用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種具有權(quán)利要求1的前序部分特征的用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法。此 夕F，本發(fā)明設(shè)及一種具有權(quán)利要求6的前序部分特征的內(nèi)燃機(jī)W及一種具有權(quán)利要求7的 前序部分特征的發(fā)電機(jī)組。
【背景技術(shù)】
[0002] 包括至少一個(gè)內(nèi)燃機(jī)和至少一個(gè)發(fā)電機(jī)的固定式發(fā)電設(shè)備經(jīng)常應(yīng)用在并網(wǎng)運(yùn)行 中，其中，運(yùn)些發(fā)電設(shè)備將能量饋送到供電網(wǎng)中。利用氣態(tài)燃料W汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的方式運(yùn)行的 燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)、即內(nèi)燃機(jī)特別適用于運(yùn)種類型的應(yīng)用，因?yàn)檫\(yùn)些內(nèi)燃機(jī)具有高的效率和低的 有害物質(zhì)排放。
[0003] 在并網(wǎng)運(yùn)行中，供電網(wǎng)規(guī)定了交流發(fā)電機(jī)的額定電壓和額定頻率W及交流電壓的 相位。
[0004] 如果在供電網(wǎng)中出現(xiàn)電壓驟降或者電壓波動(dòng)、即動(dòng)態(tài)電網(wǎng)故障，則在沒(méi)有適合的 對(duì)應(yīng)措施的情況下內(nèi)燃機(jī)W及與內(nèi)燃機(jī)連接的交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速由于供電網(wǎng)的電阻的消 失而快速升高。
[000引動(dòng)態(tài)電網(wǎng)故障理解為在最小100毫秒（ms)至例如小于700ms、優(yōu)選500ms的范圍 內(nèi)的電壓驟降或者電壓波動(dòng)。
[0006] 在供電網(wǎng)中的電壓驟降被稱為"低電壓事件"。
[0007] 在并網(wǎng)運(yùn)行中應(yīng)用時(shí)，經(jīng)常對(duì)實(shí)施饋入的發(fā)電設(shè)備有規(guī)定，目的在于：不進(jìn)一步使 電網(wǎng)故障惡化。
[0008] 供能單元在動(dòng)態(tài)電網(wǎng)故障期間適當(dāng)?shù)刈鞒龇磻?yīng)（也就是說(shuō)，在無(wú)不消極地影響電 網(wǎng)的情況下保持與電網(wǎng)連接）的能力被稱為"故障穿越運(yùn)行"(FRT)或者說(shuō)在電壓驟降方面 被稱為"低電壓穿越運(yùn)行"（LVRT)。
[0009] 由現(xiàn)有技術(shù)已知一些調(diào)節(jié)方法，運(yùn)些調(diào)節(jié)方法應(yīng)阻止在負(fù)載下降的情況下內(nèi)燃機(jī) 的轉(zhuǎn)速升高（加速旋轉(zhuǎn)）。
[0010] 如AT 413132 B描述一種調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置為了降低負(fù)載而將節(jié)氣口調(diào)節(jié)到 與完全關(guān)閉位置不同的所允許的最小位置并且為了防止超速而關(guān)斷至少一個(gè)氣缸。
[0011] AT 509558 B1描述一種方法，其中，在由于供電網(wǎng)故障引起交流發(fā)電機(jī)或內(nèi)燃機(jī) 的實(shí)際轉(zhuǎn)速超過(guò)可預(yù)定的最大值的情況下，至少部分停止在內(nèi)燃機(jī)中的燃燒，而維持與供 電網(wǎng)的連接。
[0012] 在該方法中，調(diào)節(jié)裝置在轉(zhuǎn)速超過(guò)可預(yù)定的極限值的情況下降低供應(yīng)給內(nèi)燃機(jī)的 燃料供應(yīng)和/或停止至少一個(gè)點(diǎn)火裝置，而維持交流發(fā)電機(jī)和供電網(wǎng)的連接。
[0013] 由EP 2433355 B1已知一種方法，其中，響應(yīng)于電負(fù)載的突然變化，保持內(nèi)燃機(jī)的 在探測(cè)到電壓驟降之前就已經(jīng)存在的燃料供應(yīng)，而同時(shí)改變內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火，W便降低由內(nèi) 燃機(jī)輸出的功率，和/或提高發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁場(chǎng)，W便提高到發(fā)電機(jī)上的力矩，W便將作用于 內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)上的阻力保持平衡。
[0014] US 20110180043 A1示出一種具有電子燃料噴射裝置的用于發(fā)電的內(nèi)燃機(jī)（發(fā)電 機(jī)組），其中，在負(fù)載變化時(shí)點(diǎn)火時(shí)刻和燃料噴射可根據(jù)電氣參數(shù)和曲軸位置來(lái)改變。
