)電機組，所述發(fā)電機組包括控制器和發(fā)電機，各所述選擇開關包括一個輸入接口及多個輸出接口，各所述選擇開關的輸入接口分別與所述電源連接、多個輸出接口分別與所述控制器的多個選擇端口連接，所述選擇開關能夠選通所述控制器的不同選擇端口，使所述控制器控制所述發(fā)電機工作在不同的工作模式下，有效解決了現有的發(fā)電系統(tǒng)供電方式單一及實用性差的問題。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的部分實施例，因此不應被看作是對本發(fā)明保護范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種發(fā)電系統(tǒng)的結構框圖。

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種發(fā)電系統(tǒng)的連接框圖。

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種發(fā)電方法的流程示意圖。

圖4為本發(fā)明實施例提供的一種發(fā)電方法的另一流程示意圖。

圖5為本發(fā)明實施例提供的一種發(fā)電方法的另一流程示意圖。

圖標：100-發(fā)電系統(tǒng)；110-發(fā)電機組；112-控制器；114-發(fā)電機；116-空氣開關；118-發(fā)動機；120-電源；130-母排；140-選擇開關。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“設置”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

請結合圖1和圖2，本發(fā)明提供一種發(fā)電系統(tǒng)100，所述發(fā)電系統(tǒng)100包括電源120、母排130、多個選擇開關140以及多個發(fā)電機組110，所述發(fā)電機組110包括控制器112和發(fā)電機114。

各所述發(fā)電機組110中的發(fā)電機114分別與所述母排130連接，各所述選擇開關140包括一個輸入接口及多個輸出接口，各所述選擇開關140的輸入接口分別與所述電源120連接、多個輸出接口分別與所述控制器112的多個選擇端口連接，所述控制器112的控制端口與所述發(fā)電機114連接，所述控制器112的電源端口與所述電源120連接，所述選擇開關140能夠選通所述控制器112的不同選擇端口，使所述控制器112控制所述發(fā)電機114工作在不同的工作模式下。

其中，所述選擇端口包括但不限于下垂并聯端口、固定功率并聯端口和多機并聯端口，所述控制器112根據用戶選通的選擇端口控制所述發(fā)電機組110工作在該選擇端口相應的工作模式。例如，當選擇開關140選通所述下垂并聯端口時，所述控制器112控制所述發(fā)電機114工作在下垂并聯工作模式；當選擇開關140選通所述固定功功率并聯端口時，所述控制器112控制所述發(fā)電機114工作在固定功率并聯工作模式；當選擇開關140選通所述多機并聯端口時，所述控制器112控制所述發(fā)電機114工作在多機并聯工作模式。

通過上述設置使得所述發(fā)電機114系統(tǒng)可以應用于不同的應用場景，并在不同的應用場景下選用相應的工作模式，進而使所述發(fā)電系統(tǒng)100的實用性更強。

需要說明的是，所述母排130可以是但不限于導線或導電金屬，只要能使各所述發(fā)電機組110產生的電能匯集或進行傳輸即可，所述母排130可以與負載連接，還可以與外網連接，以使所述發(fā)電系統(tǒng)100對所述負載或外網進行供電。

可選的，所述發(fā)電機組110還包括發(fā)動機118，所述發(fā)動機118與所述控制器112和發(fā)電機114分別連接，所述控制器112的控制端口包括調速端口和調壓端口，所述發(fā)電機114包括調壓部件，所述發(fā)動機118包括調速部件，所述控制器112的調速端口與所述調壓部件連接，所述調壓端口與所述調壓部件連接，所述控制器112根據所述母排130需輸出的電能通過所述調速端口向所述調速部件發(fā)動速度調節(jié)指令以調節(jié)所述發(fā)動機118的轉速，以及通過所述調壓端口向所述調壓部件發(fā)出調壓指令以調節(jié)所述發(fā)電機114產生的電壓值大小。

通過上述設置使得所述控制器112可以將所述發(fā)電機組110中發(fā)電機114的電壓與所述母排130電壓相匹配、發(fā)動機118的轉速與母排130同期，進而使所述發(fā)電系統(tǒng)100正常工作。

可選的，所述發(fā)電機組110還包括空氣開關116，所述空氣開關116的控制端與所述控制器112連接、輸入端與發(fā)電機114連接、輸出端與所述母排130連接，所述控制器112根據所述發(fā)電機組110的工作模式及所述母排130需輸出的電能選通所述空氣開關116。

通過設置所述空氣開關116除能完成接觸和分斷電路外，還能對電路或電氣設備引發(fā)生的短路、嚴重過載及欠電壓等故障進行保護，以有效保障所述發(fā)電系統(tǒng)100的安全性。

