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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Leistungseinrichtung an einem Stromnetz und eine Leistungseinrichtung.
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Zur Netzstabilisierung bedarf es in einem Stromnetz der Bereitstellung von Regelenergie, mithilfe derer insbesondere die Netzfrequenz in dem Stromnetz konstant gehalten werden kann. Regelenergie muss stets dann bereitgestellt werden, wenn ein Ungleichgewicht zwischen einem Leistungsangebot in dem Stromnetz und einer Leistungsnachfrage besteht. Ist die Leistungsnachfrage beispielsweise momentan größer als das Leistungsangebot, muss positive Regelenergie bereitgestellt werden, um ein Absenken der Netzfrequenz zu verhindern und die angeforderte Differenzleistung aufzubringen. Herrscht dagegen ein übermäßiges Leistungsangebot im Stromnetz, welches die momentane Leistungsnachfrage übertrifft, muss negative Regelenergie bereitgestellt werden, um ein übermäßiges Ansteigen der Netzfrequenz zu verhindern und das Leistungsüberangebot zu dissipieren oder zu verwerten.
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Aus der europäischen Patentanmeldung
EP 2 955 807 A1 geht ein Verfahren zur Steuerung eines hybriden Stromnetzes hervor, welches sowohl konventionelle Stromerzeugungsmittel als auch erneuerbare Stromerzeugungsmittel aufweist, wobei insbesondere ein Energiespeichersystem verwendet wird, in welches Energie bei einem momentanen Leistungsüberangebot im Stromnetz eingespeichert werden kann, wobei aus dem Energiespeichersystem Energie entnommen werden kann, wenn die Leistungsnachfrage das Leistungsangebot übersteigt.
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Allgemein ist festzustellen, dass das elektrische Verbundnetz durch den starken Zuwachs sogenannter erneuerbarer Energien verstärkt an seine Leistungsgrenzen geführt wird. Leistungseinrichtungen, die eine Brennkraftmaschine und eine mit der Brennkraftmaschine antriebswirkverbundene sowie mit einem Stromnetz elektrisch verbundene elektrische Maschine aufweisen, werden derzeit verwendet, um positive Regelenergie bereitzustellen, wenn die Leistungsnachfrage momentan das Leistungsangebot im Stromnetz übertrifft.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Leistungseinrichtung an einem Stromnetz sowie eine Leistungseinrichtung zu schaffen, welche zu einem verbesserten und weiter stabilisierten Betrieb des Stromnetzes beitragen.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Betreiben einer Leistungseinrichtung an einem Stromnetz geschaffen wird, wobei die Leistungseinrichtung eine Brennkraftmaschine und eine mit der Brennkraftmaschine antriebswirkverbundene sowie mit dem Stromnetz elektrisch verbundene elektrische Maschine aufweist. In einem ersten Regelenergiezustand wird, wenn ein Überangebot an elektrischer Energie in dem Stromnetz vorliegt, die elektrische Maschine als Motor betrieben, wobei sie elektrische Leistung aus dem Stromnetz bezieht. Die elektrische Maschine schleppt dann die Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine wirkt somit als mechanische Last, welche durch die elektrische Maschine angetrieben wird, wobei die Antriebsleistung hierzu als elektrische Leistung aus dem Stromnetz entnommen wird. Somit kann die Leistungseinrichtung verwendet werden, um negative Regelenergie bereitzustellen. Dies entspricht einer erweiterten Betriebsweise der für sich genommen bekannten Kombination einer Brennkraftmaschine und einer mit der Brennkraftmaschine antriebswirkverbundenen elektrischen Maschine als Leistungseinrichtung, die bisher lediglich zur Bereitstellung positiver Energie verwendet wurde. Das Stromnetz kann auf diese Art zusätzlich stabilisiert werden, wobei die Leistungseinrichtung nun insbesondere in der Lage ist, auch negative Regelenergie anzubieten.
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Eine Leistungseinrichtung der hier angesprochenen Art, die eine Brennkraftmaschine und eine mit der Brennkraftmaschine antriebswirkverbundene elektrische Maschine aufweist, wird gemeinhin auch als Genset bezeichnet.
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Unter einem Stromnetz wird insbesondere ein elektrisches Netzwerk verstanden, welches wenigstens eine Quelle elektrischer Leistung, vorzugsweise eine Mehrzahl von Quellen elektrischer Leistung, sogenannte Leistungserzeuger, sowie wenigstens eine Senke elektrischer Leistung, vorzugsweise eine Mehrzahl solcher Senken, nämlich Leistungsverbraucher, aufweist, wobei die wenigstens eine Quelle und die wenigstens eine Senke über elektrische Leitungen miteinander elektrisch verbunden sind. Im Rahmen des hier vorgeschlagenen Verfahrens kann die Leistungseinrichtung insbesondere als Senke für elektrische Leistung wirken.
