DD274394A1

DD274394A1 - Verfahren zur betriebsfuehrung von gleitfrequenzbordnetzen

Info

Publication number: DD274394A1
Application number: DD31855588A
Authority: DD
Inventors: Volker Diedrichs; Bernhard Gless
Original assignee: Seefahrt Inghochschule
Priority date: 1988-08-02
Filing date: 1988-08-02
Publication date: 1989-12-20

Abstract

Die Erfindung bezieht sich vorrangig auf Elektroenergiesysteme auf Schiffen, welche auf der Grundlage von Dreiphasenwechselstrom arbeiten und nicht zum Zwecke der Erzeugung, Uebertragung und Wandlung der Propulsionsleistung eingesetzt werden. Die durch die Erfindung zu loesende technische Aufgabe besteht in ihrem Wesen darin, zustandsabhaengig die Netzparameter und Netztopologie zu bestimmen und einzustellen, welche optimal im Sinne mehrkriterieller Betriebsfuehrungsziele (vorrangig Energieoekonomie und Zuverlaessigkeit) sind. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass- Vorrichtungen zur Erzeugung eines Netzes oder mehrerer Teilnetze mit einstellbarer Frequenz und Spannung genutzt werden und-Elektroenergiebedarfstraeger von mindestens zwei Teilnetzen unterschiedlicher Frequenz einspeisbar gestaltet werden sowie-eine Steuereinrichtung zustandsabhaengig die Netzparameter und Netztopologie bestimmt und ihre Einstellung bewirkt.Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich vorrangig auf Elektroenergiesysteme auf Schiffen, welche auf df τ Grundlage von Dreiphasenwechselstrom arbeiten (Drehstrombordnetze) und nicht zum Zwecke der Erzeugung, Übertragung und Wandlung der Propulsionsleistung eingesetzt werden. Der Erfindungsgedanke kann prinzipiell erweitert werden auf Bordnetze anderer maritimer Objekte sowie auf Teilnetze industrieller Elektroenergieanlagen mit ähnlicher Struktur der Elektroenergiebedarfsträger.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Betriebsführung von Drehstrombordnetzen auf Schiffen erfolgt derzeit nach folgenden grundlegenden Methoden:

1. Einspeisung der zentralen Schaltanlage (Zentrale der als Strahlennetze ausgeführten Bordnetze) durch Stromerzeuger verschieden möglicher Struktur (z.B. Wellen-, Getriebe-, Turbo-, Dieselgeneratoren mit funktionsbedingten Zusatzeinrichtungen wie Blindleistungsmaschinen, Stromrichter usw.) mit Nennspannung und Nennfrequenz. Speisung der Elektroenergiebedarfsträger (drehzahlstarre und drehzahlvariable Motoren, Beleuchtungsanlagen, Heizungen usw.) von der Bordnetzzentrale mit o.g. Netz-Nennparametern. Die Bßtriebsführung erfolgt durch Einstellung

- der Anzahl und Art der die Bordnetzzentrale speisenden Stromerzeuger

- der Leistungsaufteilung zwischen den in Betrieb befindlichen Stromerzeugern (bei mehr als einem in Betrieb befindlichen)

- des Ein- bzw. Ausschaltzustandes der Elektroenergiebedarfsträger

- des Betriebszustandes der in ihrem Leistungsumsatz beeinflußbare Elektroenergiebedarfsträger (z.B. Drehzahlzustand drehzahlstellbarer Antriebe).

2. Einspeisung der zentralen Schaltanlage durch vorzugsweise einen Wellengenerator mit einer bezüglich des Nennwertes relativen Frequenz (bei angepaßter Spannung), welche dem aktuellen relativen Drehzahlzustand der Propulsionsanlage entspricht (Gleitfrequenz). Speisung der Elektroenergiebedarfsträger sämtlichst mit diesen Netzparametern oder Frzeugung eines separativen Teilnetzes mit Nennspannung und -frequenz und Speisung eines Teils der Bedarfsträger aus diesem. Die Betriebsführung erfolgt durch Einstellung der beiden unter Methode 1 letztgenannten Zustände.

