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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Offenbarung betrifft Stromversorgungssysteme mit elektrischen
Stromverbrauchern und insbesondere betrifft sie Stromversorgungssysteme
mit mehreren Generatorsätzen zum Versorgen von elektrischen
Stromverbrauchern mit elektrischem Strom.
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Hintergrund
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Viele
Stromversorgungssysteme haben mehrere Generatorsätze zum
Versorgen von elektrischen Stromverbrauchern mit elektrischem Strom. Manche
dieser Stromversorgungssysteme können eine Gruppe von Generatorsätzen
haben, die alle an eine gemeinsame Stromleitung angeschlossen werden
können und hierin Strom einspeisen können. Unter
bestimmen Umständen können in einem solchen Stromversorgungssystem
alle Generatorsätze in der Gruppe abgeschaltet und von
der gemeinsamen Stromleitung getrennt sein, so dass in der gemeinsamen
Stromleitung kein elektrischer Strom fließt. Unter diesen
Umständen können verschiedene Ereignisse das Einleiten
des Einspeisens von elektrischem Strom von einem oder mehreren der
Generatorsätze in der Gruppe in die gemeinsame Stromleitung
sicherstellen. Einige Verfahren haben dabei einen bestimmten Generatorsatz,
der dazu bestimmt ist, immer zuerst an die gemeinsame Stromleitung angeschlossen
zu werden. Ein derartiges Steuerungsverfahren kann zu unnötigen
Verzögerungen beim Einspeisen von elektrischem Strom in
die gemeinsame Stromleitung führen, da ein Generatorsatz,
der bereit wird, elektrischen Strom einzuspeisen, bevor der Generator,
der dazu bestimmt ist, sich als erster anzuschließen, warten
muss, bis der bestimmte Generatorsatz betriebsbereit wird und sich anschließt.
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Das
US-Patent 6,639,331 für
Schultz („das
'331 Patent”)
offenbart ein Stromversorgungssystem mit mehreren Generatorsätzen,
die einer gemeinsamen Stromleitung zugeordnet sind, und ein Steuerungsverfahren,
bei dem irgendein Generatorsatz, der betriebsbereit geworden ist,
elektrischen Strom einzuspeisen, als erster sich an die gemeinsame Stromleitung
anschließen kann, wenn er ein Entscheidungsverfahren mit
den anderen Generatorsätzen gewinnt. Nachdem zumindest
ein Generatorsatz betriebsbereit geworden ist, elektrischen Strom
in die gemeinsame Stromleitung einzuspeisen, führen die Generatorsätze
in dem Steuerungsverfahren des
'331 Patents
kollektiv ein Entscheidungsverfahren aus, um festzulegen, welcher
Generatorsatz als erstes an die gemeinsame Stromleitung angeschlossen werden
wird. In diesem Entscheidungsverfahren führt jeder Generatorsatz,
der betriebsbereit ist, um elektrischen Strom einzuspeisen, wiederholt
einen Arbeitsdurchlauf aus, der das Absenden eines Sperrsignals
an andere Generatorsätze für eine Zeitspanne und
dann ein Warten für eine Zeitspanne beinhaltet. Ein Generatorsatz
fällt aus dem Entscheidungsverfahren nur dann heraus, wenn
er kein Sperrsignal aussendet, wenn ein anderer Generatorsatz an
ihn ein Sperrsignal absendet. Jeder Generatorsatz, der 100 Durchläufe
mit Signalisieren und Warten ausführt, ohne aus dem Entscheidungsverfahren
herauszufallen, wird damit weitermachen, sich an die gemeinsame
Stromleitung anzuschließen.
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Obwohl
das Steuerungsverfahren des
'331 Patents
es zulässt, dass irgendein Generatorsatz, der zum Einspeisen
von elektrischem Strom betriebsbereit geworden ist, als erster mit
dem elektrischen Leiter verbunden wird, wenn er ein Entscheidungsverfahren
gewinnt, gibt es gewisse Nachteile. So kann beispielsweise, nachdem
festgestellt wurde, dass ein Generatorsatz betriebsbereit geworden
ist, um elektrischen Strom einzuspeisen, das Warten auf Signale
von anderen Generatorsätzen das Einspeisen von elektrischem
Strom in die gemeinsame Stromleitung unnötigerweise verzögern.
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Das
Stromversorgungssystem und die Verfahren der vorliegenden Offenbarung
lösen eines oder mehrere der zuvor genannten Probleme.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine
offenbarte Ausführungsform betrifft ein Verfahren zum Betreiben
eines Stromversorgungssystems, wobei das Stromversorgungssystem
mehrere Generatorsätze und eine Stromleitung aufweist. Das
Verfahren kann das Befehligen mehrerer der Generatorsätze,
die von der Stromleitung getrennt sind, die Erzeugung von elektrischem
Strom zu beginnen, beinhalten. Das Verfahren kann auch beinhalten, dass
Informationen über den Betriebszustand von jedem der mehreren
der Generatorsätze, die dazu befehligt sind, damit zu beginnen,
elektrischen Strom zu erzeugen, einer als koordinierende Steuerungseinheit
funktionierenden Steuerungseinrichtung zugeleitet werden. Außerdem
kann das Verfahren das Ermitteln mit Hilfe der koordinierenden Steuerungseinheit enthalten,
welcher der mehreren Generatorsätze als erstes zum Einspeisen
von elektrischem Strom in die Stromleitung betriebsbereit geworden
ist. Das Verfahren kann auch das Beginnen des Einspeisens von elektrischem
Strom in die Stromleitung beinhalten, indem zuerst derjenige Generatorsatz
an die Stromleitung angeschlossen wird, den die koordinierende Steuerungseinheit
als den ersten ermittelt hat, der zum Einspeisen von elektrischem
Strom betriebsbereit geworden ist.
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Eine
weitere Ausführungsform betrifft ein Verfahren zum Betreiben
eines Stromversorgungssystems, wobei das Stromversorgungssystem
eine Stromleitung und mehrere Generatorsätze aufweist. Das
Verfahren kann beinhalten, dass mehrere der Generatorsätze
dazu befehligt werden, mit der Erzeugung von elektrischem Strom
zu beginnen, wobei die mehreren Generatorsätze von der
Stromleitung getrennt sind. Das Verfahren kann auch, in Erwiderung
darauf, dass jeder Generatorsatz zum Einspeisen von elektrischen Strom
betriebsbereit wird, beinhalten, dass ein Signal erzeugt wird, das
einer Steuerungseinrichtung, die als koordinierende Steuerungseinheit
funktioniert, die Betriebsbereitschaft des Generatorsatzes angibt.
Außerdem kann das Verfahren beinhalten, dass die koordinierende
Steuerungseinheit so betrieben wird, dass gesteuert wird, welcher
der Generatorsätze, die dazu befehligt wurden, mit der
Erzeugung von elektrischen Strom zu beginnen, sich als erstes an
die Stromleitung anschließen wird. Dies kann, in Erwiderung
auf das erste Signal, das die Betriebsbereitschaft eines Generatorsatzes angibt,
enthalten, den Generatorsatz, der mit dem ersten Signal verknüpft
ist, mit der Autorisierung von der koordinierenden Steuerungseinheit,
sich an die Stromleitung anzuschließen, zu versehen.
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Eine
weitere Ausführungsform betrifft ein Stromerzeugungssystem,
das eine Stromleitung, mehrere Generatorsätze, die dazu
betreibbar sind, elektrischen Strom an den elektrischen Stromverbraucher
zu liefern, und ein Steuerungsnetz beinhaltet, das mehrere Steuerungseinrichtungen
enthält. Das Steuerungsnetz kann so konfiguriert sein,
dass eine der Steuerungseinrichtungen als koordinierende Steuerungseinheit
funktioniert, um einen oder mehrere Betriebsaspekte der mehreren
Generatorsätze zu koordinieren. Das Steuerungsnetz kann
auch zum wahlweise Ändern, welche der mehreren Steuerungseinrichtungen
als die koordinierende Steuerungseinheit funktioniert, konfiguriert
sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels
eines Stromversorgungssystems gemäß der vorliegenden
Offenbarung,
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2A ist
ein erster Teil eines Flussdiagramms, das ein Ausführungsbeispiel
eines Verfahrens zum Steuern eines Stromversorgungssystems gemäß der
vorliegenden Offenbarung veranschaulicht,
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2B ist
ein zweiter Teil des Flussdiagramms, das in der 2A beginnt,
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2C ist
ein dritter Teil des Flussdiagramms, das in der 2A beginnt,
und
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2D ist
ein vierter Teil des Flussdiagramms, das in der 2A beginnt.
