Система продувки водорода, компьютерный программный продукт и соответствующий способ Российский патент 2017 года по МПК H02J9/06 H02K9/14 H02K5/04 G06G7/635 

Область техники

[0001] Изобретение относится к динамоэлектрическим машинам. А именно аспекты настоящего изобретения относятся к охлаждаемым водородом динамоэлектрическим машинам.

Предпосылки создания изобретения

[0002] Многие динамоэлектрические машины, например электрогенераторы, охлаждают с использованием водорода. Водород является эффективным теплоносителем для отвода теплоты, вырабатываемой в упомянутых динамоэлектрических машинах. Однако насосы, подающие водород в динамоэлектрическую машину, могут испытывать потери электропитания. Прогнозирование и устранение последствий подобных потерь электропитания может представлять определенные сложности.

Краткое описание настоящего изобретения

[0003] Различные варианты осуществления настоящего изобретения включают системы, компьютерные программные продукты и соответствующие способы для управления продувкой охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения описана система, включающая по меньшей мере одно вычислительное устройство, сконфигурированное для выполнения следующего: получение указания на отказ в источнике питания переменного тока (alternating current, AC) в системе охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины; определение характеристик резервного электропитания резервного устройства хранения энергии в ответ на получение упомянутого указания на отказ в источнике питания переменного тока; и удлинение предпродувочного периода упомянутой охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины на основе упомянутых характеристик резервного электропитания резервного устройства хранения энергии.

[0004] Первый аспект настоящего изобретения включает систему, имеющую в своем составе по меньшей мере одно вычислительное устройство, сконфигурированное для выполнения следующего: получение указания на отказ в источнике питания переменного тока (AC) в системе охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины; определение характеристик резервного электропитания резервного устройства хранения энергии в ответ на получение упомянутого указания на отказ в источнике питания переменного тока; и удлинение предпродувочного периода упомянутой охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины на основе упомянутых характеристик резервного электропитания резервного устройства хранения энергии.

[0005] Второй аспект настоящего изобретения включает машинно-реализуемый способ, включающий: получение указания на отказ в источнике питания переменного тока (AC) в системе охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины; определение характеристик резервного электропитания резервного устройства хранения энергии в ответ на получение упомянутого указания на отказ в источнике питания переменного тока; и удлинение предпродувочного периода упомянутой охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины на основе упомянутых характеристик резервного электропитания упомянутого резервного устройства хранения энергии.

[0006] Третий аспект настоящего изобретения включает компьютерный программный продукт, хранимый на машиночитаемом носителе для хранения данных, который при исполнении по меньшей мере одним вычислительным устройством обеспечивает выполнение этим по меньшей мере одним вычислительным устройством следующего: получение указания на отказ в источнике питания переменного тока (AC) в системе охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины; определение характеристик резервного электропитания резервного устройства хранения энергии в ответ на получение упомянутого указания на отказ в источнике питания переменного тока; и удлинение предпродувочного периода упомянутой охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины на основе упомянутых характеристик резервного электропитания резервного устройства хранения энергии.

Краткое описание чертежей

[0007] Эти, а также другие отличительные особенности настоящего изобретения могут быть поняты более детально из дальнейшего подробного описания различных его аспектов, которое следует рассматривать в сочетании с приложенными чертежами, иллюстрирующими различные варианты осуществления изобретения, где:

[0008] Фиг.1 демонстрирует эскизное изображение системы в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения;

[0009] Фиг.2 демонстрирует блок-схему алгоритма, иллюстрирующую процедуры в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения;

[0010] Фиг.3 демонстрирует примеры видов контрольных точек для оценки уровня электропитания постоянного тока в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения; и

[0011] Фиг.4 демонстрирует окружение, включающее системы в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.

[0012] Нужно отметить, что чертежи настоящего изобретения выполнены не в масштабе. Они предназначены для иллюстрации только характерных аспектов настоящего изобретения, и следовательно, не должны рассматриваться как ограничивающие его рамки. На всех чертежах аналогичные элементы обозначены аналогичными обозначениями.

Подробное описание изобретения

[0013] Как уже отмечалось, предмет рассмотрения настоящего документа относится к динамоэлектрическим машинам. А именно аспекты настоящего описания относятся к системам управления, компьютерным программным продуктам и способам управления для охлаждаемых водородом динамоэлектрических машин. Различные варианты осуществления настоящего изобретения включают устройства контроля, которые осуществляют контроль резервного устройства хранения энергии динамоэлектрической машины.

[0014] В соответствии с предшествующим описанием многие динамоэлектрические машины, например электрогенераторы, охлаждают с использованием водорода. Водород является эффективным теплоносителем для отвода теплоты, вырабатываемой в упомянутых динамоэлектрических машинах. Однако водород, используемый для охлаждения динамоэлектрических машин, традиционно подают при помощи водородной установки, которая в большинстве случаев работает на переменном токе. При потере электропитания переменного тока подача достаточного количества водорода (и под достаточным давлением) может становиться проблематичной.

