有技术已知的转速传感器9，通过该转速传感器可以测量发动机轴8或者转子7的转速n，并且可以通过相应的信号线10输送到控制装置11。此外，这里在发动机轴8和转子7的转子轴V上布置转矩传感器12，通过转矩传感器12来测量位于耦联装置3前面的发动机轴8上的机械转矩以及位于耦联装置3之后的转子轴V上的机械转矩M L,并且可以通过相应的信号线10输送到控制装置11。之后，控制装置11可以例如由所测得的转速η以已知的方式和方法来计算出转子7的主要(vorherrschenden)的负载角度5(参见图2)。也可以根据发电机电抗和所测量到的电气参数(例如电压、电流、功率因数)通过计算来算出负载角度5。
[0038]此外，一种同样在现有技术中已知的功率测定装置13被布置在发电机2上，该功率测定装置计算出由发电机2供给到供电网I中的电功率Pel并且通过其它的信号线10输送到控制装置11和电压调节器15。在此，功率测定装置13可以以已知的方式由电压测量值和电流测量值计算出电功率Pel。
[0039]发电机的转子7具有在这里没有进一步示出的励磁绕组，由同步发电机形式的励磁装置14给该励磁绕组施加电的励磁电流IE。由电压调节器15给励磁装置14施加励磁电压S3，其中，为发电机2的转子7上的励磁绕组调整与励磁电压S3相应的励磁电流IE。
[0040]经发动机控制线17可以控制内燃机4的调节装置，以便改变由内燃机4所产生的机械功率。调节装置例如可以是燃料计量装置18，该燃料计量装置把经燃料管路19所提供的燃料引入到内燃机4中。
[0041]特别是，内燃机4可以是空气增压式燃气发动机，在该燃气发动机中，燃气发动机的每个汽缸设有一个燃料计量装置18，以便把由控制装置11分别确定的各自的燃料量按汽缸个体地引入到相应汽缸的相应进气道中。在此，可以经相应的燃料计量装置18的打开位置和/或打开时间来调整相应的燃料量。
[0042]在供电网I中产生电网故障期间，尤其在导致回摆效应的电网故障期间，控制装置11根据发电机2和/或内燃机4的至少一个工作参数的值计算出内燃机4的燃料计量装置18在电网故障之前和/或电网故障期间相应改变的打开位置和/或打开时间S7s，以便提高引入到内燃机4内的燃料的量。由控制装置11经发动机控制线17将燃料计量装置18的该改变的打开位置和/或打开时间S7s输送到内燃机4的燃料计量装置18中。
[0043]该改变的打开位置和/或打开时间S7s可以是燃料计量装置18相对于100%的额定打开位置或者额定打开时间按百分比计算的打开位置或者打开时间。在此，燃料计量装置18的改变的打开位置和/或打开时间S7s可以根据上述公式Fl或者F2计算出。
[0044]图2示出了在导致回摆效应的电网故障期间用度数表示的发电机2的转子7的负载角度5随着以秒表示的时间t变化的示例性曲线图。如在附图中看到的那样，在电网故障期间出现了负载角度5的波动。虚线的曲线图表示关于电网故障在使用传统的控制方法时负载角度5的波动，并且实线表示在使用所建议方法时负载角度5的曲线图。如清楚地看到的那样，在使用本发法时减小了负载角度5的波动幅度，其中，在电网故障期间发电机2整体上产生了更高的稳定性。关于该附图应该说明的是，负载角度5借助+180或者-180度来表示滑移边界，并且因此，如能够看到的那样，没有使用所建议的方法的发电机2已经很移近该滑移边界。
[0045]图3示出了在供电网I中发生电网故障期间负载角度5、转速n、转矩MjP引入到内燃机4中的燃料的量m的示例性时间曲线图。
[0046]在此，图A示出了与内燃机4相连接的发电机2(参见图1)的负载角度5随时间t变化的曲线图。图B示出了内燃机4的转速η随时间t变化的曲线图。图C示出了内燃机4的发动机轴8上的机械转矩随时间t变化的曲线图。图D示出了引入到内燃机4中的燃料的量m随时间t变化的曲线图。
[0047]在时间点&处，发电机2与之相连的供电网I中发生了电网故障。这里所示出的电网故障导致回摆效应，如在内燃机4的接在电网故障之后的首先下降的转速η上看到的那样。因此在内燃机4的发动机轴8上产生了相应放大的负载角度5和增大的机械转矩％。基于在时间点t2处的转速变化看到，根据所建议的方法来提高引入到内燃机4中的燃料的量mD
[0048]通过暂时地提高引入到内燃机4中的燃料的量m可以抵抗转速下降或者转矩提高。因此在时间点t3处转速η和转矩达到其在电网故障开始之前占优势的值，于是引入到内燃机4中的燃料的量m也又达到在电网故障开始之前占优势的值。
[0049]总之，在下面情况下通过所建议的方法可以提高发电机或者发电设备的稳定性，即在这种情况下产生了由电网故障所触发的回摆效应(Back-swing Effekt)，其中该发电设备包括至少一个由内燃机驱动的发电机。在具有回摆先应的这种故障情况期间，传统的控制方法是无效的，因为传统的控制方法没有注意到回摆效应，并且例如降低引入到内燃机中的燃料的量，而不是提高该燃料的量。
[0050]优选地，可以在电网故障时仅在出现回摆效应期间使用所建议的方法，并且在回摆效应消退之后又可以利用传统的控制方法。
【主权项】
1.一种用于在与发电机(2)相连接的供电网(I)中产生电网故障期间、尤其在发生电短路期间运行与发电机(2)、尤其是同步发电机相连接的内燃机(4)的方法，其中，由内燃机⑷所输出的机械功率(Pnredl)被引入到发电机⑵中，并且在发电机⑵中转化为电功率(PJ，其中，该电功率(PJ被输出到供电网⑴上，其特征在于，根据在电网故障之前和/或在电网故障期间发电机(2)和/或内燃机(4)的至少一个工作参数的值，至少暂时地提高由内燃机⑷输出的机械功率(PdmJ，优选地，方式为:提高引入到内燃机⑷中的燃料的量(m) ο