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Detaillierte Beschreibung
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Die 1 zeigt
ein Stromversorgungssystem 10 gemäß der
vorliegenden Offenbarung. Das Stromversorgungssystem 10 kann
einen elektrischen Stromverbraucher 12, Stromquellen 14,
die zur Stromversorgung betreibbar sind, ein Energieversorgungsnetz 16 zum Übertragen
von elektrischem Strom von den Stromquellen 14 zu dem elektrischen Stromverbraucher 12,
und Stromversorgungssystemsteuerungen 18.
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Ein
elektrischer Stromverbraucher 12 kann irgendeine Einrichtung
sein oder Einrichtungen umfassen, die elektrischen Strom benötigen,
um eine oder mehrere Arbeiten auszuführen, wobei die Einrichtungen
unter anderem elektrische Beleuchtungen und Elektromotoren sein
können. In einigen Ausführungsbeispielen mag ein
elektrischer Stromverbraucher 12 elektrischen Strom in
besonderer Form erfordern, wie beispielsweise ein Dreiphasenwechselstrom.
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Stromquellen 14 können
ein Elektrizitätswerk 20 und Generatorsätze
GA, GB, GC umfassen. Das Elektrizitätswerk 20 kann
beispielsweise ein System zum Erzeugen und Verteilen von elektrischem
Strom sein, das den elektrischen Strom gegen eine Gebühr
an viele Kunden liefert. Das Elektrizitätswerk 20 kann
elektrischen Wechselstrom wie beispielsweise einen Dreiphasenwechselstrom
mit einer Frequenz von 60 Hz liefern.
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Jeder
Generatorsatz GA, GB,
GC kann irgendeine Komponente oder irgendwelche
Komponenten beinhalten, die zum Erzeugen von elektrischem Strom
betreibbar sind. In einigen Ausführungsbeispielen kann
jeder Generatorsatz GA, GB,
GC einen elektrischen Generator 28, 30, 32 umfassen, der
mit einem Motor 34, 36, 38 als Antrieb
verbunden ist. Jeder Motor 34, 36, 38 kann
irgendeine Art von Einrichtung sein, die zum Erzeugen mechanischer Leistung
betreibbar ist, indem Kraftstoff verbrannt wird, wie beispielsweise
ein Dieselmotor, ein Benzinmotor, ein mit Gas betriebener Motor
oder ein Turbinenmotor. Jeder elektrische Generator 28, 30, 32 kann
irgendeine Art von Einrichtung sein, die dazu ausgebildet ist, von
dem zugehörigen Motor 34, 36, 38 auf
mechanische Weise Leistung zu erhalten und zumindest einen Teil
dieser Leistung in elektrischen Strom umzuwandeln, wie beispielsweise
ein AC-Induktionsgenerator, ein Permanentmagnetgenerator, ein AC-Synchrongenerator
oder ein Switched-Reluctance-Generator. In einigen Ausführungsbeispielen kann
jeder elektrische Generator 28, 30, 32 eine
Ausgestaltung aufweisen, so dass der Generator einen Dreiphasenwechselstrom
erzeugt. Außerdem mag in einigen Ausführungsbeispielen
jeder Generatorsatz GA, GB,
GC eine Stromerzeugungskapazität
haben, die geringer ist als ungefähr fünf Megawatt.
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Jeder
Generatorsatz GA, GB,
GC kann auch verschiedene Steuerungskomponenten
enthalten. Beispielsweise kann jeder Generatorsatz GA,
GB, GC einen Schalter 48, 50, 52 aufweisen,
der zwischen dem Ausgang seines elektrischen Generators 28, 30, 32 und
dem Energieversorgungsnetz 16 geschaltet ist. Jeder Schalter 48, 50, 52 kann
irgendeine Ausgestaltung aufweisen, die es zulässt, dass
der Ausgang des zugehörigen elektrischen Generators 28, 30, 32 mit
dem Energieversorgungsnetz 16 wahlweise elektrisch verbunden
wird.
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Zusätzlich
zu den Schaltern 48, 50, 52 können
die Steuerungskomponenten der Generatorsätze GA,
GB, GC eine oder
mehrere informationsverarbeitende Einrichtungen enthalten. Beispielsweise kann
der Generatorsatz GA eine zugehörige
Anlagensteuerungseinrichtung 40 enthalten, der Generatorsatz
GB kann eine zugehörige Anlagensteuerungseinrichtung 42 enthalten
und der Generatorsatz GC kann eine zugehörige
Anlagensteuerungseinrichtung 44 enthalten. Die Anlagensteuerungseinrichtungen 40, 42, 44 können
verschiedene Arten von informationsverarbeitenden Komponenten enthalten,
wie unter anderem verdrahtete Steuerschaltungen (nicht gezeigt)
und/oder Mikroprozessoren (nicht gezeigt). Außerdem können
in einigen Ausführungsbeispielen die Anlagensteuerungseinrichtungen 40, 42, 44 jeweils
eine Bedieneinrichtung (nicht gezeigt) enthalten, über
die ein Bediener mit den Anlagensteuerungseinrichtungen 40, 42, 44 kommunizieren
kann. Jeder Generatorsatz GA, GB,
GC kann seine Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44 mit
dessen Motor 34, 36, 38, dessen elektrischen
Generator 28, 30, 32 und dessen Schalter 48, 50, 52 operativ
verbunden haben. Demgemäß können die
Anlagensteuerungseinrichtungen 40, 42, 44 von
jedem Generatorsatz GA, GB,
GC einen oder mehrere Betriebsaspekte des Motors 34, 36, 38,
des elektrischen Generators 28, 30, 32 und
des Schalters 48, 50, 52 der Generatorsätze
GA, GB, GC überwachen und/oder steuern.
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Jede
Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44 kann
auch mit verschiedenen Komponenten verbunden sein, die diese mit
Informationen über verschiedene andere Betriebsaspekte
des Stromversorgungssystems 10 versorgen. Jede Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44 kann
Informationen über einen oder mehrere Kennwerte des durch
deren Generatorsatz GA, GB,
GC erzeugten elektrischen Stroms erhalten,
wie beispielsweise die Spannung, Stromstärke, Phase und/oder
Frequenz. Außerdem kann jede Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44 Informationen
erhalten, die die Strommenge betreffen, die von dem elektrischen
Stromverbraucher 12 angefordert ist. Beispielsweise mag
jede Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44 Informationen
erhalten, wie beispielsweise die Spannung und/oder die Stromstärke
in einem oder mehreren Abschnitten des Energieversorgungsnetzes 16,
die Spannung und/oder Stromstärke in einer oder mehreren
Komponenten des elektrischen Stromverbrauchers 12 und/oder
die Betriebszustände von einer oder mehreren der Einrichtungen
des elektrischen Stromverbrauchers 12. Die Anlagensteuerungseinrichtungen 40, 42, 44 können
auch über ein Kommunikationsnetz 46 miteinander
kommunizieren.
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Die
Generatorsätze GA, GB,
GC sind nicht auf die in der 1 gezeigte
Konfiguration beschränkt. Die Generatorsätze GA, GB, GC können
anstatt der Motoren 34, 36, 38 und der
elektrischen Generatoren 28, 30, 32 zur
Erzeugung von elektrischem Strom andere Komponenten enthalten. Beispielsweise
kann einer oder mehrere Generatorsätze GA,
GB, GC eine Kraftstoffzelle
sein. Überdies kann ein Generatorsatz GA,
GB, GC andere Typen
von Steuerungen enthalten, wie beispielsweise festverdrahtete Steuerschaltungen
zusätzlich zu oder anstatt deren Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44.
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Das
Energieversorgungsnetz 16 kann verschiedene elektrische
Komponenten enthalten, die zum Versorgen von einem elektrischen
Stromverbraucher 12 mit Strom von Stromquellen 14 betreibbar
sind. Das Energieversorgungsnetz 16 kann eine mit dem elektrischen
Stromverbraucher 12 verbundene Stromleitung 54 und
mit der Stromleitung 54 verbundene Stromleitungen 56, 58, 60 enthalten.