[0015] Как правило, при потере электропитания переменного тока насосы водородной установки переменного тока отключаются, при этом традиционные системы управления вводят в действие резервное электропитание от источников постоянного тока. В таком случае говорят, что динамоэлектрическая машина работает в условиях «режима отказа». В этот момент включают насосы постоянного тока (например, насосы смазочного масла (DC lube oil pump, DCLOP) и масляные насосы аварийного уплотнения постоянного тока (DC emergency seal oil pump, DCSOP) соответственно)), которые работают в соответствии с заданным фиксированным расписанием. Продувка динамоэлектрической машины, выполняемая в соответствии с традиционными подходами, может нецелесообразно расходовать ценный водород и CO₂, а также временные ресурсы, поскольку динамоэлектрическую машину нельзя перезапускать до полного завершения процедуры продувки/повторной заправки. Различные варианты осуществления настоящего изобретения позволяют исключить неэкономичные режимы работы, связанные с подобными традиционными подходами.

[0016] В отличие от традиционных подходов различные варианты осуществления настоящего изобретения включают системы, компьютерные программные продукты и соответствующие способы, которые позволяют отложить продувку водорода из охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины во время сценария режима отказа. Т.е. различные варианты осуществления настоящего изобретения включают подходы, в которых осуществляют контроль по меньшей мере одного из следующего: напряжения постоянного тока на аккумуляторе, тока или температуры в аккумуляторном отсеке для определения количества энергии, оставшегося в аккумуляторе постоянного тока. На основе определенного количества энергии, оставшейся в аккумуляторе постоянного тока, с помощью подходов в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения может обеспечиваться удлинение предпродувочного периода (работа насоса DCLOP в течение интервала времени, превышающего традиционное фиксированное 20-минутное значение) для задержки и потенциального исключения выполнения цикла продувки диоксида углерода CO₂. В дополнение эти подходы могут включать отображение времени, оставшегося до запуска цикла продувки CO₂, например, на панели управления или на дисплее традиционной системы управления.

[0017] Различные варианты осуществления настоящего изобретения включают систему, которая включает по меньшей мере одно вычислительное устройство, при этом упомянутое по меньшей мере одно вычислительное устройство сконфигурировано: для получения указания на отказ в источнике питания переменного тока (AC) в системе охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины; для определения характеристик резервного электропитания (например, профиль нагрузки, такой как количество сохраненной энергии, скорость разряда, крутизна кривой напряжения) резервного устройства хранения энергии в ответ на получение упомянутого указания на отказ в источнике питания переменного тока; и для удлинения предпродувочного периода упомянутой охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины на основе упомянутых характеристик резервного электропитания резервного устройства хранения энергии. В соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения описаны также соответствующие компьютерные программные продукты и способы. Дополнительные варианты осуществления настоящего изобретения включают аппаратные компоненты, сконфигурированные для контроля упомянутых характеристик резервного электропитания упомянутого резервного устройства хранения энергии.

[0018] Обратимся к фиг.1, где показано эскизное изображение системы 2 в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения. Система 2 проиллюстрирована с включением различных компонентов, которые могут быть соединены множеством различных способов. В некоторых случаях соединения для передачи данных (например, проводные соединения для передачи данных, беспроводные соединения для передачи данных или другие электрические соединения) показаны с помощью штриховых линий. При этом поток (например, текучей среды) обозначен сплошными линиями со стрелками. Механические связи проиллюстрированы с помощью жирных линий. В соответствии с иллюстрацией система 2 может включать охлаждаемую водородом динамоэлектрическую машину (H₂ Dynamo) 4, функционально связанную (например, валом 5) с турбиной 6. Как уже отмечалось в настоящем документе, в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения динамоэлектрическая машина H₂ Dynamo 4 соединена с системой 10 насос-мотор, которая может подавать текучие среды (например, водород, смазочное масло, уплотнительное масло, оксид углерода) в динамоэлектрическую машину 4 H₂ Dynamo для выполнения различных функций. Система 10 насос-мотор имеет связанный с ней источник электропитания, при этом насосы переменного тока в системе 10 насос-мотор электрически связаны с устройством 14 хранения энергии (например, таким источником электропитания постоянного тока как аккумулятор постоянного тока). Устройство 14 хранения энергии в некоторых случаях может включать устройство хранения энергии постоянного тока, однако устройство 14 хранения энергии может принимать любую форму, позволяющую накапливать энергию для использования системой 10 насос-мотор. Например, в некоторых случаях устройство 14 хранения энергии может включать маховик, топливную батарею или любой другой вид накопителя энергии.

[0019] Насосы постоянного тока в системе 10 насос-мотор могут включать насос смазочного масла постоянного тока (DCLOP) и насос уплотнительного масла постоянного тока (DCSOP). Система 2 может включать также блок 26 продувки, который может быть сконфигурирован для продувки динамоэлектрической машины 4 H₂ Dynamo от водорода в случаях, когда динамоэлектрическая машина 4 H₂ Dynamo должна быть остановлена. Удаление водорода из динамоэлектрической машины 4 H₂ Dynamo часто выполняют в качестве меры безопасности, т.к. наличие водорода в системе создает определенный риск возгорания. Система может также включать водородную установку (установку H₂) 15 для подачи водорода в динамоэлектрическую машину 4 H₂ Dynamo.

