DE102012019236A1 - Control device for power supply system e.g. block-type thermal power station, measures electrical variables at electrical machine, and connects separating element with torque forming function block and monitoring function block - Google Patents
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- H02H7/06—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric generators; for synchronous capacitors
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft Steuergeräte für Blockheizkraftwerke, insbesondere Einrichtungen, die Schutzfunktionen des Energieversorgungssystems wahrnehmen und eine Stromerzeugung mit einem Generator steuern.The invention relates to control units for combined heat and power plants, in particular devices that perceive protective functions of the power supply system and control power generation with a generator.
Stand der Technik State of the art
Autonome Energieversorgungssysteme, wie beispielsweise Blockheizkraftwerke oder dergleichen, weisen für die Steuerung der einzelnen Komponenten und die Überwachung des Netzanschlusses verschiedene Steuer- und Schaltgeräte auf. Insbesondere werden für Motorschutzfunktionen, Netzschutzfunktionen, Netztrennstell- und -überwachungsfunktionen verschiedenartige Geräte verwendet. Diese Vielzahl von Geräten erfordert einen hohen Platzbedarf und realisiert Funktionen in redundanter Weise, ohne dass dadurch die gesamte Zuverlässigkeit des Energieversorgungssystems erhöht wird.Autonomous power systems, such as combined heat and power plants or the like, have various control and switching devices for controlling the individual components and monitoring the grid connection. In particular, various devices are used for motor protection functions, network protection functions, network disconnection and monitoring functions. This variety of devices requires a large amount of space and performs functions in a redundant manner, without thereby increasing the overall reliability of the power system.
Aus der Druckschrift
Auch aus der Druckschrift
Die Druckschrift
Die Druckschrift
Autonome Energieversorgungssysteme weisen häufig Verbrennungsmotoren auf, die Bewegungsenergie zum Antreiben eines Generators bereitstellen, um elektrischen Strom zu erzeugen. Zum Starten des Verbrennungsmotors wird häufig der Generator als Anlasser betrieben. Um eine Stromaufnahme des als Anlasser betriebenen Generators zu begrenzen, wird zum Anlassen des Verbrennungsmotors häufig ein Sanftstarter vorgesehen, der das Drehmoment beim Anlassen kontinuierlich erhöht.Autonomous power systems often include internal combustion engines that provide motive power to drive a generator to generate electrical power. To start the internal combustion engine, the generator is often operated as a starter. In order to limit a current consumption of the generator operated as a starter, a soft starter is often provided for starting the internal combustion engine, which continuously increases the torque during starting.
Weiterhin kann eine Netzschutzeinrichtung vorgesehen sein, die eine Trenneinrichtung aufweist, um ein Stromnetz von dem Generator zu trennen. Diese und andere Module werden in der Regel separat in einem Energieversorgungssystem vorgesehen.Furthermore, a mains protection device may be provided, which has a separating device in order to disconnect a power grid from the generator. These and other modules are typically provided separately in a power system.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Anzahl der für eine Steuerung und Überwachung eines Energieversorgungssystems benötigten Module zu reduzieren.It is an object of the present invention to reduce the number of modules required for controlling and monitoring a power supply system.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird durch das Steuergerät für ein Energieversorgungssystem gemäß Anspruch 1 sowie durch das Energieversorgungssystem gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.This object is achieved by the control unit for a power supply system according to
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the present invention are specified in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Steuergerät für ein Energieversorgungssystem vorgesehen, umfassend:
- – einen Momentenformungsfunktionsblock zum Ansteuern einer elektrischen Maschine, um einen nicht sprunghaften Momentenverlauf zu bewirken;
- – einen Überwachungsfunktionsblock zum Trennen eines Netzanschlusses im Fehlerfall; und
- – mindestens eine Messeinheit zum Messen einer elektrischen Größe und/oder ein Trennelement, die sowohl mit dem Momentenformungsfunktionsblock als auch mit dem Überwachungsfunktionsblock in Signalverbindung stehen.
- A torque-shaping function block for driving an electric machine to effect a non-erratic torque curve;
- A monitoring function block for disconnecting a network connection in the event of a fault; and
- - At least one measuring unit for measuring an electrical variable and / or a separating element, which are in communication with both the torque-shaping function block and with the monitoring function block.
Eine Idee des obigen Steuergeräts besteht darin, die ansonsten separat ausgeführte Überwachungsfunktion bzw. Netzschutzfunktion und eine durch den Momentenformungsfunktionsblock realisierbare Sanftstarterfunktion zum Anschleppen des Verbrennungsmotors in einem Steuergerät zu kombinieren und somit bisher doppelt ausgeführte Funktionen, wie das Messen von benötigten elektrischen Größen und/oder das Trennen eines Netzanschlusses, nur einfach realisieren zu müssen. Durch Kombination der Sanftstarterfunktion und der Netzschutzfunktion in einer Einheit ist es ausreichend, die Spannungs- und Strommessung und/oder das Trennelement einfach auszuführen und die entsprechenden Messwerte gemeinsam zu nutzen. Dadurch kann der Hardwareaufwand zur Realisierung eines Steuersystems für ein Energieversorgungssystem deutlich reduziert werden.One idea of the above controller is to combine the otherwise separately performed monitoring function or network protection function and a realizable by the torque shaping function block soft starter function for towing the engine in a control unit and thus previously performed twice functions such as the measurement of required electrical variables and / or Disconnecting a network connection, just having to realize it. By combining the soft starter function and the network protection function in one unit, it is sufficient to simply perform the voltage and current measurement and / or the isolating element and to share the corresponding measured values. As a result, the hardware complexity for implementing a control system for a power supply system can be significantly reduced.