Die Stromleitungen 56, 58, 60 können
jeweils mit den Schaltern 48, 50, 52 gegenüberliegend
den elektrischen Generatoren 28, 30, 32 verbunden
sein. Entsprechend führt das Schließen der Schalter 48, 50, 52 eines
Generatorsatzes GA, GB,
GC dazu, dass der Ausgang von dessen elektrischen
Generator 28, 30, 32 mit der Stromleitung 54 und
dem elektrischen Stromverbraucher 12 über die
hiermit verbundene Stromleitung 56, 58, 60 elektrisch
verbunden wird. Zum Einspeisen des elektrischen Stroms von dem Elektrizitätswerk 20 in
die Stromleitung 54 und den elektrischen Stromverbraucher 12 kann
das Energieversorgungsnetz 16 auch eine mit der Stromleitung 54 verbundene
Stromleitung 62 und einen zwischen dem Elektrizitätswerk 20 und
der Stromleitung 62 geschalteten Schalter 64 enthalten.
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Die
Stromversorgungssystemsteuerungen 18 können aus
irgendeiner Kombination von Steuerungskomponenten bestehen, die
zum Steuern des Stromversorgungssystems 10 in der nachfolgend
erläuterten Weise betreibbar sind. Im Falle des in der 1 gezeigten
Ausführungsbeispiels können die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 Anlagensteuerungseinrichtungen 40, 42, 44,
ein Kommunikationsnetz 46 und Schalter 48, 50, 52, 64 enthalten. Außerdem
können die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 eine
Steuerungseinrichtung 66 enthalten. Die Steuerungseinrichtung 66 kann
irgendeinen Typ aus einer Menge verschiedener Typen von informationsverarbeitenden
Komponenten enthalten, wie unter anderem festverdrahtete Steuerschaltungen
(nicht gezeigt) und/oder Mikroprozessoren (nicht gezeigt). Die Steuerungseinrichtung 66 kann
auch ein Bedienteil (nicht gezeigt) enthalten, mittels dem ein Bediener
mit der Steuerungseinrichtung 66 kommunizieren kann. Die
Steuerungseinrichtung 66 kann mit dem Schalter 64 so
operativ verbunden sein, dass die Steuerungseinrichtung 66 steuern
kann, ob der Schalter 64 das Elektrizitätswerk 20 mit
der Stromleitung 62, der Stromleitung 54 und dem
elektrischen Stromverbraucher 12 elektrisch verbindet. Die
Steuerungseinrichtung 66 kann auch mit dem Kommunikationsnetz 46 so
verbunden sein, dass die Steuerungseinrichtung 66 mit den
Anlagensteuerungseinrichtungen 40, 42, 44 kommunizieren
kann. Demgemäß können die Anlagensteuerungseinrichtungen 40, 42, 44,
das Kommunikationsnetz 46 und die Steuerungseinrichtung 66 ein
Steuerungsnetz 68 bilden.
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Überdies
kann die Steuerungseinrichtung 66 an verschiedene andere
Komponenten angeschlossen sein, die diese mit Informationen betreffend
verschiedene andere Betriebsaspekte des Stromversorgungssystems 10 versorgen.
Die Steuerungseinrichtung 66 mag Informationen über
ein oder mehrere Kennwerte des elektrischen Stroms erhalten, der
von dem Elektrizitätswerk 20 eingespeist wird,
wie beispielsweise dessen Spannung, Stromstärke, Phase und/oder
Frequenz. Die Steuerungseinrichtung 66 mag ähnliche
Informationen über den in dem Stromversorgungsnetz 16 fließenden
elektrischen Strom erhalten, dessen Kennwerte von den Kennwerten des
durch das Elektrizitätswerk 20 eingespeisten elektrischen
Stroms verschieden sind, dann, wenn der Schalter 64 offen
ist. Informationen über den in dem Stromversorgungsnetz
fließenden elektrischen Strom 16 und/oder andere
Informationen, die durch die Steuerungseinrichtung 66 erhalten
werden, können als Anhaltspunkt für die Steuerungseinrichtung 66 über
die von dem elektrischen Stromverbraucher 12 benötigte
Leistung dienen.
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Das
Stromversorgungssystem 10 ist nicht auf die in der 1 gezeigte
Konfiguration beschränkt. Beispielsweise kann das Stromversorgungssystem 10 eine
unterschiedliche Anzahl und/oder unterschiedliche Typen von Stromquellen 14 enthalten,
die Energie in das Stromversorgungsnetz 16 einspeisen.
In einigen Ausführungsformen kann das Stromversorgungssystem 10 einen
oder mehrere der Generatorsätze GA,
GB, GC weglassen und/oder
andere Generatorsätze zusätzlich zu den Generatorsätzen
GA, GB, GC enthalten. In ähnlicher Weise
mag das Stromversorgungssystem 10 keine Einrichtungen aufweisen,
um den elektrischen Stromverbraucher 12 mit dem Elektrizitätswerk 20 zu verbinden,
und/oder das Stromversorgungssystem 10 kann eine Ausgestaltung
aufweisen, die es zulässt, dass entweder das Elektrizitätswerk 20 oder ein
anderes Elektrizitätswerk mit dem elektrischen Stromverbraucher 12 verbunden
wird.
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Außerdem
können die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 eine
andere als die in der 1 gezeigte Konfiguration aufweisen.
In einigen Ausführungsbeispielen können die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 eine
oder mehrere der Anlagensteuerungseinrichtungen 40, 42, 44 und
die Steuerungseinrichtung 66 weglassen. In derartigen Ausführungsbeispielen
können die Stromversorgungssteuerungen 18 die
Steuerungsfunktionen der weggelassenen Steuerungseinrichtung bzw.
Steuerungseinrichtungen mit Hilfe von einer oder mehreren der verbleibenden
Steuerungseinrichtungen und/oder mit Hilfe der nicht in der 1 gezeigten Steuerungseinrichtungen
ausführen. Die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 können
auch zusätzliche Komponenten zum Regeln, wie Energie innerhalb
des Stromversorgungsnetzes 16 fließt, enthalten.
Beispielsweise können in einigen Ausführungsbeispielen
die Stromversorgungssteuerungen 18 einen oder mehrere Schalter
in dem Stromversorgungsnetz 16 enthalten, um wahlweise
Gruppen von Stromquellen 14 wie beispielsweise Gruppen
von Generatorsätzen von dem elektrischen Stromverbraucher 12 zu
isolieren.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Das
Stromversorgungssystem 10 kann überall dort eingesetzt
werden, wo ein elektrischer Stromverbraucher 12 vorhanden
ist. Während des Betriebs des Stromversorgungssystems 10 können
die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 basierend auf Eingaben
eines Bedieners und/oder basierend auf verschiedenen Betriebsbedingungen
des Stromversorgungssystems 10 steuern, ob das Elektrizitätswerk 20,
der Generatorsatz GA, der Generatorsatz
GB oder der Generatorsatz GC elektrischen
Strom an den elektrischen Stromverbraucher 12 liefern.
In manchen Fällen können die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 die
Schalter 48, 50, 52 offen halten, um
die Generatorsätze GA, GB, GC von dem elektrischen
Stromverbraucher 12 elektrisch zu trennen und gleichzeitig
die Generatorsätze GA, GB, GC abgeschaltet
zu haben. Beispielsweise können sich die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 unter
bestimmten Bedingungen, die das Erfüllen der Leistungsanforderungen
des elektrischen Stromverbrauchers 12 ausschließlich
mit elektrischem Strom von dem Elektrizitätswerk 20 gewährleisten,
und unter Bedingungen, bei denen der elektrische Stromverbraucher 12 keinen
elektrischen Strom benötigt, entsprechend verhalten.
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Wenn
die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 die Generatorsätze
GA, GB, GC abgeschaltet und diese von dem elektrischen
Stromverbraucher 12 elektrisch getrennt haben, können
verschiedene Ereignisse bewirken, dass die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 damit
beginnen, elektrischen Strom von einem oder mehreren der Generatorsätze
GA, GB, GC in die Stromleitung 54 und den elektrischen
Stromverbraucher 12 einzuspeisen.
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Wenn
beispielsweise das Elektrizitätswerk 20 nicht
in der Lage ist, elektrischen Strom einzuspeisen, oder darin scheitert,
ausreichend Strom zuzuführen, um die Leistungsanforderungen
des elektrischen Stromverbrauchers 12 zu erfüllen,
können die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 damit
beginnen, elektrischen Strom von einem oder mehreren der Generatorsätze
GA, GB, GC in die Stromleitung 54 einzuspeisen.