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Unter einer Leistungseinrichtung wird insbesondere eine Einrichtung verstanden, die eingerichtet ist, um Leistung, hier insbesondere elektrische Leistung, zu erzeugen und/oder aufzunehmen, insbesondere zu dissipieren oder zu verwerten. Bezieht die elektrische Maschine elektrische Leistung aus dem Stromnetz und verwendet diese, um die Brennkraftmaschine zu schleppen, wird die Leistung letztlich in Form von Wärme dissipiert, die insbesondere durch Kompression von Luft in Brennräumen und/oder im Abgastrakt der vorzugsweise als Hubkolbenmotor ausgebildeten Brennkraftmaschine, sowie aufgrund von Reibleistung erzeugt wird.
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Unter einem Regelenergiezustand wird allgemein ein Zustand der Leistungseinrichtung verstanden, in welchem diese Regelenergie für das Stromnetz bereitstellt, insbesondere positive Regelenergie oder negative Regelenergie. Bezieht dabei die Leistungseinrichtung elektrische Leistung aus dem Stromnetz, stellt sie negative Regelenergie bereit. Speist die Leistungseinrichtung dagegen elektrische Leistung in das Stromnetz ein, stellt sie positive Regelenergie bereit.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem ersten Regelenergiezustand eine Brennstoffzufuhr der Brennkraftmaschine unterbrochen wird. Alternativ oder zusätzlich wird in dem ersten Regelenergiezustand eine Zündung der Brennkraftmaschine deaktiviert. Der erste Regelenergiezustand entspricht somit insbesondere einem Zustand, in dem die Brennkraftmaschine passiv durch die elektrische Maschine angetrieben, mithin geschleppt wird. Insbesondere kann der erste Regelenergiezustand dann, wenn die Brennkraftmaschine zuvor befeuert wurde und die elektrische Maschine angetrieben hat, sodass die Leistungseinrichtung elektrische Leistung in das Stromnetz eingespeist hat, einem Zustand entsprechen, indem die Leistungseinrichtung Last abwirft. Dies erfolgt insbesondere dadurch, dass die Brennkraftmaschine nicht mehr befeuert wird, wobei zugleich die elektrische Maschine als Motor betrieben wird. Die Befeuerung der Brennkraftmaschine kann durch Abstellen der Brennstoffzufuhr beendet werden. Noch schneller kann allerdings die Brennkraftmaschine Last abwerfen, indem die Zündung deaktiviert wird, sodass gegebenenfalls noch in einer Zuleitung zu den Brennräumen der Brennkraftmaschine befindlicher Brennstoff nicht mehr gezündet wird. Weist die Brennkraftmaschine eine Drosseleinrichtung in einem Ladeluftpfad auf, insbesondere eine Drosselklappe, was bevorzugt insbesondere dann der Fall ist, wenn die Brennkraftmaschine als Ottomotor ausgebildet ist, wird diese Drosseleinrichtung bevorzugt geschlossen, wodurch der Schleppwiderstand der Brennkraftmaschine zusätzlich erhöht wird. Dadurch kann mehr Leistung in der Brennkraftmaschine dissipiert werden, als wenn lediglich die Brennstoffzufuhr gestoppt und/oder die Zündung deaktiviert wird.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass - insbesondere in einem zweiten Regelenergiezustand, wenn ein Überangebot an elektrischer Energie in dem Stromnetz vorliegt - eine zusätzliche mechanische Last durch die als Motor betriebene elektrische Maschine geschleppt wird. Die elektrische Maschine bezieht dabei elektrische Leistung aus dem Stromnetz. Mittels der zusätzlichen mechanischen Last kann zusätzliche negative Regelenergie bereitgestellt werden. Die zusätzliche mechanische Last kann vorzugsweise zu- und abgeschaltet werden.
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Der erste Regelenergiezustand wird vorzugsweise eingenommen, wenn ein erstes Überangebot an elektrischer Energie in dem Stromnetz vorliegt, wobei der zweite Regelenergiezustand vorzugsweise eingenommen wird, wenn ein zweites Überangebot an elektrischer Energie in dem Stromnetz vorliegt, wobei das zweite Überangebot größer ist als das erste Überangebot.