Weiterhin kann die Messeinheit in einer Spannungs- und Stromdetektoreinheit zum Messen einer elektrischen Größe an der elektrischen Maschine umfasst sein.Furthermore, the measuring unit may be included in a voltage and current detector unit for measuring an electrical quantity on the electric machine.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Momentenformungsfunktionsblock mit einem Kommutierungsblock verbunden sein, um den Momentenverlauf der elektrischen Maschine mithilfe eines Kommutierungsmusters zum Ansteuern der elektrischen Maschine zu bewirken.According to one embodiment, the torque-shaping function block may be provided with a Kommutierungsblock be connected to cause the moment characteristic of the electric machine by means of a Kommutierungsmusters for driving the electric machine.
Es kann vorgesehen sein, dass der Momentenformungsfunktionsblock mit dem Trennelement verbunden ist, um die elektrische Maschine von einem Stromnetz zu trennen.It can be provided that the torque-shaping function block is connected to the separating element in order to disconnect the electric machine from a power network.
Gemäß einer Ausführungsform kann ein elektromotorischer Betrieb der elektrischen Maschine durch Bereitstellen eines Drehstroms unmittelbar über den Netzanschluss erfolgen, wobei der Momentenformungsfunktionsblock mit einer Strombegrenzungsfunktion ausgestattet ist, um bei einem elektromotorischen Betrieb der elektrischen Maschine eine Strombegrenzung durchzuführen.According to one embodiment, an electromotive operation of the electrical machine can be carried out by providing a three-phase current directly via the mains connection, wherein the torque-shaping function block is equipped with a current limiting function, in order to carry out a current limitation during an electromotive operation of the electrical machine.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Energieversorgungssystem vorgesehen, umfassend:
- – einen Verbrennungsmotor;
- – eine elektronisch kommutierte elektrische Maschine, die mechanisch mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt ist; und
- – das obige Steuergerät.
- An internal combustion engine;
- - An electronically commutated electric machine, which is mechanically coupled to the internal combustion engine; and
- - the above control unit.
Weiterhin kann die elektrische Maschine über einen Wechselrichter mit einem Stromnetz verbunden sein.Furthermore, the electric machine can be connected via an inverter to a power grid.
Insbesondere kann zwischen dem Wechselrichter und der elektrischen Maschine ein Trennelement angeordnet sein.In particular, a separating element can be arranged between the inverter and the electrical machine.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine sowohl generatorisch als auch elektromotorisch betreibbar ist.It may further be provided that the electric machine is operated both as a generator and as an electric motor.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
Der Verbrennungsmotor
Der Verbrennungsmotor
Der Generator
Das Anlassen des Verbrennungsmotors
Alternativ kann das Anlassen des Verbrennungsmotors
In Verbindungsleitungen
Des Weiteren sind Spannungs- und Stromsensoren
In
Ein Kommutierungsblock
Es ist ein Momentenformungsfunktionsblock
Alternativ kann zum Anlassen des Verbrennungsmotors
Weiterhin ist ein Netzschutzsteuergerät
Weiterhin kann für den Momentenformungsfunktionsblock
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- BlockheizkraftwerkCHP
- 22
- Verbrennungsmotorinternal combustion engine
- 33
- Wellewave
- 44
- Generatorgenerator
- 55
- Wechselrichterinverter
- 66
- Stromnetzpower grid
- 77
- Steuergerätcontrol unit
- 88th
- Trennelementseparating element
- 99
- Spannungs- und StromdetektoreinheitVoltage and current detector unit
- 1010
- Anschlussleitungen connecting cables
- 1111
- VerbrennungsmotorsteuerblockEngine control block
- 1212
- Kommutierungsblockcommutation block
- 1313
- MomentenformungsfunktionsblockMoment shaping function block
- 1414
- Überwachungsblockmonitoring block
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102009011778 A1 [0003] DE 102009011778 A1 [0003]
- DE 102009040227 A1 [0004] DE 102009040227 A1 [0004]
- DE 291714885 U1 [0005] DE 291714885 U1 [0005]
- US 4802100 [0006] US 4802100 [0006]
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DE201210019236 DE102012019236A1 (en) | 2012-09-29 | 2012-09-29 | Control device for power supply system e.g. block-type thermal power station, measures electrical variables at electrical machine, and connects separating element with torque forming function block and monitoring function block |
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DE201210019236 DE102012019236A1 (en) | 2012-09-29 | 2012-09-29 | Control device for power supply system e.g. block-type thermal power station, measures electrical variables at electrical machine, and connects separating element with torque forming function block and monitoring function block |
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Publication Number | Publication Date |
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ID=50276075
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2012
- 2012-09-29 DE DE201210019236 patent/DE102012019236A1/en not_active Ceased
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Legal Events
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