Außerdem können die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 in
Erwiderung auf einen manuellen Befehl von einem Bediener oder auf einen
Auslöser von einem automatischen Taktzeitgeber hin, damit
beginnen, elektrischen Strom von einem oder mehreren der Generatorsätze
GA, GB, GC einzuspeisen. Des Weiteren können
unter bestimmten Betriebsbedingungen in einigen Ausführungsformen
die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 eine oder mehrere
Steuerstrategien zum automatischen Regeln der durch das Elektrizitätswerk 20 eingespeisten
Strommenge im Vergleich zu der durch die Generatorsätze
GA, GB, GC eingespeisten Strommenge ausgeführt
werden. In einem solchen Fall können die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 elektrischen
Strom von den Generatorsätzen GA,
GB, GC in Erwiderung
auf bestimmte Bedingungen, die die von dem Elektrizitätswerk 20 eingespeiste
Strommenge betreffen, begonnen werden.
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Um
die Einspeisung von elektrischem Strom von einem oder mehrerer der
Generatorsätze GA, GB, GC in die Stromleitung 54 erfolgreich
starten zu können, kann es unter Umständen notwendig
sein, dass die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 den Betrieb
der Generatorsätze GA, GB, GC koordinieren. Um
dieser Anforderung gerecht zu werden, mag eine der Steuerungseinrichtungen
der Stromversorgungssystemsteuerungen 18 als koordinierende
Steuerungseinheit für den Einleitvorgang des Einspeisens von
Strom von einem oder mehrerer der Generatorsätze GA, GB, GC funktionieren.
So mag beispielsweise die Steuerungseinrichtung 66, die
Anlagensteuerungseinrichtung 40, die Anlagensteuerungseinheit 42 oder
die Anlagensteuerungseinrichtung 44 als koordinierende
Steuerungseinheit funktionieren. Die als die koordinierende Steuerungseinheit
funktionierende Steuerungseinrichtung kann Informationen über den
Betrieb jedes Generatorsatzes GA, GB, GC erhalten und,
basierend auf diesen Informationen, bestimmte Aspekte einer Hauptstrategie
zum Koordinieren des Betriebs der Generatorsätze GA, GB, GC ausführen.
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Welche
Steuerungseinrichtung auch immer während der Inbetriebnahme
der Generatorsätze GA, GB, GC als die koordinierende
Steuerungseinheit funktioniert, kann bestimmte Aspekte des Inbetriebnahmevorgangs
zum Einspeisen von elektrischem Strom von einem oder mehrerer der
Generatorsätze GA, GB,
GC in die Stromleitung 54 steuern.
Die 2A–2D veranschaulichen
ein Ausführungsbeispiel einer Steuerstrategie zum Einleiten
des Einspeisens von elektrischem Strom von einem oder mehrerer der
Generatorsätze GA, GB,
GC mit der koordinierenden Steuerungseinheit,
die bestimmte Aspekte des Prozesses ausführt. Wie die 2A zeigt, kann
der Prozess mit dem Einleiten der Inbetriebnahme jedes Generatorsatzes
GA, GB, GC (Verfahrensschritte 70, 72, 74)
beginnen. Das Steuerverfahren mag auf irgendeinem geeigneten Mittel
zum Einleiten der Inbetriebnahme der Generatorsätze GA, GB, GC beruhen,
was u. a. beinhaltet, dass die koordinierende Steuerungseinheit
den Generatorsätzen GA, GB, GC signalisiert,
in Betrieb zu gehen, wobei jede Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44 die
Inbetriebnahme desjenigen Generatorsatzes GA,
GB, GC, dem sie
zugeordnet ist, automatisch einleitet, ein Bediener die Inbetriebnahme
der Generatorsätze GA, GB, GC manuell einleitet
oder ein Zykluszeitnehmer die Inbetriebnahme der Generatorsätze
GA, GB, GC einleitet. Der Inbetriebnahmeprozess für
jeden Generatorsatz GA, GB,
GC kann beispielsweise beinhalten, dass
versucht wird, deren Motor 34, 36, 38 zu
starten und versucht wird, die Spannungsabgabe von deren elektrischen
Generator 28, 30, 32 aufzunehmen. In einigen Ausführungsbeispielen
mag die Inbetriebnahme der Generatorsätze GA,
GB, GC im Wesentlichen
gleichzeitig eingeleitet werden.
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Daraufhin
kann die Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44 jedes
Generatorsatzes GA, GB,
GC beurteilen, ob dieser Generatorsatz GA, GB, GC bereit ist,
elektrischen Strom in die Stromleitung 54 einzuspeisen
(Verfahrensschritte 76, 78, 80). Die
Anlagensteuerungseinrichtungen 40, 42, 44 können
verschiedene Kriterien anwenden, um zu entscheiden, ob ein Generatorsatz
GA, GB, GC betriebsbereit ist, elektrischen Strom
in die Stromleitung 54 einzuspeisen. In einigen Ausführungsbeispielen
mag eine Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44 einen
Generatorsatz GA, GB,
GC als betriebsbereit zum Einspeisen von
elektrischem Strom in die Stromleitung 54 erachten, wenn
dessen Motordrehzahl in einem Sollbereich liegt, die Spannung und
Frequenz des elektrischen Stroms, den er erzeugt, innerhalb von
Sollbereichen liegen und keine Fehlerzustände vorliegen. Wenn
ein Generatorsatz GA, GB,
GC nicht betriebsbereit ist, um elektrischen
Strom in die Stromleitung 54 einzuspeisen, mag dessen Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44 dessen
Betrieb einregeln (Verfahrensschritte 82, 84, 86),
bis dieser die Kriterien erfüllt, die notwendig sind, um
ihn als betriebsbereit zu erachten.
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Wenn
jeder Generatorsatz GA, GB,
GC betriebsbereit wird, um elektrischen
Strom, in die Stromleitung 54 einzuspeisen, kann dessen
jeweilige Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44 signalisieren,
dass der Generatorsatz GA, GB,
GC betriebsbereit ist. Wenn beispielsweise
der Generatorsatz GA betriebsbereit wird,
um elektrischen Strom in die Stromleitung 54 einzuspeisen,
mag die Anlagensteuerungseinrichtung 40 ein GA_BETRIEBSBEREIT-Signal
erzeugen, das der koordinierenden Steuerungseinheit angibt, dass
der Generatorsatz GA betriebsbereit ist
(Verfahrenschritt 88). In gleicher Weise kann, wenn der
Generatorsatz GB betriebsbereit wird, um
elektrischen Strom in die Stromleitung 54 einzuspeisen,
die Anlagensteuerungseinrichtung 42 ein GB_BETRIEBSBEREIT-Signal
erzeugen, das der koordinierenden Steuerungseinheit angibt, dass
der Generatorsatz GB betriebsbereit ist
(Verfahrensschritt 90). In gleicher Weise mag die Anlagensteuerungseinrichtung 44 ein
GC_BETRIEBSBEREIT-Signal erzeugen, dass
der koordinierenden Steuerungseinheit angibt, dass der Generatorsatz
GC betriebsbereit ist (Verfahrenschritt 92),
wenn der Generatorsatz GC betriebsbereit
wird, um elektrischen Strom in die Stromleitung 54 einzuspeisen.
Im Fall, dass eine Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44 als
die koordinierende Steuerungseinheit funktioniert, wenn sie eines dieser „BETRIEBSBEREIT”-Signale
erzeugt hat, kann sie dieses Signal intern übermitteln.
Eine Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44,
die nicht als die koordinierende Steuerungseinheit funktioniert,
mag ein solches BETRIEBSBEREIT-Signal an die koordinierende Steuerungseinheit über
Kommunikationsleitungen wie beispielsweise das Kommunikationsnetz 46 übermitteln.
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Nach
dem Erzeugen von mindestens einem BETRIEBSBEREIT-Signal kann die
koordinierende Steuerungseinheit ermitteln, welcher Generatorsatz GA, GB, GC als
erster betriebsbereit wurde, um elektrischen Strom in die Stromleitung 54 einzuspeisen (Verfahrensschritt 94).
Die koordinierende Steuerungseinheit kann dies tun, indem ermittelt
wird, welcher Generatorsatz GA, GB, GC mit dem BETRIEBSBEREIT-Signal,
das als erstes ankam, verknüpft ist. Die koordinierende
Steuerungseinheit kann dies tun, ohne dass auf das zweite oder dritte
BETRIEBSBEREIT-Signal gewartet wird.
