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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anlassen einer mit einem Generator gekoppelten Brennkraftmaschine in einer elektrischen Stromerzeugungseinheit im Kraftwerksbereich, sowie eine Anordnung aus Brennkraftmaschine und Generator im Kraftwerksbereich und ein Kraftwerk, dessen Brennkraftmaschine mittels einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung angelassen und/oder betrieben wird.
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Die nachfolgende Beschreibung der vorliegenden Erfindung erfolgt exemplarisch anhand eines derartigen Blockheizkraftwerks (BHKW), jedoch ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht auf derartige BHKWs begrenzt.
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Es ist bekannt, im Kraftwerksbereich, also beispielsweise auf dem Gebiet von Blockheizkraftwerken, eine Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Generators zu verwenden.
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BHKWs sind modular aufgebaute Anlagen zur Gewinnung elektrischer Energie und Wärme und werden vorzugsweise am Ort des Wärmeverbrauchs betrieben. BHKWs nutzen das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung oder Wärme-Kraft-Kopplung. Als Antrieb für den Stromerzeuger (Generator) kommen unter anderem auch Brennkraftmaschinen, also Verbrennungsmotoren in Form von beispielsweise Diesel-, Pflanzenöl- oder Gasmotoren zum Einsatz. Folglich können BHKWs nur dann Energie in Form von Elektrizität erzeugen, wenn die Brennkraftmaschine (der Verbrennungsmotor) gestartet wurde und mechanische Arbeit verrichtet.
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BHKWs arbeiten oftmals nicht kontinuierlich, also nicht im Dauerbetrieb, sondern intermittierend oder phasenweise. Dies bedeutet wiederum, dass die den Generator antreibende Brennkraftmaschine wiederholt abgeschaltet, also stillgelegt und dann bei Bedarf wieder angelassen werden muss. Hierzu ist es bekannt, einen Anlasser- oder Anfahrmotor zu verwenden, der die Brennkraftmaschine aus dem Stillstand heraus hochfährt, bis die Brennkraftmaschine in der Lage ist, eigenständig zu arbeiten, also das angesaugte Brennstoff/Luftgemisch zu verdichten und zu zünden, sodass die Brennkraftmaschine die zum Betrieb notwendigen Arbeitstakte selbsttätig durchführen kann. Als Anlasser werden in der Regel batteriegespeiste Gleichstrommotoren mit nachgeschaltetem Anlassergetriebe verwendet.
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Die mit derartigen Anlassermotoren erzielbaren Anlasserdrehzahlen sind speziell bei großen Brennkraftmaschinen relativ niedrig, sodass die Notwenigkeit besteht, das Brennstoff/Luftgemisch besonders gut und optimal aufzubereiten, um die Zündung der Brennkraftmaschine auch bei niedrigen Anlasserdrehzahlen zu erleichtern. Speziell bei Gasmotoren, welche unter Umständen minderwertige und/oder in ihrer Zusammensetzung nicht konstante Gasarten verbrennen sollen (beispielsweise Biogas) macht diese zu optimierende Gemischaufbereitung große Schwierigkeiten. Weiterhin unterliegt der Gleichstrom-Anlassermotor sehr hohem Verschleiß, genauso wie die zugehörigen Starterbatterien, welche sehr hohe Ströme bereitstellen müssen.
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Es ist bekannt, Fremdstarttransformatoren zu verwenden, die eine höhere Anlasserdrehzahl erzeugen können. Ebenso sind Druckluftstartsysteme, hydraulische Startsysteme, Explosionsstartsysteme oder andere Drehmomenterzeuger bekannt, die zum Anlassen verwendet werden. Diese bekannten Vorgehensweisen haben jedoch immer noch eine begrenzte Anlasserdrehzahl mit den damit einhergehenden Problemen insbesondere bei minderwertigen Brennstoff/Luftgemischen und/oder sie sind konstruktiv sehr aufwendig.
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Weiterhin ist sämtlichen bekannten Anlassertypen bzw. Anlassverfahren gemeinsam, dass die Brennkraftmaschine nach der erfolgten Zündung alleine auf ihre Nenndrehzahl beschleunigen, also hochfahren muss. Diese Nenndrehzahl beträgt beispielsweise in Europa bei einem 50 Hz-Drehstromnetz normalerweise 1500 UpM bei einer 4-poligen Synchronmaschine oder 3000 UpM bei einer 2-poligen Synchronmaschine. Weiterhin muss mithilfe einer aufwendigen Steuerung oder eines Netzsynchronisierssystems eine sogenannte Einsynchronisation erfolgen. Das heißt, die von dem von der Brennkraftmaschine angetriebenen Generator erzeugte Frequenz muss an die Frequenz des Netzes angepasst, also mit dieser synchronisiert werden, welches vom Generator zu versorgen ist. Erst bei erfolgter Synchronität kann der Generator zum zu speisenden öffentlichen Netz zugeschaltet werden.