[0020] В соответствии с иллюстрацией система 2 может дополнительно включать систему 20 контроля, которая может быть сконфигурирована для контроля по меньшей мере одного из следующего: динамоэлектрической машины 4 H₂ Dynamo, турбины 6 или устройства 14 хранения энергии. Система 20 контроля может включать систему 21 удаленного контроля и/или систему 23 местного контроля, при этом система 21 удаленного контроля размещена в другом физическом местоположении (например, на расстоянии нескольких миль) от динамоэлектрической машины 4 H₂ Dynamo. Система может включать систему 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo, которая может включать систему логического управления и являться частью по меньшей мере одного вычислительного устройства (описанного далее в настоящем документе на примере фиг.4). Система 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo может быть функционально связана с устройством (или устройствами) 25 контроля, а также другими компонентами, проиллюстрированными и описанными в настоящем документе, при помощи традиционного протокола 27 связи или иных традиционных проводных и/или беспроводных средств.

[0021] В соответствии с иллюстрацией система 2 может также включать по меньшей мере одно устройство 25 контроля, которое может иметь в своем составе аппаратное обеспечение для контроля по меньшей мере одного из следующего: количества электроэнергии, имеющейся в устройстве 14 хранения энергии; количества электроэнергии, доступной от источника 12 переменного тока; исправности устройства 14 хранения энергии; например, профиля напряжения в силовой цепи устройства 14 хранения энергии, скорости разряда (например, измерение тока) устройства 14 хранения энергии, профиля нагрузки устройства 14 хранения энергии; исправности системы 10 насос-мотор и т.п. Устройство (или устройства) 25 контроля может включать, например, устройство контроля напряжения силовой цепи или устройство контроля тока. Устройства 25 контроля могут иметь физическое соединение по меньшей мере с одним из следующего: устройством 14 хранения энергии, источником 12 переменного тока или системой 10 насос-мотор, например, при помощи проводного электрического соединения. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения устройство контроля функционально связано с системой 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo (и компьютерными системами, описанными относительно фиг.4). В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения устройство 25 контроля электрически связано с устройством 14 хранения энергии, например, при помощи проводного соединения. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения устройство (или устройства) 25 контроля может включать устройство контроля напряжения силовой цени для определения характеристики резервного электропитания устройства 14 хранения энергии.

[0022] В некоторых конкретных вариантах система 20 контроля сконфигурирована для контроля устройства 14 хранения энергии с целью определения количества оставшейся энергии, доступной для системы насос-мотор (например, насосов постоянного тока) 10, а также исправности устройства 14 хранения энергии. Система 20 контроля (а также некоторые другие компоненты на фиг.1) связаны с системой 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo, которая может контролировать работу этих одного или более компонентов (например, независимо или при помощи системы 20 контроля). Система 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo может включать или иметь в качестве неотъемлемой части интерфейс человек-машина (human-machine interface, HMI)/дисплей 24, который может включать традиционный интерфейс, к примеру графический интерфейс пользователя (a graphical user interface, GUI), позволяющий оператору (например, оператору-человеку) взаимодействовать с системой 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo. Система 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo может быть сконфигурирована для выполнения множества различных функций в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения. Эти функции могут быть поняты более детально на примере блок-схемы алгоритма на фиг.2.

[0023] Обратимся к фиг.2, где показана блок-схема алгоритма, иллюстрирующая способ в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения. Способ может включать различные процедуры, которые могут выполняться в проиллюстрированном или в любом другом порядке. На некоторые из этих процедур осуществляются ссылки при описании блок-схемы системы фиг.1 и окружения фиг.4.

[0024] В соответствии с иллюстрацией фиг.2 различные подходы в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения могут включать следующие процедуры:

[0025] Процедура P1: Получение указания на отказ в источнике 12 питания переменного тока (AC) в системе охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины (H₂ Dynamo 4) (например, системе электрического генератора). Это может включать получение сигнала (в системе 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo) от источника 12 постоянного тока, указывающего на то, что источник 12 переменного тока неисправен. Это может включать также получение от одного или более устройства 25 контроля сигнала о том, что система насос-мотор 10 (включая например, насосы переменного тока) имеет неисправность (например, в результате потери электропитания). В других вариантах осуществления настоящего изобретения система 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo может контролировать (периодически или непрерывно) работу источника 12 постоянного тока и/или системы 10 насос-мотор для диагностирования неисправности в одном из этих компонентах или в них обоих. В любом случае после получения указания на отказ в источнике 12 переменного тока способ может переходить к процедуре P2.