[0015] 因此，在現(xiàn)有技術(shù)中示出的調(diào)節(jié)方案規(guī)定，在同時(shí)改變點(diǎn)火的情況下減少燃料或 者必要時(shí)保持在出現(xiàn)電網(wǎng)故障之前存在的燃料供應(yīng)，W便在電網(wǎng)中電壓驟降期間降低由內(nèi) 燃機(jī)輸出的功率。
[0016] 兩種措施引起內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率降低，運(yùn)尤其是在較長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的電網(wǎng)故障（從 大約100毫秒起）時(shí)在電網(wǎng)重新恢復(fù)的情況下可能導(dǎo)致有關(guān)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的規(guī)定的重大的問(wèn) 題。
[0017] 在申請(qǐng)人的非同種類型的、優(yōu)先權(quán)更早的但未公開(kāi)的奧地利專利申請(qǐng)A 832/2013 中設(shè)及：對(duì)短路過(guò)程的在電網(wǎng)故障之后幾十毫秒的非常短的時(shí)間間隔中出現(xiàn)的次瞬態(tài)效應(yīng) 影響進(jìn)行處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種方法、一種內(nèi)燃機(jī)和一種發(fā)電機(jī)組，它們不具有運(yùn)些 缺點(diǎn)。
[0019] 該任務(wù)通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的方法、按照權(quán)利要求6的內(nèi)燃機(jī)W及根據(jù)權(quán) 利要求7的發(fā)電機(jī)組解決。
[0020] 通過(guò)在探測(cè)到在電網(wǎng)中的電網(wǎng)故障時(shí)或之后提高供應(yīng)給內(nèi)燃機(jī)的燃料供應(yīng)，實(shí) 現(xiàn)：內(nèi)燃機(jī)即使在較長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的電網(wǎng)故障的情況下在電壓驟降消除之后也盡可能快速地 重新達(dá)到內(nèi)燃機(jī)的額定負(fù)載。
[0021] 本發(fā)明的應(yīng)用是稀薄燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)（W λ〉1運(yùn)行），因?yàn)樵诖颂岣呋旌蠚庵械目扇?性成分和/或提高增壓壓力是可能的。
[0022] 在W化學(xué)計(jì)量燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)（W λ = 1運(yùn)行）的情況下提高混合氣中的可燃性 成分是不合適的，在此可W通過(guò)提高增壓壓力引起燃料供應(yīng)的提高。
[0023] 不同于申請(qǐng)人的上述的非同種類型的、優(yōu)先權(quán)更早但未公開(kāi)的奧地利專利申請(qǐng)A 832/2013，在本申請(qǐng)中設(shè)及：對(duì)在次瞬態(tài)效應(yīng)消除之后的影響進(jìn)行處理。
[0024] 在加載混合氣的內(nèi)燃機(jī)中有利的是，盡可能早地實(shí)施燃料供應(yīng)的提高，即直接在 識(shí)別到導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的功率輸出降低的電網(wǎng)故障時(shí)或之后就實(shí)施燃料供應(yīng)的提高。因?yàn)樵谶\(yùn) 里混合氣路徑的長(zhǎng)度導(dǎo)致混合氣從燃料計(jì)量的位置（例如在燃?xì)饣旌掀髦校┲敝寥紵业?傳輸延遲。在燃料計(jì)量上的措施因此帶有時(shí)間延遲地在燃燒室中起作用。在口噴射機(jī)、即 燃料計(jì)量直接在燃燒室上游進(jìn)行的內(nèi)燃機(jī)中，相比于加載混合氣的內(nèi)燃機(jī)可W更晚地進(jìn)行 用于提高燃料供應(yīng)的干預(yù)。
[0025] 因此，相反于一般性教導(dǎo)和啟示，在按本發(fā)明的方法中在探測(cè)到電網(wǎng)故障時(shí)不是 降低或者保持燃料供應(yīng)，而是相反地提高燃料供應(yīng)。燃料供應(yīng)指的是在單位時(shí)間內(nèi)W碳氨 化合物形式的化學(xué)能的供應(yīng)。
[0026] 優(yōu)選地規(guī)定，在點(diǎn)火裝置停用或延遲的同時(shí)或之后提高供應(yīng)給內(nèi)燃機(jī)的燃料供 應(yīng)。
[0027] 附加地或取代地，可W設(shè)有內(nèi)燃機(jī)的通過(guò)機(jī)械制動(dòng)實(shí)現(xiàn)的機(jī)械制動(dòng)裝置。