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Die Zeitdauer vom Anlassen der Brennkraftmaschine über das Hochfahren hiervon auf die erforderliche Nenndrehzahl begleitet oder gefolgt von der Einsynchronisation ist nicht definierbar sondern unterliegt einem gewissen Zufallsprinzip. Ein zeitgenaues Einspeisen in das zu versorgende Netz zu definierten Zeitpunkten ist damit nicht machbar.
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In
DE 10 2008 045 309 A1 ist ein Blockheizkraftwerk offenbart, bei dem ein mit einem Brennstoffantrieb in Wirkverbindung stehender Generator, der zur Erzeugung von Strom aus der durch den Brennstoffantrieb abgegebenen kinetischen Energie dient, als Anlasser des Brennstoffantriebs betreibbar ist.
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In
US 3 591 844 A ist ein Turbinenkraftwerk offenbart, das einen Generator zum Erzeugen von Strom aufweist, der zum Starten des Turbinenkraftwerks genutzt werden kann.
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In
DE 11 05 984 A ist eine Einrichtung zum Starten von Gasturbinensätzen offenbart, wobei diese einen Generator aufweist, der zur Stromerzeugung und als Antriebsmaschine für einen Gasturbinensatz benutzbar ist.
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Die vorliegende Erfindung hat es sich demgegenüber zur Aufgabe gemacht, ein Verfahren zum Anlassen einer mit einem Generator gekoppelten Brennkraftmaschine in einer elektrischen Stromerzeugungseinheit im Kraftwerksbereich bereitzustellen, mit welchem die geschilderten Nachteile im Wesentlichen beseitigt werden. Insbesondere soll mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine zuverlässige Zündung der Brennkraftmaschine auch bei minderwerten Brennstoff/Luftgemischen oder bei derartigen Gemischen mit wechselnder Qualität ermöglicht werden, wobei das anschließende Hochfahren der Brennkraftmaschine auf die jeweilige Nenndrehzahl und das Einsynchronisieren an das zu versorgende Netz wesentlich vereinfacht und beschleunigt, sowie zeitlich definierbar gemacht werden sollen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren vor, bei dem das Anlassdrehmoment für die Brennkraftmaschine von dem vorübergehend als Elektromotor arbeitenden Generator auf die Brennkraftmaschine aufgebracht wird, wobei der (vorübergehend) als Elektromotor arbeitende Generator aus dem von der elektrischen Stromerzeugungseinheit zu speisenden Netz versorgt wird. Des Weiteren ist der vorübergehend als Elektromotor arbeitende Generator als fremderregter Synchrongenerator ausgelegt.
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Dadurch, dass der im regulären Energieerzeugungsbetrieb von der Brennkraftmaschine angetriebene Generator vorübergehend als Elektromotor zum Anlassen der Brennkraftmaschine verwendet wird, wobei der Generator zur Erzeugung des erforderlichen Drehmoments aus dem Netz versorgt oder gespeist wird, welches im regulären Betrieb von dem Generator zu versorgen ist, ergibt sich eine Mehrzahl von Aspekten, welche in ihrer Gesamtheit die Lösung der gestellten Aufgabe ermöglichen. Dadurch, dass der Generator für seinen Betrieb vom Netz versorgt wird, steht im Vergleich zu mittels Gleichstrombatterien versorgten Gleichstrom-Anlassermotoren ein ungleich höheres Drehmoment und auch eine höhere Anlasserdrehzahl zur Verfügung, welches bzw. welche insbesondere bei schlecht zündenden Brennstoff/Luftgemischen auch über einen längeren Zeitraum konstant aufrechterhalten werden kann, da im Gegensatz zu Batterien, welche naturgemäß erschöpfen und einen Leistungsabfall zeigen, aufgrund der Speisung des Generators über das Netz ein quasi „unerschöpflicher“ Energievorrat zur Verfügung steht. Die höhere Anlasserdrehzahl und das höhere Anlasserdrehmoment erlauben das zuverlässige Anlassen und Zünden auch großer Brennkraftmaschinen mit schlecht aufbereiteten oder schlecht aufbereitbaren Gemischzusammensetzungen.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil ergibt sich insofern, als aufgrund der Speisung des als Anlassermotor arbeitenden Generators von dem an sich vom Generator zu speisenden Netz von Beginn des Anlasservorgangs an eine Netzsynchronität zwischen der Stromerzeugungseinheit (Brennkraftmaschine und Generator) einerseits und dem zu versorgenden Netz andererseits vorliegt. Das heißt, nach erfolgtem Anlassen und Zünden der Brennkraftmaschine, gefolgt vom Hochfahren der Brennkraftmaschine auf die Nenndrehzahl (wonach spätestens dann der vorübergehend als Anlassermotor arbeitende Generator wieder in den Generatorbetrieb übergeht, wie nachfolgend noch erläutert werden wird), liegt bereits Synchronität zwischen der dann vom Generator erzeugten Energie und dem zu speisenden Netz vor. Der Zeitpunkt, ab dem das zu speisende Netz mit Energie versorgt werden kann, hängt somit nur noch von der Zeitdauer ab, welche zwischen dem Anlassen der Brennkraftmaschine und dem Erreichen der Nenndrehzahl verstreicht. Die nicht vorhersehbare Variable in Form des Einsynchronisationsvorgangs entfällt.