[0026] Процедура P2: Определение характеристик резервного электропитания резервного устройства хранения энергии (устройства 14 хранения энергии). В некоторых случаях определение характеристик резервного электропитания в устройстве 14 хранения энергии выполняется системой 20 контроля при помощи одного или более устройств 25 контроля. В некоторых конкретных примерах это может включать использование одного или более устройств 25 контроля для определения таких характеристик резервного электропитания устройства 14 хранения энергии, как по меньшей мере одно из следующего: уровень напряжения аккумулятора (например, уровень напряжения постоянного тока), крутизна кривой напряжения аккумулятора (например, крутизна кривой напряжения постоянного тока), скорость разряда аккумулятора и т.п. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения система 20 контроля (и устройство (или устройства) 25 контроля) получают данные о состоянии устройства хранения энергии, например, контролируя устройств 14 хранения энергии в течение определенного периода времени после пропадания электропитания от источника 12 переменного тока.

[0027] Фиг.3 эскизно иллюстрирует примеры различных видов «контрольных точек», используемых системой 20 контроля для определения характеристик резервного электропитания устройства 14 хранения энергии после потери электропитания от источника 12 переменного тока. Контрольные точки представляют собой примеры временных интервалов опроса (вместе с соответствующими параметрами оценки) для устройства 14 хранения энергии. Следует понимать, что эти контрольные точки являются исключительно иллюстративными и не должны каким-либо ограничивать рамки ни одного из вариантов осуществления настоящего изобретения. Примеры контрольных точек включают:

[0028] Контрольная точка 1: Через X (например, 20) секунд после потери электропитания от источника 12 переменного тока измеряют устройство 14 хранения энергии в соответствии со следующими критериями:

[0029] «Хорошо» > A Вольт;

[0029] A Вольт > «Нормально» B Вольт; и

[0031] «Плохо» < C Вольт.

[0032] Контрольная точка 2: Через Y минут (например, 3 мин) после потери электропитания от источника 12 переменного тока измеряют устройство 14 хранения энергии в соответствии со следующими критериями:

[0033] «Хорошо» > D Вольт/час (В/ч);

[0034] D В/ч > «Нормально» E В/ч; и

[0035] «Плохо» < F В/ч.

[0036] Контрольная точка 3: Через Z (например, 30) минут после потери электропитания от источника 12 переменного тока измеряют устройство 14 хранения энергии в соответствии со следующими критериями:

[0037] «Хорошо» > G Вольт;

[0038] G Вольт > «Нормально» > H Вольт; и

[0039] «Плохо» < I Вольт.

[0040] Контрольная точка 4: Через T (например, 33) минут после потери электропитания от источника 12 переменного тока измеряют устройство 14 хранения энергии в соответствии со следующими критериями:

[0041] «Хорошо» > J Вольт/час (В/ч);

[0042] J В/ч > «Нормально» К В/ч; и

[0043] «Плохо» < К В/ч.

[0044] Обратимся снова к фиг.2, со ссылками на фиг.1, подразумевается, что процедура P2 может включать определение нагрузки на динамоэлектрическую машину 4 H₂ Dynamo, например, при помощи измерения одного или более параметров, включающих выходную электрическую мощность, частоту вращения вала и т.п.

[0045] Возвращаясь к блок-схеме алгоритма, процедура P3 может включать: удлинение предпродувочного периода (например, времени DCLOP 16) охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины (H₂ Dynamo 4) на основе упомянутой характеристики резервного электропитания устройства 14 хранения энергии. То есть система 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo может сравнивать упомянутую характеристику резервного электропитания устройства 14 хранения энергии (например, уровень напряжения постоянного тока), крутизну кривой напряжения аккумулятора (например, крутизну кривой напряжения постоянного тока), скорость разряда аккумулятора и т.п.) с заранее заданным стандартом/шкалой и удлинять временной интервал, в течение которого система 10 насос-мотор подает смазочное масло в динамоэлектрическую машину 4 H₂ Dynamo с целью удлинения предпродувочного периода. В соответствии с описанием относительно процедуры P2 и фиг.2 система 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo может определять состояние устройства 14 хранения энергии (при помощи одной или более характеристик резервного электропитания) и оценивать количество энергии, доступное для работы системы 10 насос-мотор (включая, например, насосы постоянного тока), а именно насос смазочного масла постоянного тока. В некоторых случаях система 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo при удлинении предпродувочного периода может учитывать упомянутую определенную нагрузку на динамоэлектрическую машину 4 H₂ Dynamo. То есть если нагрузка на динамоэлектрическую машину 4 H₂ Dynamo является относительно низкой, то система 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo может определять, что устройство 14 хранения энергии продержится относительно дольше (по времени), чем когда нагрузка на динамоэлектрическую машину 4 H₂ Dynamo является относительно высокой. В таких случаях система 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo может с достаточным основанием увеличивать предпродувочный период на большее время, чем в случаях с более высокой нагрузкой на динамоэлектрическую машину 4 H₂ Dynamo.

[0046] В соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения за процедурой P3 может следователь процедура P4, включающая обеспечение отображения (например, при помощи HMI 34) с указанием количества сохраненной энергии (например, энергии постоянного тока), оставшейся в резервном устройстве хранения энергии (устройстве 14 хранения энергии). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения это может включать обеспечение отображения времени, например, в таких единицах, как часы, минуты и секунды, которые представляют собой оценку оставшегося времени до того, как устройство 14 хранения энергии будет практически разряжено. Эта процедура может включать также отображение оценки расчетного времени до необходимой продувки (см. процедуру P5), которое может отличаться от времени, оставшегося до практически полного разряда устройства 14 хранения энергии.