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Wie
die 2B zeigt, kann die koordinierende Steuerungseinheit
dann den Generatorsatz GA, GB,
GC, der als erstes betriebsbereit wurde,
autorisieren, zu versuchen, sich an die Stromleitung 54 anzuschließen
(Verfahrenschritt 96). Die koordinierende Steuerungseinheit
mag diese Autorisierung ausgeben, ohne dass auf einen zweiten der
Generatorsätze GA, GB,
GC gewartet wird, bis dieser betriebsbereit wird.
Die koordinierende Steuerungseinheit kann die Autorisierung beispielsweise
durch Generieren eines Signals kommunizieren, das der Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44 des
als erster betriebsbereit gewordenen Generatorsatzes GA,
GB, GC angibt, dass
sie die Autorisierung hat, zu versuchen, an die Stromleitung 54 anzuschließen.
Wenn die koordinierende Steuerungseinheit die Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44 desjenigen
Generatorsatzes GA, GB,
GC ist, der als erster betriebsbereit wurde,
kann sie dieses Signal intern übermitteln. Ansonsten mag die
koordinierende Steuerungseinheit das Signal über Kommunikationsleitungen
wie beispielsweise das Kommunikationsnetz 46 übermitteln.
Nach dem Erzeugen eines Signals, das den zuerst betriebsbereit gewordenen
Generatorsatz GA, GB,
GC autorisiert, zu versuchen, an die Stromleitung 54 anzuschließen,
kann die koordinierende Steuerungseinheit einen Zeitnehmer starten,
um die Zeit zu nehmen, die seit der Autorisierung vergangen ist
(Verfahrensschritt 98).
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Der
autorisierte Generatorsatz GA, GB, GC mag dann dadurch
reagieren, dass dieser versucht, sich an die Stromleitung 54 anzuschließen
(Verfahrensschritt 100). Beispielsweise mag die Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44 des
autorisierten Generatorsatzes GA, GB, GC versuchen,
den zugehörigen Schalter 48, 50, 52 zu
schließen. Nach dem Empfang der Autorisierung von der koordinierenden Steuerungseinheit,
zu versuchen, an die Stromleitung 54 anzuschließen,
kann ein Generatorsatz GA, GB,
GC dies durchführen, ohne dass
auf irgendeine weitere Information von der koordinierenden Steuerungseinheit
oder anderen Komponenten des Stromversorgungssystems 10 gewartet
wird.
-
Wenn
sich der autorisierte Generatorsatz GA, GB, GC erfolgreich
an die Stromleitung 54 anschließt (Verfahrensschritt 102),
kann dessen Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44 ein
Signal erzeugen, dass der koordinierenden Steuerungseinheit angibt, dass
der Generatorsatz GA, GB,
GC sich erfolgreich angeschlossen hat (Verfahrensschritt 104).
In Erwiderung hierauf mag die koordinierende Steuerungseinheit die
anderen Generatorsätze GA, GB, GC autorisieren,
sich an die Stromleitung 54 anzuschließen, sobald
sie sich im Wesentlichen mit dem elektrischen Strom in der Stromleitung 54 synchronisiert haben (Verfahrensschritt 106).
Unter der Kontrolle ihrer koordinierenden Steuerungseinheiten 40, 42, 44 können
dann die noch nicht an die Stromleitung 54 angeschlossenen
Generatorsätze GA, GB,
GC sich mit dem elektrischen Strom in der
Versorgungsleitung 54 im Wesentlichen synchronisieren und
sich hieran anschließen (Verfahrensschritt 108).
-
Wenn
der Generatorsatz GA, GB,
GC, der als erster die Autorisierung erhält,
einen Versuch zu starten, sich anzuschließen, anfänglich
beim Anschließen nicht erfolgreich ist (Verfahrensschritt 102),
kann dieser dies solange fortlaufend versuchen, bis der Zeitnehmer
abgelaufen ist (Verfahrensschritt 110). Verschiedene Arten
von Störungen der Komponenten, wie beispielsweise eine
Störung der Kommunikationsleitungen und/oder ein Fehler
eines Schalters 48, 50, 52, könnten
einen Generatorsatz GA, GB,
GC daran hindern, sich erfolgreich an die
Stromleitung 54 anzuschließen. Wenn der Zeitnehmer
abläuft, ohne dass der als erster betriebsbereit gewordene
Generatorsatz GA, GB,
GC sich erfolgreich an die Stromleitung 54 angeschlossen
hat, mag die koordinierende Steuerungseinheit die Autorisierung
für den als erster betriebsbereit gewordenen Generatorsatz
GA, GB, GC zu versuchen, sich an die Stromleitung 54 anzuschließen,
zurücknehmen (Verfahrensschritt 112). Wie die 2C zeigt,
kann dann die koordinierende Steuerungseinheit einen anderen Generatorsatz
GA, GB, GC, der betriebsbereit geworden ist, um elektrischen
Strom einzuspeisen, autorisieren, einen Versuch zu starten, sich
an die Stromleitung 54 anzuschließen (Verfahrensschritt 114).
Wie in den 2C und 2D gezeigt,
können dann die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 den
gleichen grundsätzlichen Prozess anwenden, um zu versuchen,
den zweiten betriebsbereit gewordenen Generatorsatz GA,
GB, GC anzuschließen
und die anderen Generatorsätze GA,
GB, GC Online zu
bringen (Verfahrensschritte 116–123),
und wenn dies missglückt, zu versuchen, den dritten betriebsbereit
gewordenen Generatorsatz GA, GB,
GC anzuschließen und die anderen
Generatorsätze GA, GB,
GC Online zu bringen (Verfahrensschritte 124–132).
-
Wenn
der zweite und dritte Generatorsatz GA,
GB, GC darin fehlschlagen,
sich anzuschließen, können die Stromversorgungssteuerungen 18 erneut versuchen,
den als erster betriebsbereit gewordenen Generatorsatz GA, GB, GC anzuschließen
(Verfahrensschritt 96, 2A). Dieser
Vorgang kann solange fortgeführt werden, bis die Stromversorgungssystemsteuerungen
die Einspeisung von elektrischem Strom in die Stromleitung 54 mit
einem der Generatorsätze GA, GB, GC oder irgendeiner
anderen Stromversorgungsquelle 14 einleiten, wie beispielsweise, dass
das Elektrizitätswerk die Einspeisung von elektrischem
Strom in die Stromleitung 54 startet. Wenn zu irgendeinem
Zeitpunkt während des in den 2A–2D gezeigten
Prozesses eine andere Stromversorgungsquelle 14 damit beginnt,
elektrischen Strom in die Stromleitung 54 einzuspeisen,
bevor einer der Generatorsätze GA,
GB, GC sich erfolgreich
an die Stromleitung 54 angeschlossen hat, können
die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 den in den 2A–2D gezeigten
Prozess verlassen. Bei einem solchen Ereignis kann, wenn die Umstände
es weiterhin rechtfertigen, dass elektrischer Strom in die Stromleitung 54 durch
einen oder mehrere der Generatorsätze GA,
GB, GC eingespeist wird,
die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 diejenigen GA, GB, GC mit
dem elektrischen Strom in der Stromleitung 54 im wesentlichen
synchronisieren und diese mit der Stromleitung 54 verbinden.
-
Nachdem
die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 die Einspeisung
von elektrischem Strom von einem oder mehreren der Generatorsätze
GA, GB, GC in die Stromleitung 54 erfolgreich
eingeleitet haben, mag die koordinierende Steuerungseinheit dazu
dienen, zusätzliche Aspekte des Betriebs der Generatorsätze
GA, GB, GC zu koordinieren. Beispielsweise kann die
koordinierende Steuerungseinheit den Gesamtbetrag des in die Stromleitung 54 mittels
der Generatorsätze GA, GB, GC eingespeisten elektrischen
Stroms und die einzelnen Beiträge jedes Generatorsatzes
GA, GB, GC an diesem Gesamtbetrag steuern. Die koordinierende
Steuerungseinheit kann dies dadurch tun, indem jeder Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44 angegeben
wird, ob der zugehörige Generatorsatz GA,
GB, GC elektrischen Strom
in die Stromleitung 54 einspeisen soll, und, wenn dies
der Fall ist, wieviel elektrischer Strom einzuspeisen ist. Die koordinierende
Steuerungseinheit kann ermitteln, wieviel elektrischer Strom jeder
Generatorsatz GA, GB,
GC einspeisen sollte, basierend auf Eingaben
eines Bedieners und/oder verschiedenen Arten von automatischen Stromversorgungsmanagementstrategien.