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Die Verwendung eines fremderregten Synchrongenerators als vorübergehend als Elektromotor arbeitende Generator im Sinne der vorliegenden Erfindung ist insofern besonders bevorzugt, als ein derartiger fremderregter Synchrongenerator an sich ein reiner Generator im Wortsinn ist, der an sich nicht als Motor arbeitet und auch nicht hierfür konzipiert ist. Er benötigt jedoch keine Kompensation und arbeitet äußerst effizient. Wird nun ein derartiger fremderregter Synchrongenerator bewusst als Motor eingesetzt, wie dies im Rahmen der vorliegenden Erfindung geschieht, so entfällt das Einsynchronisieren, wie bereits erläutert wurde und anschließend arbeitet der Generator mit seiner bauartbedingten hohen Effizienz.
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Beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung kann hierbei das Anlassen der Brennkraftmaschine quasi einstufig erfolgen, das heißt alleine unter Verwendung des vorübergehend als Elektromotor arbeitenden Generators oder zweistufig, wobei die ersten Arbeitstakte der Brennkraftmaschine von einem separaten Anlassermotor gedreht werden, wie dies an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist, um die hohen Gegenmomente der einzelnen Verdichtungszyklen in den Zylindern der Brennkraftmaschine zumindest teilweise zu überbrücken. Der vorübergehend als Elektromotor arbeitende Generator wird dann erst unmittelbar nach der einsetzenden Drehbewegung der Brennkraftmaschine zugeschaltet, um die Brennkraftmaschine weiter anzutreiben und hochzufahren.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform kann der Generator die Brennkraftmaschine bis zum Erreichen ihrer Betriebs-Nenndrehzahl antreiben. Der als Elektromotor oder Anlassermotor arbeitende Generator beschleunigt somit die Brennkraftmaschine hoch bis zu deren Nenndrehzahl, sodass diese Nenndrehzahl schneller erreicht werden kann.
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Bevorzugt ist die Brennkraftmaschine als ein mehrzylindriger Verbrennungsmotor ausgelegt. Unter „mehrzylindriger Verbrennungsmotor“ ist hierbei jede Art von Brennkraftmaschine zu verstehen.
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Bei dem einstufigen Anlassvorgang, das heißt bei einem Anlassvorgang oder Anlassverfahren, bei dem der vorübergehend als Elektromotor arbeitende Generator die Brennkraftmaschine aus deren Stillstand heraus bis zum Erreichen einer bestimmten Drehzahl antreibt und hochfährt, wobei diese bestimmte Drehzahl in der Regel die Betriebs-Nenndrehzahl sein wird, wird eine Abfolge von Verfahrensschritten durchlaufen, welche sich wie folgt darstellt: Entkoppeln der Fremderregung des Generators bei stillstehender Brennkraftmaschine; Abschalten der Ankerversorgung und Überbrücken der Ankerwicklung im Generator; Schalten des Generatorstators an das von der elektrischen Stromerzeugungseinheit im Kraftwerk zu speisenden Netz und Leiten des hierdurch erzeugten Drehmoments an die Brennkraftmaschine; Aktivieren der Zündung der Brennkraftmaschine; Hochfahren der Brennkraftmaschine auf die Nenndrehzahl (in der Regel unter ständiger Unterstützung durch den als Motor arbeitenden Generator); Aktivieren der Generatorfremderregung sowie Öffnen der Ankerwicklungsüberbrückung; und Einspeisen der von dem von der auf Nenndrehzahl laufenden Brennkraftmaschine angetriebenen Generator erzeugten Energie in das Netz.