[0047] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения вслед за процедурой P4 выполняется процедура P5, которая может включать: передачу в блок 26 продувки динамоэлектрической машины 4 H₂ Dynamo инструкций на удаление водорода. Это может включать подачу диоксида углерода под давлением в динамоэлектрическую машину 4 H₂ Dynamo для удаления водорода из системы. Эта процедура может включать также передачу инструкций, запрещающих водородной установке 15 H₂ подачу дополнительного водорода в динамоэлектрическую машину 4 H₂ Dynamo. Эта процедура выполняется только при определенных условиях (обозначено штриховым прямоугольником), например, если устройство 14 хранения энергии разряжено полностью или практически полностью. То есть различные варианты осуществления настоящего изобретения направлены на удлинение предпродувочного периода, так что устраняется необходимость продувки динамоэлектрической машины 4 H₂ Dynamo, что позволяет сэкономить время и исключить издержки на выполнение процедуры P5. Однако следует понимать, что устройство 14 хранения энергии может разрядиться раньше, чем восстановится источник 12 постоянного тока, при этом может выполняться продувка динамоэлектрической машины 4 H₂ Dynamo.

[0048] Предполагается, что описанные в настоящем документе процедуры позволяют обеспечить различные преимущества по сравнению с традиционными механизмами управления охлаждаемыми водородом динамоэлектрическими машинами. К примеру, HMI 24 может обеспечивать оператору (например, оператору-человеку) отображение, в реальном времени, времени оставшегося до продувки. HMI 24 может также предоставлять данные истории (например, предыдущие продувки, расчетные временные рамки и т.п.) о динамоэлектрической машине 4 H₂ Dynamo. Наличие отображения в HMI 24 (при помощи системы 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo) расчетного времени, остающегося до продувки, дает ряд преимуществ, например:

[0049] 1) оператор (или операторы) имеет больше времени, чтобы осуществить корректирующие воздействия и восстановить электропитание от источника 12 переменного тока, вернув динамоэлектрическую машину 4 H₂ Dynamo в готовое к пуску состояние, что позволяет исключить продувку. Предотвращение продувки позволяет избежать экономических затрат на водород и диоксид углерода, повысить надежность и коэффициент готовности динамоэлектрической машины 4 H₂ Dynamo, а также переместить динамоэлектрическую машину 4 H₂ Dynamo ближе к началу списка приоритетов;

[0050] 2) обслуживающий технический персонал и разработчики могут получать более полное представление об исправности устройства 14 хранения энергии (и связанных с ним аккумуляторов) и создавать более привязанные к реальным данным графики технического обслуживания или графики замены аккумуляторов. Эти данные позволяют исключить времязатратные и дорогие испытания аккумуляторов с глубокой разрядкой.

[0051] Фиг.4 иллюстрирует пример окружения 101 для выполнения процедур системы управления, описанных в настоящем документе на примере различных вариантов осуществления изобретения. С этой целью окружение 101 включает компьютерную систему 102, способную выполнять одну или более процедур, описанных в настоящем документе, с целью управления работой охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины 4 (H₂ Dynamo). А именно компьютерная система 102 показана как включающая систему 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo, что позволяет компьютерной системе 102 управлять работой охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины при помощи выполнения любых из описанных в настоящем документе процедур, или всех этих процедур, а также реализации любых из описанных в настоящем документе вариантов осуществления изобретения, или всех этих вариантов.

[0052] Компьютерная система 102 проиллюстрирована как включающая вычислительное устройство 104 (например, процессорный компонент, имеющий один или более процессоров), компонент 106 памяти (например, иерархия запоминающих устройств), компонент 108 ввода/вывода (I/O) (например, один или более интерфейсов и/или устройств 120 ввода/вывода), канал 110 связи и внешняя система 122 хранения. В общем случае процессорный компонент 104 исполняет программный код, например код системы 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo, который по меньшей мере частично установлен в компоненте 106 памяти. Во время исполнения программного кода процессорный компонент 104 способен обрабатывать данные, что может иметь результатом чтение и/или запись преобразованных данных в компонент 106 памяти и/или компонент 108 ввода/вывода для дальнейшей обработки. Канал 110 связи обеспечивает линию связи между всеми компонентами в компьютерной системе 102. Компонент 108 ввода/вывода может включать одно или более устройств интерфейса взаимодействия с человеком или запоминающих устройств, которые обеспечивают пользователю 113 возможность взаимодействия с компьютерной системой 120, и/или одно или более устройств связи, обеспечивающих пользователю 112 системы возможность связи с компьютерной системой 102 с использованием линии связи любого типа. С этой целью система 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo может управлять набором интерфейсов (например, графический интерфейс (или интерфейсы) пользователя, программный интерфейс приложений и т.п.), которые обеспечивают оператору и/или пользователям 113 системы возможность взаимодействия с системой 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo. Также система 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo может управлять (например, хранить, получать, создавать, манипулировать, организовывать, представлять и т.п.) данными, например данными 160 резервного электропитания с использованием любых технических решений. Система 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo может при этом осуществлять связь с динамоэлектрической машиной 4 H₂ Dynamo, например, при помощи беспроводных и/или проводных средств.