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，燃料借助至少一个燃料计量装置被引入到内燃机(4)中，优选被引入到内燃机(4)的进气道中，其中，优选地，内燃机的每个汽缸设有一个燃料计量装置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过改变所述至少一个燃料计量装置的打开位置和/或打开时间来提高引入到内燃机(4)中的燃料的量(m)。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述至少一个燃料计量装置构成为口喷射阀。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，发电机(2)具有小于或等于1.5Ws/VA、优选为小于或等于lWs/VA的惯性常数。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，发电机(2)借助耦联装置(3)与内燃机⑷相连接。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，检测在电网故障之前由发电机(2)输出到供电网(I)上的电功率(PJ作为工作参数，其中，根据在电网故障之前由发电机⑵输出到供电网⑴上的电功率(PJ，提高引入到内燃机⑷中的燃料的量(m)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，基本上与电网故障之前的输出电功率(Pel)和可预先确定的基准值、优选为额定功率之间的差值成比例地提高引入到内燃机(4)中的燃料的量(m)。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，在电网故障之前检测发电机(2)和/或耦联装置(3)和/或内燃机(4)的转速作为工作参数，其中，根据电网故障之前的转速来提高引入到内燃机(4)中的燃料的量(m)。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，在电网故障期间检测发电机(2)和/或耦联装置(3)和/或内燃机(4)的瞬时转速作为工作参数，其中，基本上与该瞬时转速和电网故障之前的转速之间的差值成比例地提高引入到内燃机(4)中的燃料的量(m)。
11.根据权利要求ι-?ο中任一项所述的方法，其特征在于，在电网故障期间检测发电机⑵和/或耦联装置(3)和/或内燃机⑷的转速的转速改变作为工作参数，其中，根据转速改变的大小，提高引入到内燃机(4)中的燃料的量(m)。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其特征在于，在电网故障期间检测内燃机⑷的发动机轴⑶和/或发电机⑵的转子轴(7’ )上的转矩(MJ作为工作参数，其中，根据转矩(MJ来提高引入到内燃机⑷中的燃料的量(m)。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其特征在于，在电网故障期间检测发电机(2)的负载角度(5)作为工作参数，其中，基本上与所检测到的负载角度(5)的大小成反比地提高引入到内燃机(4)中的燃料的量(m)。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的方法，其特征在于，提高引入到内燃机(4)中的燃料的量(m)、最大直到可预先确定的最大量。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法，其特征在于，在电网故障期间检测发电机(2)的工作参数的波动，其中，如果该波动超过了可预先确定的程度，那么提高引入到内燃机⑷中的燃料的量(m)。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，检测发电机(2)的负载角度(5)的波动，其中，如果该波动具有大于2度、优选大于10度的幅度，那么提高引入到内燃机(4)中的燃料的量(m)。
【专利摘要】用于在与发电机(2)相连接的供电网(1)中产生电网故障期间、尤其是在发生电短路期间运行与发电机(2)、尤其是同步发电机相连接的内燃机(4)的方法，其中，由内燃机(4)所输出的机械功率(Pmech)被引入到发电机(2)中，并且在发电机(2)中转化为电功率(Pel)，其中，该电功率(Pel)被输出到供电网(1)上，根据在电网故障之前和/或在电网故障期间发电机(2)和/或内燃机(4)的至少一个工作参数的值，至少暂时地提高由内燃机(4)输出的机械功率(Pmech)，优选地，方式为：提高引入到内燃机(4)中的燃料的量(m)。
【IPC分类】F02D29-06, H02J3-46, F02D41-00
【公开号】CN104595045
【申请号】CN201410783921
【发明人】J·戈麦斯, H·科佩切克, E·克鲁肯豪瑟尔, H·绍姆贝尔格
【申请人】Ge延巴赫两合无限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年10月29日
【公告号】EP2868903A2, US20150115616