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In dem zweistufigen Anlassverfahren, bei dem in einer Anfangsphase des Anlassens der als Elektromotor arbeitende Generator von einem Anwurfmotor (Anlassermotor) unterstützt wird, wobei diese Anfangsphase des Anlassens vom Stillstand der Brennkraftmaschine bis wenigstens zum Erreichen der ersten selbständigen Arbeitstakte hiervon reicht, sind im Wesentlichen die folgenden Verfahrensschritte gegeben: Entkoppeln der Fremderregung des Generators bei stillstehender Brennkraftmaschine; Abschalten der Ankerversorgung und Überbrücken der Ankerwicklung im Generator; Aktivieren des Anwurfmotors, um die Brennkraftmaschine in Anfangsdrehung zu versetzen; Schalten des Generatorstators an das von der elektrischen Stromerzeugungseinheit zu speisenden Netz und Leiten des hierdurch erzeugten Drehmoments an die Brennkraftmaschine; Abschalten des Anwurfmotors; Aktivieren der Zündung der Brennkraftmaschine; Hochfahren der Brennkraftmaschine auf die Nenndrehzahl (in der Regel unter ständiger Unterstützung durch den als Motor arbeitenden Generator); Aktivieren der Generatorfremderregung sowie Öffnen der Ankerwicklungsüberbrückung; und Einspeisen der von dem von der auf Nenndrehzahl laufenden Brennkraftmaschine angetriebenen Generator erzeugten Energie in das Netz.
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Beim Schalten des Generatorstators an das von der elektrischen Stromerzeugungseinheit zu speisenden Netz wird bevorzugt ein Vorwiderstand zwischen Stator und Netz geschaltet, wobei dann dieser Vorwiderstand im Zuge der Einspeisung der vom Generator erzeugten Energie in das Netz überbrückt wird.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin eine Anordnung aus Brennkraftmaschine und Generator im Kraftwerksbereich, insbesondere in einem Blockheizkraftwerk, wobei diese Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt ist.
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Weiterhin ist ein Kraftwerk, insbesondere ein Blockheizkraftwerk Gegenstand der vorliegenden Erfindung, wobei die Brennkraftmaschine zum Generatorbetrieb mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens angelassen und/oder betrieben wird.
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Nachfolgend soll der Gegenstand der vorliegenden Erfindung anhand eines Beispiels und unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung erläutert werden, wobei es sich bei dem Beispiel aus Kombination von Brennkraftmaschine und Generator in einer elektrischen Stromerzeugungseinheit im Kraftwerksbereich um eine derartige Stromerzeugungseinheit bei einem Blockheizkraftwerk (BHKW) handeln soll.
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist - wie bereits eingangs ausgeführt - bei jeder Art von Brennkraftmaschine anwendbar, also bei Verbrennungsmotoren in Form von Diesel-, Pflanzenöl- oder Gasmotoren oder anderen Verbrennungsmotoren, die unter Ausnutzung eines aufbereiteten Brennstoff/Luftgemisches Energie in Form eines Drehmoments erzeugen. Zum Zwecke der Stromerzeugung treibt die Brennkraftmaschine eine - bevorzugt fremderregte - Synchronmaschine (Synchrongenerator) an, welche die Elektrizität erzeugt. Hierbei ist jede Art von bürstenlosen Synchrongeneratoren, zwei/vier-poligen oder auch mehrpoligen Synchronmaschinen sowie Synchronmaschinen für das dreiphasige, vierphasige oder auch mehrphasige Drehstromnetz verwendbar. Möglich ist der Einsatz, bei dem die erzeugte elektrische Energie in ein öffentliches oder nicht öffentliches Netz eingespeist wird, sowie auch bei jeder Art von Generatorparallelverschaltungsarten.
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Die Stromerzeugungseinheit 2 umfasst in bekannter Weise einen Generator 4 (Synchrongenerator) mit einen Stator 6, einen Anker (Kurzschlussläufer) 8, eine Erregermaschine 10, einen Induktor 12 und verschiedene Steuer- und Regelelemente, z.B. einen Spannungsregler 14 und eine SPS-Steuerung 16. Stator 6, Anker 8, Erregermaschine 10 und Induktor 12 liegen mit ihren rotierenden Teilen auf einer gemeinsamen Drehachse 18. Mit dieser Drehachse 18 steht weiterhin eine in der Figur nicht näher dargestellte Brennkraftmaschine in Kraftverbindung.