[0053] В любом случае компьютерная система 102 может включать одно или более компьютерных изделий общего назначения (например, вычислительных устройств), способных исполнять установленный на них программный код, например код системы 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo. В настоящем документе выражение «программный код» понимается как любой набор инструкций на любом языке, любом коде или нотации, которые обеспечивают выполнение вычислительным устройством с функциями обработки информации определенной функции либо непосредственно, либо после любой комбинации из следующего: (a) преобразования в другой язык, код или нотацию; (b) воспроизведения в другой материальной форме; и/или распаковки данных. В этом отношении система 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo может быть выполнена в виде любой комбинации системного программного обеспечения и/или прикладного программного обеспечения.

[0054] При этом система 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo может быть реализована с использованием набора модулей 132. В данном случае модуль 132 может обеспечивать возможность выполнения компьютерной системой 102 набора задач, используемых системой 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo, при этом он может проектироваться и/или реализовываться отдельно от других частей системы 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo. В настоящем документе под термином «компонент» понимается любая конфигурация аппаратного обеспечения, с программным обеспечением или без него, которая реализует описанную в связи с ним функциональность при помощи любого технического решения, тогда как под термином «модуль» понимается программный код, обеспечивающий компьютерной системе 102 возможность реализовывать описанную в связи с ней функциональность при помощи любого технического решения. Если модуль установлен в компоненте 106 памяти компьютерной системы 102, включающей процессорный компонент 104, то модуль представляет собой наиболее значительную часть компонента, реализующую упомянутую функциональность. Тем не менее, нужно понимать, что два или более компонентов, модулей и/или систем могут разделять некоторое, или все, их соответствующее аппаратное и/или программное обеспечение. Также следует понимать, что часть описанной в настоящем документе функциональности может не быть реализована, а также, что в качестве составной части компьютерной системы 102 может быть включена дополнительная функциональность.

[0055] Если компьютерная система 102 включает несколько вычислительных устройств, то каждое из этих вычислительных устройств может иметь установленную на нем только часть системы 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo (например, один или более модулей 132). Следует, однако, понимать, что компьютерная система 102 и система 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo представляют собой лишь примеры возможных эквивалентных компьютерных систем, способных выполнять описанную в настоящем документе процедуру. В этом отношении в других вариантах осуществления настоящего изобретения функциональность, обеспечиваемая компьютерной системой 100 и системой 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo, может по меньшей мере частично реализовываться при помощи одного или более вычислительных устройств, которые включают любую комбинацию аппаратного обеспечения общего и/или специального назначения с программным кодом или без него. В каждом из вариантов осуществления настоящего изобретения аппаратное обеспечение и программный код, если они входят в его состав, могут создаваться с использованием стандартных методов разработки аппаратного обеспечения и программирования соответственно.

[0056] В любом случае, если компьютерная система 102 включает несколько вычислительных устройств, эти вычислительные устройства могут осуществлять связь по линии связи любого типа. При этом во время выполнения описанной в настоящем документе процедуры компьютерная система 102 может осуществлять связь с одной или более другими компьютерными системами с использованием линии связи любого типа. В любом случае упомянутая линия связи может включать любую комбинацию проводных и/или беспроводных линий связи любого типа; включать любую комбинацию сетей одного или более типов; и/или использовать любую комбинацию технологий и протоколов передачи различных типов.

[0057] Компьютерная система 102 может получать или предоставлять данные, например данные 160 резервного электропитания с использованием любого технического решения. Компьютерная система 102 может формировать данные 160 резервного электропитания, извлекать их из одного или более хранилищ данных, принимать данные 160 резервного электропитания от другой системы, например, от динамоэлектрической машины 4 H₂ Dynamo и/или системы 20 контроля, передавать данные 160 резервного электропитания в другую систему и т.п.

[0058] Несмотря на иллюстрацию и описание в данном документе способа и системы управления динамоэлектрической машиной 4 H₂ Dynamo, например на основе доступного количества электроэнергии постоянного тока, нужно понимать, что аспекты настоящего изобретения обеспечивают также различные альтернативные варианты его осуществления. К примеру, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения обеспечена компьютерная программа по меньшей мере на одном машиночитаемом носителе, которая при ее исполнении обеспечивает компьютерной системе возможность управления динамоэлектрической машиной 4 H₂ Dynamo. С этой целью упомянутый машиночитаемый носитель включает программный код, например код системы 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo, реализующий часть описанной в настоящем документе процедуры, или всю эту процедуру полностью. Следует понимать, что выражение «машиночитаемый носитель» включает одно или более материальных средств хранения данных любого типа, известных на данный момент или разработанных в будущем, с которых копия упомянутого программного кода может быть получена, воспроизведена или иным образом передана вычислительным устройством. Например, машиночитаемый носитель может включать: одно или более портативных изделий для хранения данных; один или более запоминающих/служащих для хранения данных компонентов вычислительного устройства; бумагу и т.п.