-
In
einigen Ausführungsbeispiel kann in dieser Phase des Betriebs
die Strategie der koordinierenden Steuerungseinheit zum Auswählen,
welche Generatorsätze GA, GB, GC elektrischen
Strom einspeisen, darauf fokussiert sein, die Stromanforderungen
des elektrischen Stromverbrauchers 12 effektiv und effizient
zu erfüllen. Dabei kann die koordinierende Steuerungseinheit
ihre Ermittlungen, welche Generatorsätze GA,
GB, GC elektrischen
Strom einspeisen auf verschiedene Faktoren basieren, die die Strommenge,
die von verschiedenen Stromquellen 14, eingespeist wird,
die Stromkapazität der verschiedenen Stromquellen 14 und/oder
die Menge des elektrischen Stroms, die von dem elektrischen Stromverbraucher 12 gefordert
wird, betreffen. Wenn beispielsweise die Ausgangsleistung von einem
oder mehreren der Generatorsätze GA,
GB, GC, die gerade elektrischen
Strom einspeisen, einen bestimmten Referenzwert überschreitet,
kann die koordinierende Steuerungseinheit einen oder mehrere zusätzliche Generatorsätze
GA, GB, GC auswählen, um mit der Einspeisung
von elektrischem Strom zu beginnen. Wenn die Ausgangsleistung von
einem oder mehreren der Generatorsätze GA,
GB, GC, die gerade
elektrischen Strom einspeisen, unterhalb eines Referenzwertes fällt,
kann in gleicher Weise die Steuerungseinheit einen oder mehrere
dieser Generatorsätze GA, GB, GC auswählen,
um die Einspeisung von elektrischem Strom zu unterbrechen.
-
Überdies
kann in manchen Ausführungsbeispielen die koordinierende
Steuerungseinheit unter bestimmten Umständen einen oder
mehrere der Generatorsätze GA,
GB, GC auswählen,
mit der Einspeisung von elektrischem Strom aufzuhören und
stattdessen einen oder mehrere andere Generatorsätze GA, GB, GC auswählen,
mit der Einspeisung von elektrischem Strom zu beginnen. Die koordinierende Steuerungseinheit
kann dies beispielsweise dann tun, wenn ein Generatorsatz GA, GB, GC,
der gerade keinen elektrischen Strom einspeist, effizienter dazu beitragen
kann, die Leistungsanforderungen des elektrischen Stromverbrauchers 12 zu
erfüllen als ein oder mehrere Generatorsätze GA, GB, GC,
die gerade elektrischen Strom einspeisen. Verschiedene Umstände
können es einem der Generatorsätze GA,
GB, GC, der gerade
keinen elektrischen Strom einspeist, ermöglichen, effizienter
dazu beizutragen, die Leistungsanforderungen des elektrischen Stromverbrauchers 12 zu
erfüllen als einer oder mehrere der Generatorsätze
GA, GB, GC, die gerade elektrischen Strom einspeisen.
In manchen Fällen mag beispielsweise ein Generatorsatz
GA, GB, GC, der gerade keinen elektrischen Strom einspeist,
eine Leistungskapazität aufweisen, die besser geeignet
ist, die derzeitigen Leistungsanforderungen zu erfüllen
als die Leistungskapazität von einem oder mehreren der Generatorsätze
GA, GB, GC, die gerade Strom einspeisen.
-
Die
koordinierende Steuerungseinheit kann ändern, welche Generatorsätze
GA, GB, GC zu verschiedenen Zeitpunkten elektrischen
Strom einspeisen. Wie zuvor erwähnt, mag der Fokus der
von den ausgewählten Generatorsätzen GA, GB, GC eingesetzten
Strategie wechseln, von der schnellen anfänglichen Einspeisung
von elektrischem Strom zu einem Verbessern von einer oder mehreren
Zielvorgaben, sobald zumindest einer der Generatorsätze GA, GB, GC damit
begonnen hat, elektrischen Strom in die Stromleitung 54 einzuspeisen.
Demnach kann die koordinierende Steuerungseinheit in der Zeitspanne, die
direkt dem Zeitpunkt folgt, ab dem ein oder mehrere der Generatorsätze
GA, GB, GC damit begonnen haben, elektrischen Strom
in die Stromleitung 54 einzuspeisen, ändern, welche
Generatorsätze GA, GB, GC elektrischen Strom einspeisen. Hiernach
kann die koordinierende Steuerungseinheit in Reaktion auf eine Änderung
von Betriebsbedingungen oder in Folge zusätzlicher Änderungen
in der Steuerstrategie ändern, welche Generatorsätze
GA, GB, GC elektrischen Strom einspeisen.
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Die
Stromversorgungssystemsteuerungen 18 können verschiedene
logistische Lösungsansätze benutzen, um die Festlegung,
die von der koordinierenden Steuerungseinheit gemacht wurden, welche Generatorsätze
GA, GB, GC elektrischen Strom einspeisen und wie viel
elektrischen Strom sie einspeisen, zu verwirklichen. Beispielsweise
mag die koordinierende Steuerungseinheit steuern, ob und wie viel ein
oder mehrere der Generatorsätze GA,
GB, GC dazu beitragen,
indem Signale zu deren Steuerungseinrichtung 40, 42, 44 gesendet
werden, die angeben, ob die Generatorsätze GA,
GB, GC, zu denen
sie gehören, elektrischen Strom einspeisen sollten und, wenn
dies der Fall ist, wie viel. Die anderen Anlagensteuerungseinrichtungen 40, 42, 44 mögen
dann diese Befehle von der koordinierenden Steuerungseinheit umsetzen.
Im Fall, dass eine der Anlagensteuerungseinrichtungen 40, 42, 44 als
die koordinierende Steuerungseinheit funktioniert, kann sie direkt
steuern, ob der Generatorsatz GA, GB, GC, dem sie zugeordnet
ist, elektrischen Strom einspeist, und wenn dies der Fall ist, wie
viel.
-
Verschiedene
Faktoren können darauf Einfluss haben, welche Steuerungseinrichtung
als die koordinierende Steuerungseinheit für die Generatorsätze
GA, GB, GC funktioniert. Beispielsweise können Eingaben
eines Bedieners und/oder Betriebsbedingungen des Stromversorgungssystems 10 festlegen, welche
der Steuerungseinrichtungen 40, 42, 44, 66 als
die koordinierende Steuerungseinheit funktioniert. In manchen Ausführungsbeispielen
mag das Steuerungsnetz 68 Steuerungseinrichtungen 40, 42, 44, 66 aufweisen,
die gemäß der Priorität, welche jede
hat, um als koordinierende Steuerungseinheit betrieben zu werden,
klassifiziert sind. Beispielsweise kann das Steuerungsnetz 68 aufweisen:
eine Steuerungseinrichtung 66, die als diejenige klassifiziert,
die die höchste Priorität hat, um als koordinierende
Steuerungseinheit zu funktionieren, die Anlagensteuerungseinrichtung 40,
die so klassifiziert ist, dass sie die zweithöchste Priorität
hat, um als koordinierende Steuerungseinheit zu funktionieren, die
Anlagensteuerungseinrichtung 42, die so klassifiziert ist,
dass sie die dritthöchste Priorität hat, um als
koordinierende Steuerungseinheit zu funktionieren, und die Anlagensteuerungseinrichtung 44,
die als diejenige klassifiziert ist, die die vierthöchste
Priorität hat, um als koordinierende Steuerungseinheit
zu funktionieren.
-
In
manchen Ausführungsbeispielen kann das Steuerungsnetz 68 eine
Konfiguration aufweisen, die es ermöglicht, dass ein Bediener
die Klassifizierung der relativen Priorität, die jede Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 hat,
um als koordinierende Steuerungseinheit für die Generatorsätze
GA, GB, GC betrieben zu werden, festlegt und auch
neu festlegt. So mag beispielsweise eine Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 Vorkehrungen
aufweisen, um es einem Bediener zu erlauben, für diese
Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 eine
gewünschte Prioritätsklassifizierung einzugeben
und um in manchen Fällen eine gewünschte Prioritätsklassifizierung
für eine oder mehrere andere Steuerungseinrichtungen 40, 42, 44, 66 einzugeben.
In manchen Ausführungsbeispielen mag das Steuerungsnetz 68 mittels
Kommunikation zwischen den Steuerungseinrichtungen 40, 42, 44, 66 über
das Kommunikationsnetz 46 überwachen, welche Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 welche Prioritätsklassifizierung
hat.