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Im Stillstand der Stromerzeugungseinheit 2, wobei die zum Antrieb des Generators 4 verwendete Brennkraftmaschine aus diesem Stillstand heraus angelassen und hochgefahren werden soll, ist zunächst die Fremderregung des Generators 4 abgekoppelt. Eine entsprechende Elektronik im rotierenden Teil 20 der Erregermaschine 10 schaltet die Versorgung des Ankers 8 ab und überbrückt die einsinnige Ankerwicklung 22.
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Bei einem direkten Starten der Brennkraftmaschine ohne Verwendung eines zusätzlichen Anlassers oder Anwurfmotors wird der Stator 6 des Synchrongenerators 4 unter Zwischenschaltung eines Vorwiderstands 24 über einen Leistungsschalter 26 an das von der Stromerzeugungseinheit 2 zu speisende Versorgungsnetz 28 geschaltet. Der Vorwiderstand 24 liegt hierbei zwischen dem Versorgungsnetz 28 und dem Generatorstator 6. Im Stator 6 wird ein rotierendes Magnetfeld erzeugt, welches den aufgrund der überbrückten Ankerwicklung 22 als Kurzschlussläufer arbeitenden Anker 8 in Drehbewegung versetzt. Diese Drehbewegung wird über entsprechende mechanische Übertragungsmittel an die mit dem Generator 4 verbundene Brennkraftmaschine übertragen, sodass diese im Sinne einer Anlasserwirkung fremdgetrieben wird. Das aufbereitete und bereitgestellte Brennstoff/Luftgemisch wird den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeführt und die Zündung der Brennkraftmaschine wird aktiviert, sodass ein Anlassvorgang initiiert wird, bei dem die Brennkraftmaschine nach und nach ihre ersten aktiven Arbeitstakte aufnimmt und schließlich im Eigenbetrieb läuft. Die Brennkraftmaschine wird nun in ihrer Drehzahl in Richtung der erforderlichen Betriebs-Nenndrehzahl hochgefahren oder beschleunigt. Mit zunehmender Drehzahl verringert sich hierbei das zum weiteren Beschleunigen benötigte Drehmoment, welches auf die Brennkraftmaschine aufgebracht werden muss. Mit Erreichen der Nenndrehzahl der Stromerzeugungseinheit befindet sich die Brennkraftmaschine im regulären Verbrennungsbetrieb. Hierbei unterstützt der Stator 6, der immer noch mit dem Versorgungsnetz 28 verbunden ist, die Brennkraftmaschine und ermöglicht somit das Halten der konstanten Betriebs-Nenndrehzahl von beispielsweise 1500 oder 3000 UpM.
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Nachfolgend wird die Fremderregung des Generators 4 aktiviert. Der Induktor 12 versorgt während der (unterstützten) konstanten Betriebs-Nenndrehzahl die Elektronik mit Spannung. Die Überbrückung der einsinnigen Ankerwicklung 22 wird durch die Elektronik geöffnet. Die Fremderregung des Generators 4 wird aktiviert. Die Erregermaschine 10 nimmt ihre Funktion auf und im Anker 8 wird ein polarisiertes Magnetfeld erzeugt. Der zwischen Versorgungsnetz 28 und Generator 6 gesetzte Leistungsschalter 26 schaltet den Generatorstator 6 fest an das Versorgungsnetz 28 und überbrückt den Vorwiderstand 24. Die Energieübertragung an das Versorgungsnetz 28 steht.
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Bei einem indirekten Starten unter Zuhilfenahme eines Anlassers oder Anwurfmotors wird die Brennkraftmaschine durch den Anlasser in die erste Drehbewegung versetzt, um die hohen Drehmomente der einzelnen Verdichtungsphasen der jeweiligen Zylinder zu überbrücken. Unmittelbar nach der von dem Anlasser initiierten beginnenden Drehbewegung wird dann analog zu der oben geschilderten Abfolge der Stator 6 des Generators 4 über den Vorwiderstand 24 an das Versorgungsnetz 28 geschaltet. Nach Zuschalten des Statorstroms wird der Anlasser abgeschaltet. Die nachfolgenden Abläufe entsprechen demjenigen gemäß obiger Beschreibung entsprechend dem direkten Starten ohne Anlasser oder Anwurfmotor.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird demnach das Drehmoment zum Anlassen und Hochfahren der Brennkraftmaschine von dem bevorzugt als fremderregten Synchrongenerator ausgelegten Generator 4 erzeugt, der vorübergehend als Elektromotor arbeitet, wobei der Generator 4 aus dem von der elektrischen Stromerzeugungseinheit 2 zu speisenden Netz 28 versorgt wird.