[0059] В другом варианте осуществления настоящего изобретения обеспечен способ передачи копии программного кода, например кода системы 22 управления динамоэлектрической машиной H₂ Dynamo (фиг.1 и 4), реализующего часть описанной в настоящем документе процедуры или всю эту процедуры полностью. В данном случае компьютерная система может обрабатывать копию программного кода, реализующего часть описанной в настоящем документе процедуры или всю эту процедуру полностью, с целью формирования и передачи для приема во втором, отличающемся местоположении, множества сигналов данных, одну или более характеристик которых задают и/или изменяют таким образом, чтобы кодировать копию упомянутого кода в упомянутом множестве сигналов данных. Аналогично в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения обеспечен способ приема копии программного кода, реализующего описанную в настоящем документе процедуру или ее часть, который включает прием компьютерной системой описанного выше множества сигналов данных и трансляцию этого множества сигналов данных в копию компьютерного программного кода, установленную по меньшей мере на одном машиночитаемом носителе. В любом случае упомянутое множество сигналов данных может передаваться/приниматься с использованием линии связи любого типа.

[0060] В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения обеспечен способ формирования системы управления динамоэлектрической машиной 4 H₂ Dynamo (например, в ответ на ожидаемую длительность отсутствия солнца). В данном случае компьютерная система, например компьютерная система 102 (фиг.4), может быть получена (например, создана, поддерживается, сделана доступной), а также один или более компонентов для выполнения описанной в настоящем документе процедуры могут быть получены (например, созданы, приобретены, применены, модифицированы и т.п.) и введены в состав компьютерной системы. В этом отношении упомянутый ввод в состав компьютерной системы может включать одно или более из следующего: (1) установка программного кода на вычислительное устройство с машиночитаемого носителя; (2) добавление одного или более вычислительных устройств и/или устройств ввода/вывода в компьютерную систему; и (3) объединение и/или модификацию компьютерной системы для обеспечения возможности выполнения ей описанной в настоящем документе процедуры.

[0061] В любом случае следует понимать, что в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения, описанными в настоящем документе, техническим результатом настоящего изобретения является управление работой охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины.

[0062] Использованная в настоящем документе терминология имеет целью только описание конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения и не предназначена для его ограничения. В настоящем документе выражения «один», «один из» и «упомянутый» в единственном числе предусматривают также включение множественного числа, если из контекста явно не следует обратное. Также следует понимать, что выражения «включает» и/или «включающий» в настоящем описании определяют присутствие перечисленных отличительных особенностей, систем, процедур, операций, элементов и/или компонентов, однако не исключают присутствия или добавления одного или более других отличительных особенностей, систем, процедур, операций, элементов, компонентов и/или их групп. Также следует понимать, что термины «спереди» или «сзади» не имеют целью быть ограничивающими и могут в соответствующих случаях быть взаимозаменяемыми.

[0063] В данном описании для описания настоящего изобретения использованы конкретные примеры, включая вариант его осуществления, рассматриваемый как наилучший, с целью раскрытия настоящего изобретения, а также чтобы обеспечить возможность любому специалисту в данной области техники применять настоящее изобретение на практике, включая создание и использование любых устройств или систем, а также выполнение любых входящих в их состав способов. Рамки настоящего изобретения заданы приложенной формулой изобретения и могут включать другие примеры, найденные специалистами в настоящей области техники. Все подобные примеры считаются попадающими в рамки пунктов формулы изобретения, если они имеют структурные элементы, не отличающиеся от буквальных формулировок пунктов формулы изобретения, или если они включают эквивалентные структурные элементы с незначительными отличиями от буквальных формулировок пунктов формулы изобретения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах, компьютерных программных продуктах для управления продувкой охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины. Технический результат состоит в повышении надежности путем исключения потерь питания электронасосов. Система включает по меньшей мере одно вычислительное устройство, предназначенное для выполнения следующего: получение указания на отказ в источнике питания переменного тока (AC) в системе охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины; определение характеристик резервного электропитания резервного устройства хранения энергии в ответ на получение указания на отказ в источнике питания переменного тока; и удлинение предпродувочного периода упомянутой охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины на основе характеристик резервного электропитания резервного устройства хранения энергии. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Система управления продувкой охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины от водорода, включающая:

по меньшей мере одно вычислительное устройство, сконфигурированное для выполнения следующего:

получение указания на отказ в источнике питания переменного тока (АС) в системе охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины;

определение характеристик резервного электропитания резервного устройства хранения энергии в ответ на получение упомянутого указания на отказ в источнике питания переменного тока; и

удлинение предпродувочного периода для упомянутой охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины на основе упомянутых характеристик резервного электропитания резервного устройства хранения энергии.