[0028] 在探測(cè)到動(dòng)態(tài)電網(wǎng)故障時(shí)或之后阻止或限制內(nèi)燃機(jī)加速旋轉(zhuǎn)的措施例如是機(jī)械 制動(dòng)，另外，提高發(fā)電機(jī)制動(dòng)力矩的措施例如是提高發(fā)電機(jī)上的激勵(lì)電流、降低增壓壓力、 將功率輸出到歐姆電阻中等。一般來(lái)說(shuō)運(yùn)是降低驅(qū)動(dòng)機(jī)組的功率輸出的措施。
[0029] 優(yōu)選地規(guī)定，通過(guò)降低供應(yīng)給內(nèi)燃機(jī)的混合氣的λ值來(lái)提高供應(yīng)給內(nèi)燃機(jī)的燃 料供應(yīng)。如果混合氣形成存在于發(fā)動(dòng)機(jī)入口上游（大多在滿輪增壓器上游），即設(shè)及加載混 合氣的內(nèi)燃機(jī)，則通過(guò)朝向引起混合氣中的可燃性成分的提高、即λ的減小的方向改變?nèi)?氣計(jì)量閥的燃?xì)饬款~定設(shè)定來(lái)實(shí)現(xiàn)用于提高燃料供應(yīng)的執(zhí)行干預(yù)。
[0030] 在一個(gè)變型方案中規(guī)定，通過(guò)提高至少一個(gè)口噴射閥（Port-Injection-Ventil) 的燃?xì)饬縼?lái)提高供應(yīng)給內(nèi)燃機(jī)的燃料供應(yīng)。如果混合氣形成存在于滿輪增壓器下游，例如 對(duì)于具有口噴射的內(nèi)燃機(jī)來(lái)說(shuō)就是運(yùn)種情況，則通過(guò)提高至少一個(gè)口噴射閥的燃?xì)饬款~定 設(shè)定來(lái)實(shí)現(xiàn)用于提高燃料供應(yīng)的執(zhí)行干預(yù)。在該情況下也設(shè)及加載空氣的發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0031] 尤其是在加載混合氣的內(nèi)燃機(jī)中可W特別有利的是，通過(guò)提高增壓壓力來(lái)提高供 應(yīng)給內(nèi)燃機(jī)的燃料供應(yīng)。增壓壓力例如可W通過(guò)打開(kāi)節(jié)氣口、通過(guò)提高有效的壓縮機(jī)功率 (例如通過(guò)關(guān)閉壓縮機(jī)旁路或者關(guān)閉廢氣閥口等）或者在存在可變的滿輪增壓器幾何結(jié)構(gòu) 的情況下通過(guò)改變滿輪增壓器幾何結(jié)構(gòu)或者通過(guò)上述方式的組合實(shí)現(xiàn)。
[0032] 該執(zhí)行干預(yù)優(yōu)選在接通點(diǎn)火裝置之后或在接通點(diǎn)火裝置的同時(shí)又被撤回。
[0033] 也請(qǐng)求保護(hù)一種內(nèi)燃機(jī)，其中，內(nèi)燃機(jī)的控制和調(diào)節(jié)單元在探測(cè)到電網(wǎng)故障時(shí)或 之后如此影響燃料計(jì)量裝置，使得提高供應(yīng)給內(nèi)燃機(jī)的燃料供應(yīng)。用于在動(dòng)態(tài)電網(wǎng)故障時(shí) 阻止或限制內(nèi)燃機(jī)加速旋轉(zhuǎn)的限制裝置例如可W通過(guò)控制和調(diào)節(jié)單元的如下功能實(shí)現(xiàn)，通 過(guò)該功能實(shí)施更遠(yuǎn)在上文提到的措施，運(yùn)些措施在探測(cè)到動(dòng)態(tài)電網(wǎng)故障時(shí)或之后阻止或限 制內(nèi)燃機(jī)加速旋轉(zhuǎn)。
[0034] 也請(qǐng)求保護(hù)一種發(fā)電機(jī)組，該發(fā)電機(jī)組包括發(fā)電機(jī)和按本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)。術(shù)語(yǔ)"發(fā) 電機(jī)組"是（固定式）內(nèi)燃機(jī)與用于發(fā)電的發(fā)電機(jī)的布置系統(tǒng)在學(xué)術(shù)界通用的名稱。
[0035] 優(yōu)選地，本發(fā)明應(yīng)用在供電網(wǎng)中，其中，通過(guò)按本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)饋入到供電網(wǎng)中的 功率明顯低于供電網(wǎng)的總功率（例如低于供電網(wǎng)的總功率的10%、優(yōu)選1% )。
[0036] 內(nèi)燃機(jī)可W是固定式發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是固定式燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)。
【附圖說(shuō)明】
[0037] 下面應(yīng)通過(guò)附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明。在附圖中：
[0038] 圖1是內(nèi)燃機(jī)連同參與的各執(zhí)行元件的示意圖；
[0039] 圖2是執(zhí)行干預(yù)關(guān)于時(shí)間的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 圖1示出內(nèi)燃機(jī)1的示意圖，該內(nèi)燃機(jī)具有廢氣滿輪機(jī)4、壓縮機(jī)5、燃?xì)庥?jì)量裝置 6、壓縮機(jī)旁通閥7、混合氣冷