[发明专利]用于控制和调节内燃机－发电机系统的方法、用于控制和调节的装置以及内燃机－发电机系统和陆上运输工具或船舶或用于产生电能的静态设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于控制和调节内燃机－发电机系统的方法。此外，本发明涉及一种用于控制和调节内燃机－发电机系统的装置以及一种内燃机－发电机系统。本发明还涉及一种陆上运输工具或船舶和用于以内燃机－发电机系统产生电能的静态设备。

背景技术

开头所提及的类型的内燃机－发电机系统具有可联接到配电网络(Verteilernetz)处的、产生电功率的多个内燃机－发电机单元。经由配电网络同样联接有消耗电功率的负载用电器，其作为负载消耗由内燃机－发电机单元产生的电功率。上述的内燃机－发电机单元具有转速可变的内燃机和发电机。对于大型车辆，例如作为陆上运输工具或船舶，这种内燃机－发电机系统还使用为静态系统。通常，内燃机－发电机单元具有发电机组的功能，为了驱动发电机，发电机组必要时经由传动装置联结例如马达和发电机，其中，发电机又产生电流。

通常，在发电机组中尽可能以恒定的转速运行柴油机(Dieselmotor)。因为柴油机完全还可在高于通常的1500转/分或1800转/分的转速的情况下运行并且可由此给出更多的功率，所以在确定的受限的运行情况下通常还能够通过电子功率的措施实现转速可变的运行。在这种情况下，首先对由发电机提供的电流的取决于内燃机的转速的频率进行整流，并且之后再转换成电流机组的在配电网络中所期望的频率。对于这种情况，尤其根据为此设计的特性曲线来运行内燃机－尤其柴油机，该特性曲线为每种转速指定相应的功率。这种特性曲线通常以与转速或扭矩有关的功率极限(其可通过柴油机的所谓的DBR或MCR曲线指定)有安全间距的方式伸延。由此保证为柴油机提供相应的功率储备，其应用于在柴油机的可变负载减小时提供足够的功率储备。然而，柴油机的这种运行通常并非是最佳的使用。

因此，例如从文献DE 199 37 139 C1中已知一种用于控制实际上可静态运行的内燃机的方法，在该方法中，在识别出在从动部处的显著的负载减小的情况下延迟喷射开始。为此设置的、用于限制理论喷射量的转速限制曲线限制在静态运行状态中的调整范围。从文献DE 103 02 263 B3中已知一种方法，在其中，在静态运行状态中通过第一转速限制曲线限制理论喷射量。在识别出动态运行状态的情况下切换到第二转速限制曲线上。

值得期望的是在作为内燃机－发电机系统的一部分的内燃机－发电机单元的范围中优化地运行内燃机－尤其柴油内燃机，更确切地说，例如在带有相对很好的特定的燃料消耗且然而还带有足够大的负载接合能力(Lastaufschaltverm?gen)的情况下来运行。

在带有并行运行的多个内燃机－发电机单元(也称为GENSET)的内燃机－发电机系统中，原则上可基于功率和转速的上述独立性在柴油内燃机中优化内燃机－发电机单元的相应的运行点。在这样并行运行例如多个发电机组时，例如根据柴油内燃机的额定功率将功率分配到机组上，并且同样将负载变化分配到机组上。对于通常的调节，原则上可在接通或切断过程的范围中出现过调情况(überschwingverhalten)的问题。这以所谓的“P级调节(P-Grad-Regelung)”部分地消除，例如，在申请者的文献DE 10 2004 015 973 B3中对其进行了说明。在此更高的功率由运行器通过提高理论转速预先设定来调整，并且更高的理论喷射量引起内燃机的更高的功率输出。在此还设置成理论转速预先设定的提高引起转速限制曲线移向更高的实际转速。在一种设计方案中提出可通过“P级”改变转速限制曲线的调节曲线(Abregelkurve)。于是最终发电机组的柴油机的静态运行点具有至限制曲线(DBR曲线)的足够的间距，从而可进行负载接合和负载变化。对于原则上静态的运行和在通常例如在标准和规定中规定的预定的负载变化的情况下上述方法已证实是可行的。

然而，所有的上述方案原则上仅仅有条件地适用于内燃机－发电机系统和联网在内燃机－发电机系统中的内燃机－发电机单元的动态的、最高转速可变的－也就是说实际上例如经常瞬态的－运行。

发明内容