當各所述選擇開關140選通多機并聯端口時，所述控制器112控制所述發(fā)電機114工作在多機并聯工作模式，其中，所述母排130上連接有負載，各所述發(fā)電機組110中的控制器112兩兩之間通信連接，且所述控制器112中存儲有各所述發(fā)電機組110的優(yōu)先級順序。所述控制器112可以根據所述負載的所需電能的大小控制所述發(fā)電機114的啟動或停止。

具體的，優(yōu)先級最高的一組發(fā)電機組110中的控制器112控制空氣開關116導通并控制該發(fā)電機組110中的發(fā)電機114啟動，將該發(fā)電機114發(fā)出的電壓與所述母排130的電壓進行匹配，在匹配完成后，判斷該發(fā)電機114產生的功率是否滿足所述負載所需功率；并在不滿足時，當前優(yōu)先級相鄰的下一優(yōu)先級的發(fā)電機組110中的控制器112控制該發(fā)電機組110中的發(fā)電機114啟動，并將該發(fā)電機114發(fā)出的電壓與所述母排130的電壓進行匹配，并在匹配完成后，判斷各發(fā)電機組110中啟動后的發(fā)電機114產生的功率之和是否滿足所述負載所需功率，直至各發(fā)電機組110中啟動后發(fā)電機114的產生的功率之和滿足負載所需功率。

需要說明的是，當負載減少時，在啟動的各發(fā)電機組110產生的功率與負載所需功率之差大于預設值時，在該啟動的各所述發(fā)電機組110中優(yōu)先級最低的發(fā)電機組110控制所述空氣開關116斷開并控制所述發(fā)電機組110停止運行，直至所述發(fā)電系統(tǒng)100產生的功率與所述負載所需功率相匹配。

可選的，所述發(fā)電機114上設置有多個調節(jié)旋鈕，所述調節(jié)旋鈕包括調節(jié)所述發(fā)電機114發(fā)出的電壓值大小的調壓旋鈕，以及調節(jié)所述發(fā)動機118轉動速度大小的調速旋鈕。

當各所述選擇開關140選通所述下垂并聯端口時，所述控制器112控制所述發(fā)電機114工作在下垂并聯工作模式。所述發(fā)電系統(tǒng)100在下垂并聯模式下，所述發(fā)電機組110中的控制器112獲取所述母排130的電壓信號，若電壓信號為零，表明該發(fā)電機組110運行穩(wěn)定，控制所述空氣開關116連通；若電壓信號不為零，則通過調速端口自動調整該發(fā)電機組110中發(fā)動機118的轉速和/或通過調壓端口自動調節(jié)該發(fā)電機組110中發(fā)電機114的電壓，直至與所述母排130中的電壓相匹配。并在匹配完成后，所述控制器112根據所述發(fā)電機114的下垂特性進行負載分配，若需調整發(fā)電機組110的輸出有功功率或無功功率，只要手動調整所述調壓旋鈕和/或調速旋鈕即可。

當所述母排130與外網連接，所述選擇開關140選通所述固定功率并聯端口時，所述控制器112控制所述發(fā)電機114工作在固定功率并聯工作模式啟動各所述發(fā)電機組110，各所述發(fā)電機組110中的控制器112分別獲取母排130的電壓及各發(fā)電機組110中發(fā)電機114發(fā)出的電壓，將各所述發(fā)電機組110的電壓與所述母排130的電壓進行匹配并輸出，以使所述發(fā)電系統(tǒng)100與所述外網并聯。

通過上述設置使得所述發(fā)電系統(tǒng)100在用戶選擇不同的選擇端口時，控制該發(fā)電系統(tǒng)100工作在相應的工作模式下，以使所述發(fā)電系統(tǒng)100能夠滿足不同的需求，進而使所述發(fā)電系統(tǒng)100的實用性更強。

請結合圖3，在上述基礎上，本發(fā)明還提供一種發(fā)電方法，所述發(fā)電方法基于上述的發(fā)電系統(tǒng)100實現，所述方法包括以下步驟：

步驟s110：開啟電源120。通過開啟所述電源120以對所述控制器112供電。

步驟s120：控制器112根據選擇開關140選通的選擇端口控制所述發(fā)電機組110工作在該選擇端口對應的工作模式。

其中，當所述多個選擇端口包括下垂并聯端口、固定功率并聯端口和多機并聯端口時，所述步驟s120包括：當選擇開關140選通所述下垂并聯端口時，所述控制器112控制所述發(fā)電機114工作在下垂并聯工作模式；當選擇開關140選通所述固定功功率并聯端口時，所述控制器112控制所述發(fā)電機114工作在固定功率并聯工作模式；當選擇開關140選通所述多機并聯端口時，所述控制器112控制所述發(fā)電機114工作在多機并聯工作模式。