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In
manchen Ausführungsbeispielen kann das Steuerungsnetz 68 automatisch
regeln, welche Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 als
die koordinierende Steuerungseinrichtung funktioniert. Das Steuerungsnetz 68 mag
dies beispielsweise in manchen Ausführungsbeispielen tun,
in denen das Steuerungsnetz 68 Steuerungseinrichtungen 40, 42, 44, 66 aufweist,
die gemäß der Priorität, die jede Einrichtung
hat, um als koordinierende Steuerungseinheit betrieben zu werden,
klassifiziert sind. In diesen Ausführungsbeispielen kann
das Steuerungsnetz 68 zu verschiedenen Zeitpunkten so arbeiten,
dass eine oder mehrere der Steuerungseinrichtungen 40, 42, 44, 66 abgeschaltet
sind und deswegen nicht in der Lage sind, als koordinierende Steuerungseinheit
zu arbeiten. In solchen Fällen mag dies jedwede gerade aktive
Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 tun,
die die höchste Priorität hat, um als koordinierende
Steuerungseinheit zu funktionieren. Wenn beispielsweise die gerade
aktive Steuerungseinrichtungen 40, 42, 44, 66 die
Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 mit der
zweithöchsten Priorität und die Steuerungseinrichtung
mit der vierthöchsten Priorität sind, kann die Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 mit
der zweithöchsten Priorität als koordinierende
Steuerungseinheit funktionieren. Um es dem Steuerungsnetz 68 zu ermöglichen,
auf diese Weise zu arbeiten, kann jede Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 über
das Kommunikationsnetz 46 Signale senden, die angeben, wann
sie aktiv und somit in der Lage ist, als koordinierende Steuerungseinheit
zu arbeiten.
-
Wenn
eine Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 aktiv
wird, die eine höhere Priorität hat, um als koordinierende
Steuerungseinheit zu funktionieren, als die Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66,
die gerade als koordinierende Steuerungseinheit funktioniert, kann
das Steuerungsnetz 68 die Rolle der koordinierenden Steuerungseinheit
automatisch auf die Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 mit
der höheren Priorität übertragen. Wenn
beispielsweise die Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 mit
der zweithöchsten Priorität, um als koordinierende
Steuerungseinheit zu funktionieren, als koordinierende Steuerungseinheit arbeitet,
und die Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 mit
der höchsten Priorität aktiv wird, mag das Steuerungsnetz 68 die
Rolle der koordinierten Steuerungseinheit auf die Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 mit
der höchsten Priorität übertragen.
-
Das
Steuerungsnetz 68 kann die Rolle der koordinierenden Steuerungseinheit
auch in Erwiderung auf Eingaben von einem Bediener übertragen. Wenn
ein Bediener das Steuerungsnetz 68 befehligt, die Rolle
der koordinierenden Steuerungseinheit auf eine bestimmte Einrichtung
der Steuerungseinrichtungen 40, 42, 44, 66 zu übertragen,
kann das Steuerungsnetz 68 dies tun. Wenn ein Bediener
fordert, die Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66,
die als koordinierende Steuerungseinheit funktioniert, abzuschalten,
kann das Steuerungsnetz 68 außerdem die Rolle
der koordinierenden Steuerungseinheit auf eine andere Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 übertragen.
Wenn der Bediener nicht spezifiziert, welche Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 die
Rolle der koordinierenden Steuerungseinheit übernehmen
soll, kann das Steuerungsnetz 68 automatisch auswählen,
welche Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 die
Rolle übernehmen soll. So kann das Steuerungsnetz 68 beispielsweise
automatisch die Rolle an die Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 mit
der nächst höheren Priorität, um als
koordinierende Steuerungseinheit zu funktionieren, übertragen.
Im Gegensatz hierzu kann, wenn der Bediener festlegt, welche Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 die
Rolle der koordinierenden Steuerungseinheit übernehmen
soll, das Steuerungsnetz 68 die Rolle der koordinierenden
Steuerungseinheit auf diese Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 übertragen.
-
Das
Steuerungsnetz 68 kann verschiedene logistische Lösungsversuche
einsetzen, um die Rolle der koordinierenden Steuerungseinheit von
einer Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 auf
eine andere zu übertragen. In einigen Ausführungsformen
mag die Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 einseitig steuern,
ob die Rolle der koordinierenden Steuerungseinheit auf eine andere
Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 übertragen
wird. Um dies zu ermöglichen, kann die Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 irgendwelche
Eingaben empfangen, die notwendig sind, um zu ermitteln, ob die
Rolle der koordinierenden Steuerungseinheit zu übertragen
ist, wie beispielsweise Eingaben betreffend welche Steuerungseinrichtungen
aktiv sind und Informationen über irgendwelche manuellen
Befehle von einem Bediener, die eine Übertragung rechtfertigen.
Wenn die Umstände eine Übertragung rechtfertigen,
kann die Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66,
die gerade als koordinierende Steuerungseinheit tätig ist,
der geeigneten Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 signalisieren,
die Rolle der koordinierenden Steuerungseinheit zu übernehmen.
Die Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66,
der signalisiert wurde, die Rolle der koordinierenden Steuerungseinheit
zu übernehmen, kann dann ein Signal zurücksenden,
mit dem bestätigt wird, dass es die Rolle übernehmen
wird.
-
Der
Betrieb des Stromversorgungssystems 10 ist nicht auf die
zuvor erläuterten Beispiele beschränkt. Beispielsweise
können die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 die
Prinzipien der Steuerverfahren, die zuvor dargelegt wurden, zum
Steuern von weniger oder von mehr Generatorsätzen anwenden.
-
Außerdem
können die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 ein
oder mehrere der zuvor erläuterten Aktionen in anderer
Reihenfolge ausführen, ein oder mehrere der zuvor erläuterten
Aktionen mit anderen Komponenten ausführen, ein oder mehrere
der zuvor erläuterten Aktionen in anderer Weise ausführen,
ein oder mehrere der zuvor erläuterten Aktionen weglassen
und/oder Aktionen ausführen, die nicht zuvor erläutert
wurden. In manchen Fällen mag beispielsweise nur eine Untergruppe
der Generatorsätze GA, GB, GC dazu veranlasst
werden, sich zu Beginn des Prozesses zum Einleiten der Einspeisung
von elektrischen Strom von einem oder mehreren der Generatorsätze
GA, GB, GC betriebsbereit zu machen. Statt dass die
Anlagensteuerungseinrichtungen 40, 42, 44 einzeln
ermitteln, wann jeder Generatorsatz GA,
GB, GC betriebsbereit
wird, um elektrischen Strom einzuspeisen, kann die koordinierende Steuerungseinheit
zusätzlich elementare Informationen über den Betrieb
jedes Generatorsatzes GA, GB, GC erhalten und ermitteln, wann dieser zum
Einspeisen von elektrischem Strom betriebsbereit wird. In gleicher
Weise können die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 zusätzliche
und/oder andere Kriterien als die zuvor erwähnten verwenden,
um zu ermitteln, wann ein Generatorsatz GA,
GB, GC betriebsbereit
geworden ist, um elektrischen Strom einzuspeisen. Der logistische
Ansatz zum Übertragen der Rolle der koordinierenden Steuerungseinheit
von einer Steuerungseinrichtung auf eine andere kann sich ebenfalls
von den zuvor erläuterten Beispielen unterscheiden.
-
Überdies
können sich Einzelheiten, die betreffen, welche Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 je
nach Umständen als koordinierende Steuerungseinheit dient,
von den zuvor dargelegten Beispielen unterscheiden. Beispielsweise
können in anderen Ausführungsformen und/oder unter
anderen Umständen die Steuerungseinrichtungen 40, 42, 44, 66 verschiedene
relative Prioritäten, um als koordinierende Steuerungseinheit
zu funktionieren, haben, als die, die zuvor erläutert wurden.