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Da somit der Stator 6 über den Vorwiderstand 24 mit der Netzfrequenz angetrieben wird, ist der Generator 4 vom Beginn des Anlassvorgangs an bereits netzsynchron. Somit ist nach Erreichen der Betriebs/Nenndrehzahl der Brennkraftmaschine bzw. der elektrischen Stromerzeugungseinheit 2 eine Einsynchronisierung nicht mehr erforderlich. Durch Überbrückung des Vor- oder Startwiderstands 24 kann unmittelbar nach Erreichen der Nenndrehzahl eine volle Zuschaltung an das zu versorgende Netz 28 erfolgen, wonach dann entsprechende Regelmechanismen (14, 16,...) greifen, die gegebenenfalls noch das Drehmoment der Brennkraftmaschine erhöhen, um elektrische Energie nach Bedarf ins Versorgungsnetz zu liefern.
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung zeichnet sich somit im Wesentlichen, jedoch nicht ausschließlich dadurch aus, dass der mit der Brennkraftmaschine zur Energieerzeugung gekoppelte Generator 4 vorübergehend als Elektromotor verwendet wird, um das zumindest zum Anlassen der Brennkraftmaschine benötigte Drehmoment zu erzeugen. Bevorzugt, jedoch nicht zwingend arbeitet hierbei der als Elektromotor verwendete Generator 4 über den Vorgang des eigentlichen Anlassens hinaus. Das heißt, er unterstützt das Hochfahren der Brennkraftmaschine bis zu deren Betriebs-Nenndrehzahl. Da hierbei der Generator 4 die zur Erzeugung des Drehmoments erforderliche Energie aus dem Netz 28 bezieht, welches im Generatorbetrieb vom Generator 4 zu speisen ist, ist sowohl der Generator 4 als auch die hiermit verbundene Brennkraftmaschine vom Moment des Anlassens an netzsynchron mit dem später zu speisenden Netz 28, sodass aufwendige, insbesondere zeitaufwändige und vom zeitlichen Ablauf her nicht vorhersehbare bzw. kalkulierbare Synchronisationsmaßnahmen zwischen Stromerzeugungseinheit 2 und Netz 28 entbehrlich sind.
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Beschrieben wurde ein Verfahren zum Anlassen einer mit einem Generator gekoppelten Brennkraftmaschine in einer elektrischen Stromerzeugungseinheit im Kraftwerksbereich, wobei das Anlassdrehmoment von dem vorübergehend als Elektromotor arbeitenden Generator - der bevorzugt ein fremderregter Synchrongenerator ist - auf die Brennkraftmaschine aufgebracht wird. Der als Elektromotor arbeitende Generator wird hierbei aus dem von der elektrischen Stromerzeugungseinheit zu speisenden Netz versorgt. Der als Elektromotor arbeitende Generator kann die Brennkraftmaschine bis zum Erreichen ihrer Betriebs-Nenndrehzahl unterstützend mit antreiben. Hierdurch wird ein zuverlässiges Anlassen und Hochfahren der Brennkraftmaschine auch bei schwer zündbaren Brennstoff/Luftgemischen sichergestellt. Weiter befindet sich die Stromerzeugungseinheit bzw. der Generator hiervon von Beginn an in Synchronisation mit dem zu speisenden Netz. Beschrieben wurde weiterhin eine Anordnung aus Brennkraftmaschine und Generator im Kraftwerksbereich, insbesondere in einem Blockheizkraftwerk (BHKW), die zur Durchführung des Verfahrens ausgelegt ist, sowie ein Kraftwerk, insbesondere Blockheizkraftwerk, dessen Brennkraftmaschine zum Generatorbetrieb mittels des Verfahrens angelassen und/oder betrieben wird.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Stromerzeugniseinheit
- 4
- Generator
- 6
- Stator
- 8
- Anker
- 10
- Erregermaschine
- 12
- Induktor
- 14
- Spannungsregler
- 16
- SPS-Steuerung
- 18
- Drehachse
- 20
- rotierendes Teil
- 22
- Ankerwicklung
- 24
- Vorwiderstand
- 26
- Leistungsschalter
- 28
- Netz