當所述選擇開關140選通的選擇端口為下垂并聯端口，所述母排130連接有負載，所述控制器112中存儲有下垂并聯模式下的負載分配指令時，所述方法還包括：

步驟s130：啟動至少一組發(fā)電機組110，該至少一組發(fā)電機組110輸出的功率與所述負載所需功率相匹配，該至少一組發(fā)電機組110中的控制器112獲取所述母排130的電壓，并將該至少一組發(fā)電機組110中的發(fā)電機114發(fā)出的電壓與所述母排130的電壓進行匹配。

步驟s140：在匹配完成之后，斷開該至少一組發(fā)電機組110中的發(fā)動機118和發(fā)電機114與所述控制器112的連接；

步驟s150：根據所述發(fā)電機組110的預設輸出功率調節(jié)該至少一組發(fā)電機組110中的調壓旋鈕和調速旋鈕。

需要說明的是，通過調節(jié)所述發(fā)動機118的調壓旋鈕和/或發(fā)電機114的調速旋鈕即可調節(jié)所述發(fā)電機組110輸出的功率。

通常情況下，當所述發(fā)電機組110的輸出功率為所述發(fā)電機組110最大輸出功率的70％～80％的范圍內時，該發(fā)電機組110工作在最佳狀態(tài)，且使用壽命最長。因此，在本實施例中，所述預設輸出功率為所述發(fā)電機組110最大輸出功率的70％～80％范圍內。例如，當該至少一組發(fā)電機組110中包括3個發(fā)電機組110時，通過調節(jié)各發(fā)電機組110中發(fā)電機114的調壓旋鈕和/或發(fā)動機118的調速旋鈕，以使該3個發(fā)電機組110中至少存在2個發(fā)電機組110工作在最佳狀態(tài)，以有效延長該2個發(fā)電機組110的使用壽命。

請結合4，當所述母排130與外網連接，所述選擇開關140選通的選擇端口為固定功率并聯端口時，所述方法還包括：

步驟s160：啟動各所述發(fā)電機組110，各所述發(fā)電機組110中的控制器112分別獲取母排130的電壓及各發(fā)電機組110中發(fā)電機114發(fā)出的電壓。

步驟s170：將各所述發(fā)電機組110的電壓與所述母排130的電壓進行匹配并輸出。通過上述設置以使所述發(fā)動機118實現并網運行。

請結合圖5，當所述選擇開關140選通的選擇端口為多機并聯端口，且所述母排130連接有負載時，所述方法還包括：

步驟s180：對多個所述發(fā)電機組110進行優(yōu)先級排列。

步驟s190：優(yōu)先級最高的一臺發(fā)電機組110中的控制器112控制該發(fā)電機組110中的發(fā)電機114啟動，并將該發(fā)電機114發(fā)出的電壓與所述母排130的電壓進行匹配。

步驟s200：在匹配完成后，判斷該發(fā)電機114產生的功率是否滿足所述負載所需功率。

步驟s210：在不滿足時，當前優(yōu)先級相鄰的下一優(yōu)先級的發(fā)電機組110中的控制器112控制該發(fā)電機組110中的發(fā)電機114啟動，并將該發(fā)電機114發(fā)出的電壓與所述母排130的電壓進行匹配，并在匹配完成后，判斷各發(fā)電機組110中啟動后的發(fā)電機114產生的功率之和是否滿足所述負載所需功率，直至各發(fā)電機組110中啟動后發(fā)電機114產生的功率之和滿足負載所需功率。

綜上，本發(fā)明提供的一種發(fā)電系統(tǒng)100及發(fā)電方法，所述發(fā)電方法基于所述發(fā)電系統(tǒng)100實現，所述發(fā)電系統(tǒng)100通過設置電源120、母排130、多個選擇開關140以及多個發(fā)電機組110，所述發(fā)電機組110包括控制器112和發(fā)電機114，使得所述選擇開關140能夠選通所述控制器112的不同選擇端口，使所述控制器112控制所述發(fā)電機114工作在不同的工作模式下，有效解決了現有的發(fā)電系統(tǒng)100供電方式單一及實用性差的問題。通過設置空氣開關116以使所述發(fā)電系統(tǒng)100實現自動控制所述發(fā)電機組110的供電狀態(tài)。通過設置所述調節(jié)旋鈕及調壓旋鈕以實現手動調節(jié)輸出電壓。

需要說明的是，術語“包括”或者任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。