2. Система по п. 1, в которой упомянутое по меньшей мере одно вычислительное устройство сконфигурировано также для обеспечения отображения, указывающего упомянутую характеристику резервного электропитания резервного устройства хранения энергии.

3. Система по п. 2, в которой упомянутая характеристика резервного электропитания включает количество резервной электроэнергии, при этом упомянутое отображение указывает упомянутое количество резервной электроэнергии, оставшейся в упомянутом резервном устройстве хранения энергии, в единицах времени.

4. Система по п. 1, в которой упомянутое определение характеристики резервного электропитания резервного устройства хранения энергии включает определение уровня напряжения аккумулятора и/или крутизны кривой напряжения аккумулятора упомянутого резервного устройства хранения энергии.

5. Система по п. 1, в которой упомянутое по меньшей мере одно вычислительное устройство сконфигурировано также для определения нагрузки на упомянутую систему охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины.

6. Система по п. 5, в которой упомянутое удлинение предпродувочного периода основано также на упомянутой определенной нагрузке на упомянутую систему охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины.

7. Система по п. 1, в которой упомянутое по меньшей мере одно вычислительное устройство сконфигурировано также для передачи в блок продувки инструкций на продувку упомянутой системы охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины от водорода, когда упомянутая характеристика резервного электропитания указывает на то, что количество резервной электроэнергии, оставшейся в упомянутом резервном устройстве хранения энергии, находится ниже порога.

8. Система по п. 1, включающая также систему контроля, функционально связанную с упомянутым по меньшей мере одним вычислительным устройством и упомянутым резервным устройством хранения энергии, при этом упомянутая система контроля служит для получения данных о состоянии упомянутого резервного устройства хранения энергии.

9. Система по п. 1, в которой упомянутая характеристика резервного электропитания включает состояние хранения энергии и/или скорость разряда упомянутого резервного устройства хранения энергии.

10. Система по п. 1, в которой упомянутое резервное устройство хранения энергии представляет собой устройство хранения энергии постоянного тока (DC).

11. Система по п. 1, также включающая:

устройство контроля, функционально связанное с упомянутой по меньшей мере одной вычислительной системой, при этом упомянутое устройство контроля электрически связано с упомянутым резервным устройством хранения энергии,

причем упомянутое устройство контроля включает устройство контроля силовой цепи для определения упомянутой характеристики резервного электропитания резервного устройства хранения энергии.

12. Способ управления продувкой охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины от водорода, включающий:

получение указания на отказ в источнике питания переменного тока (АС) в системе охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины;

определение характеристик резервного электропитания резервного устройства хранения энергии в ответ на получение упомянутого указания на отказ в источнике питания переменного тока; и

удлинение предпродувочного периода упомянутой охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины на основе упомянутых характеристик резервного электропитания резервного устройства хранения энергии.

13. Способ по п. 12, включающий также отображение указания упомянутой характеристики резервного электропитания резервного устройства хранения энергии.

14. Способ по п. 13, в котором упомянутая характеристика резервного электропитания включает количество резервной электроэнергии, и при этом упомянутое отображение указывает упомянутое количество резервной электроэнергии, оставшееся в упомянутом резервном устройстве хранения энергии, в единицах времени.

15. Способ по п. 12, в котором упомянутое определение характеристики резервного электропитания резервного устройства хранения энергии включает определение уровня напряжения аккумулятора и/или крутизны кривой напряжения аккумулятора упомянутого резервного устройства хранения энергии.

16. Способ по п. 12, включающий также определение нагрузки на упомянутую систему охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины.

17. Способ по п. 16, в котором упомянутое удлинение предпродувочного периода основано также на упомянутой определенной нагрузке на упомянутую систему охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины.

18. Способ по п. 12, включающий также передачу в блок продувки инструкций на продувку упомянутой системы охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины от водорода, когда упомянутая характеристика резервного электропитания указывает на то, что количество резервной электроэнергии, оставшееся в упомянутом резервном устройстве хранения энергии, находится ниже порога.

19. Машиночитаемый носитель, содержащий компьютерный программный продукт, включающий программный код, который при исполнении по меньшей мере одним вычислительным устройством обеспечивает выполнение этим по меньшей мере одним вычислительным устройством:

получения указания на отказ в источнике питания переменного тока (АС) в системе охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины;

определения характеристики резервного электропитания резервного устройства хранения энергии в ответ на получение упомянутого указания на отказ в упомянутом источнике питания переменного тока; и

удлинения предпродувочного периода упомянутой охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины на основе упомянутых характеристик резервного электропитания упомянутого резервного устройства хранения энергии.

20. Машиночитаемый носитель по п. 19, отличающийся тем, что программный код при исполнении обеспечивает также передачу упомянутым по меньшей мере одним вычислительным устройством в блок продувки инструкций на продувку упомянутой системы охлаждаемой водородом динамоэлектрической машины от водорода, когда упомянутая характеристика резервного электропитания указывает на то, что количество резервной электроэнергии, оставшееся в упомянутом резервном устройстве хранения энергии, находится ниже порога.