In manchen Ausführungsbeispielen mag eine der Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 die
höchste Priorität haben, um als koordinierende
Steuerungseinheit zu funktionieren. Dies kann dann in Ausführungsbeispielen
der Fall sein, in denen das Steuerungsnetz 68 keine Steuerungseinrichtung 66 aufweist
und nur Anlagensteuerungseinrichtungen 40, 42, 44 beinhaltet,
wie auch in Ausführungsbeispielen, in denen das Steuerungsnetz
zusätzlich zu den Anlagensteuerungseinrichtungen 40, 42, 44 eine
Steuerungseinrichtung 66 beinhaltet und/oder andere Steuerungseinrichtungen hat. Überdies
kann das Steuerungsnetz 68 zusätzliche und/oder
andere Kriterien als die Prioritätsklassifizierung einsetzen,
um zu ermitteln, welche Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 als
koordinierende Steuerungseinheit funktioniert. Infolgedessen können
die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 die Rolle der
koordinierenden Steuerungseinheit unter Berücksichtigung
zusätzlicher und/oder anderer Umstände als die
zuvor genannten übertragen.
-
Des
Weiteren können in manchen Ausführungsbeispielen
die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 eine Steuerungseinrichtung
aufweisen, die permanent als die koordinierende Steuerungseinheit
für die Generatorsätze GA,
GB, GC bestimmt
ist. In solchen Ausführungsbeispielen kann die Steuerungseinrichtung,
die permanent als koordinierende Steuerungseinheit für
die Generatorsätze GA, GB, GC dient, eine
der Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44,
die Steuerungseinrichtung 66 oder irgendeine andere Steuerungseinrichtung
sein, wie beispielsweise eine Steuerungseinrichtung, die für
die Koordinierung des Betriebs der Generatorsätze GA, GB, GC reserviert
ist.
-
Außerdem
können in einigen Ausführungsbeispielen die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 ohne
eine als koordinierende Steuerungseinheit für die Generatorsätze
GA, GB, GC funktionierende Steuerungseinrichtung arbeiten,
bevor der erste Generatorsatz GA, GB, GC betriebsbereit
wird, um elektrischen Strom einzuspeisen. Wenn in solch einem Ausführungsbeispiel
ein Generatorsatz GA, GB,
GC betriebsbereit wird, um elektrischen
Strom einzuspeisen, kann dessen Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44 ein
Signal zu den anderen Anlagensteuerungseinrichtungen 40, 42, 44 senden,
das angibt, dass der Generator GA, GB, GC betriebsbereit
geworden ist, um elektrischen Strom einzuspeisen. Die Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44 des
Generatorsatzes GA, GB,
GC, welcher als erstes betriebsbereit wird,
um elektrischen Strom einzuspeisen, mag die Rolle der koordinierenden
Steuerungseinheit übernehmen und versuchen, seinen Generatorsatz GA, GB, GC an
die Stromleitung 54 anzuschließen. Im Fall, dass
zwei oder mehrere Generatorsätze GA,
GB, GC gleichzeitig
betriebsbereit werden, um elektrischen Strom einzuspeisen, können
die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 eine vorbestimmte
Prioritätsklassifizierung der Generatorsätze GA, GB, GC benutzen,
um festzulegen, welcher der Generatorsätze GA,
GB, GC, der als
erstes betriebsbereit wurde, um elektrischen Strom einzuspeisen,
versuchen soll, sich zuerst an die Stromleitung 54 anzuschließen.
-
Des
Weiteren kann sich die Funktionsweise des Stromversorgungssystems 10 von
den zuvor angegebenen Beispielen in mancher Hinsicht unterscheiden,
nachdem einer oder mehrere der Generatorsätze GA, GB, GC beginnen,
elektrischen Strom in die Stromleitung 54 einzuspeisen.
So kann beispielsweise die koordinierende Steuerungseinheit zusätzliche
und/oder andere Kriterien als die zuvor erläuterten einsetzen,
um auszuwählen, welche Generatorsätze GA, GB, GC elektrischen
Strom einspeisen. Überdies mögen die Stromversorgungssystemsteuerungen 18 verschiedene
logistische Lösungsansätze anwenden, um die Entscheidungen
zu implementieren, die von der koordinierenden Steuerungseinheit bezüglich
der Fragen, welche Generatorsätze GA, GB, GC elektrischen
Strom einspeisen und wie viel jeder einspeist, getroffen werden.
-
Die
offenbarten Ausführungsbeispiele können bestimmte
Leistungsvorteile bieten. Indem die koordinierende Steuerungseinheit
mit Informationen versorgt wird, die dazu benutzt werden können,
um positiv festzustellen, wann jeder Generatorsatz GA, GB, GC zum Einspeisen
von elektrischem Strom betriebsbereit geworden ist, ist es der koordinierenden Steuerungseinheit
ermöglicht, einseitig die Versuche zu koordinieren, die
Generatorsätze GA, GB,
GC an die Stromleitung 54 anzuschließen.
Dieser Lösungsansatz eliminiert die Möglichkeit,
dass eine Steuerungseinrichtung, die nicht die koordinierende Steuerungseinheit
ist, einen Versuch einleitet, einen Generatorsatz GA,
GB, GC an die Stromleitung 54 anzuschließen.
Wenn die koordinierende Steuerungseinheit entsprechend ermittelt,
welcher Generatorsatz GA, GB,
GC als erstes betriebsbereit geworden ist,
um elektrischen Strom einzuspeisen, kann sie einen Versuch einleiten,
diesen Generatorsatz GA, GB,
GC an die Stromleitung 54 anzuschließen,
ohne dass auf Informationen betreffend den Betrieb anderer Generatorsätze
GA, GB, GC gewartet wird. Dabei kann die koordinierende
Steuerungseinheit das Einspeisen von elektrischem Strom in die Stromleitung 54 so
schnell als logistisch möglich starten.
-
Außerdem
kann die Verwendung von einer Anlagensteuerungseinrichtung 40, 42, 44 einer
der Generatorsätze GA, GB, GC als koordinierende
Steuerungseinheit bestimmte Vorteile bieten. Dabei kann beispielsweise
die Notwendigkeit für eine separate Steuerungseinrichtung
entfallen, die zum Koordinieren der Steuerung der Generatorsätze
GA, GB, GC bestimmt ist, wodurch es ermöglicht
wird, die Bauteilkosten und die Komplexität des Stromversorgungssystems 10 zu
verringern. In Übereinstimmung hiermit kann die Fähigkeit,
die Rolle der koordinierenden Steuerungseinheit von einer Steuerungseinrichtung 40, 42, 44, 66 auf
eine andere zu übertragen, es ermöglichen, frei
auszuwählen, welche Steuerungseinrichtungen 40, 42, 44, 66 zu
irgendeinem vorgegebenen Zeitpunkt aktiv sind.
-
Für
Fachleute ist offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen und
Variationen an dem Stromversorgungssystem und den Verfahren vorgenommen
werden können, ohne von dem Offenbarungsgehalt abzuweichen.
Unter Heranziehung der Beschreibung und der Ausführung
des Stromversorgungssystems und der Verfahren, die hierin offenbart sind,
werden weitere Modifikationen für Fachleute offensichtlich
werden. Die Beschreibung und die Beispiele sollen lediglich beispielhaft
sein, wobei der wahre Schutzbereich der Offenbarung durch die nachfolgenden
Ansprüche und deren Äquivalente festgelegt ist.
-
Zusammenfassung STROMVERSORGUNGSSYSTEM
MIT MEHREREN GENERATORSÄTZEN
-
Es
ist ein Verfahren zum Betreiben eines Stromversorgungssystems (10)
bereitgestellt. Das Stromversorgungssystem kann mehrere Generatorsätze
(GA) und eine Stromleitung (54)
aufweisen. Das Verfahren kann beinhalten, dass mehrere der Generatorsätze,
die von der Stromleitung abgetrennt sind, befehligt werden, mit
der Erzeugung von elektrischem Strom zu beginnen. Das Verfahren
kann auch das Zuleiten von Informationen über den Betriebszustand
jedes Generatorsatzes der mehreren Generatorsätze, die
befehligt wurden, damit zu beginnen, elektrischen Strom zu erzeugen,
an eine als koordinierende Steuerungseinheit funktionierende Steuerungseinrichtung
(40) beinhalten. Überdies kann das Verfahren das
Ermitteln mit Hilfe der koordinierenden Steuerungseinheit enthalten,
welcher der mehreren Generatorsätze als erster zum Einspeisen
von elektrischen Strom in die Stromleitung betriebsbereit geworden
ist. Das Verfahren kann auch das Initiieren des Einspeisens von
elektrischem Strom in die Stromleitung enthalten, indem zuerst derjenige
Generatorsatz an die Stromleitung angeschlossen wird, den die koordinierende
Steuerungseinheit als den ersten ermittelt hat, der zum Einspeisen
von elektrischem Strom betriebsbereit war.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 6639331 [0003, 0003, 0003, 0004]