Charakteristisch für die bekannten Verfahren zur Betriebsführung von Drehstrom-Schiffsbordnetzen ist, daß die Bordnetzfrequenz (bzw. -frequenzen bei Teilnetzen) sowie die Zuordnung der Elektroenergiebedarfsträger auf Teilnetze verschiedener Frequenz nicht zur Einstellung des Betriebszustandes der Bordnetze genutzt werden.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Betriebsführung von Drehstrom-Scliffsbordnetzen zur Erfüllung im allgemeinen mehrkriterieller Zielstellungen (z. B. Minimierung des zustandsabhängigen Gesamtleistungsumsatzes unter Berücksichtigung von Grenzwerten und Randbedingungen, Maximierung der Versorgungszuverlässigkeit) durch gezielte Einstellung der Netzparameter (Frequenz(enl) und Netztopologie (Zuordnung der Elektroenergiebedarfsträger).

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die durch die Erfindung zu lösende technische Aufgabe besteht ihrem Wesen nach darin, zustandsabhängig diejenigen Netzparameter (Frequenz, Spannung) im Bordnetz (oder Teilnetzen desselben) und/oder diejenige Netztopologie (Zuordnung der Elektroenergiebedarfsträger auf Teilnetze) zu bestimmen und einzustellen, welche optimal im Sinne eines im allgemeinen mehrkriteriellen Zieles der Betriebsführung, vorrangig Minimierung des aktuellen Leistungsumsatzes des gesamten Bordnetzes unter Berücksichtigung bedarfsträgerabhängiger Randbedingungen und Grenzwerte sowie Maximierung der Versorgungszuverlässigkeit, sind. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß

- Vorrichtungen zur Erzeugung eines Netzes oder mehrerer Teilnetze mit einstellbarer Frequenz genutzt werden und

- mindestens ein Elektroenergiebedarfsträger von mindestens zwei Teilnetzen unterschiedlicher Frequenz einspeisbar gestaltet wird sowie

- eine Steuereinrichtung zustandsabhängig die Netzparameter (Frequenzen, Spannungen) und/oder die Netztopologie (Zuordnung der Elektroenergiebedarfsträger zu Teilnetzen) bestimmt und ihre Einstellung bewirkt.

Ausführungsbeispiel

Als Ausführungsbeispiel wird die Anwendung des Erfindungsgedankens auf die Betriebsführung eines Bordnetzes, bestehend aus zwei Teilnetzen, betrachtet.

Teilnetz 1, welches durch die Vorrichtung 3 der Suomerzougergeeamtanlago D mit konstanten Netzparametern (vorzugsweise mit Nennspannung und Nennfrequenz) eingespeist wird, speist die Bedarfsträger der Gruppe A als auch Bedarfsträger der Gruppe B.

Vorrichtung 4 der Stromerzeugergesamtanlage D speist Teilnetz 2 mit einer einstellbaren Frequenz und angepaßte/ Spannung.

Von Teilnetz 2 werden die Bedarfsträger der Gruppe C sowie solche der Gruppe B gespeist. Die Bedarfsträger der Gruppe B werden mittels Umschalteinrichtungen 5 Teilnetz 1 oder 2 zugeordnet. Die Steuereinrichtung 6 bestimmt aus dem aktuellen Zustand von Umwelt- und Systemparametern unter Berücksichtigung von Randbedingungen und Grenzwerten die durch 4 zu erzeugenden Netzparameter und/oder die durch 5 zu realisierende Netztopologie und bewirkt deren Einstellung durch Vorgabe von Sollwerten für 4 und 5.

Claims

Verfahren zur Betriebsführung von Gleitfrequenzbordnetzen, dadurch gekennzeichnet, daß

- Vorrichtungen zur Erzeugung eines Netzes oder mehrerer Teilnetze mit einstellbarer Frequenz und Spannung genutzt werden und

- mindestens ein Elektroenergiebedarfsträger von mindestens zwei Teilnetzen unterschiedlicher Frequenz einspeisbar gestaltet wird sowie

- eine Steuereinrichtung zustandsabhängig die Netzparameter (Frequenzen, Spannungen) und/oder die Netztopologie (Zuordnung der Elektroenergiebedarfsträger zu Teilnetzen) bestimmt und ihre Einstellung bewirkt.