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Ein Überangebot an elektrischer Energie ist dabei vorzugsweise definiert durch eine Abweichung wenigstens einer elektrischen Größe des Stromnetzes von einem Sollwert, beispielsweise einer Abweichung einer momentanen Netzfrequenz in dem Stromnetz von einem Sollwert für die Netzfrequenz, und/oder einer Abweichung einer momentanen elektrischen Spannung in dem Stromnetz von einem Sollwert für die elektrische Spannung. Ein Überangebot an elektrischer Energie kann insbesondere vorliegen, wenn die Netzfrequenz in dem Stromnetz größer ist als der Sollwert für die Netzfrequenz. Das erste Überangebot und/oder das zweite Überangebot können insbesondere durch geeignete Schwellenwerte definiert sein, insbesondere als Schwellenwerte für momentane Werte einer elektrischen Größe des Stromnetzes oder für eine momentane Differenz einer elektrischen Größe des Stromnetzes von einem Sollwert für die elektrische Größe. Insbesondere können die Überangebote definiert sein durch Schwellenwerte für die Netzfrequenz und/oder die Spannung; oder als Schwellenwerte für eine Differenz der momentanen Netzfrequenz von einem Sollwert für die Netzfrequenz, und/oder einer Differenz einer momentanen Spannung in dem Stromnetz von einem Sollwert für die Spannung in dem Stromnetz. Dabei sind die Schwellenwerte bevorzugt derart gewählt, dass der jeweilige zweite Schwellenwert, welcher dem zweiten Überangebot zugeordnet ist, ein größeres Überangebot an elektrischer Energie in dem Stromnetz anzeigt als der erste Schwellenwert, welcher dem ersten Überangebot an elektrischer Energie in dem Stromnetz zugeordnet ist.
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Mit dem ersten Regelenergiezustand kann insbesondere ein Lastabwurf der Leistungseinrichtung verbunden sein, sodass insoweit 100 % der Nennleistung der Leistungseinrichtung vom Stromnetz genommen werden, wobei zusätzlich die Schleppleistung zum Schleppen der Brennkraftmaschine als negative Regelenergie bereitgestellt wird. Es kann eine größere negative Regelenergie bereitgestellt werden, indem die zusätzliche mechanische Last zugeschaltet wird. Durch die zusätzliche mechanische Last wird insbesondere die Brennkraftmaschine aktiv gebremst, sodass die durch die elektrische Maschine aufzubringende Schleppleistung vergrößert wird. Diese kann dabei auf bis zu 100 % der Nennleistung der Leistungseinrichtung vergrößert werden, was insgesamt - zusammen mit dem Lastabwurf - einer negativen Regelenergie von insgesamt 200 % der Nennleistung der Leistungseinrichtung entspricht.
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Die Nennleistung der Leistungseinrichtung bezieht sich hierbei auf die elektrische Nennleistung der elektrischen Maschine, da diese letztlich die (positive oder negative) Leistung der Leistungseinrichtung nach oben begrenzt, insbesondere weil die elektrischen Bauteile der elektrischen Maschine nicht ausgelegt sind, um zumindest dauerhaft mehr als diese Nennleistung aufzubringen oder aufzunehmen, ohne beschädigt zu werden.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Menge oder der Betrag an bereitgestellter negativer Regelenergie gesteuert oder geregelt wird, wobei insbesondere zwischen 0 % und 100 % der elektrischen Nennleistung der elektrischen Maschine als negative Regelenergie bereitgestellt werden können. Die Menge an bereitgestellter negativer Regelenergie wird bevorzugt in Abhängigkeit von einem momentanen Überangebot an elektrischer Energie in dem Stromnetz gesteuert oder geregelt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zusätzliche mechanische Last durch eine Dauerbremse der Brennkraftmaschine bereitgestellt wird. Unter einer Dauerbremse wird dabei eine Einrichtung verstanden, die länger andauerndes und verschleißfreies Bremsen ermöglicht, ohne dabei in ihrer Bremsleistung nachzulassen. Durch ihre verschleißfreie Eigenschaft stellt eine Dauerbremse eine sehr geeignete und zugleich leistungsstarke Möglichkeit dar, eine zusätzliche mechanische Last bereitzustellen und somit die durch die Leistungseinrichtung darzustellende negative Regelenergie beträchtlich zu erhöhen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Dauerbremse ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus einer Motorstaubremse, einer Dekompressionsbremse, und einem Retarder, insbesondere einem hydrodynamischen oder einem elektrodynamischen Retarder. Unter einer Motorstaubremse wird dabei eine Einrichtung verstanden, die eingerichtet ist, um Bremsleistung in Verdichtungsarbeit - insbesondere ohne anschließende Brennstoffeinspritzung und Verbrennung - umzusetzen. Eine Motorstaubremse kann insbesondere aktiviert werden, indem eine Abgasklappe in einem Abgasstrang der Brennkraftmaschine geschlossen wird. Die Bremsleistung kann bevorzugt über ein Ventil im Abgasstrang geregelt werden. Alternativ oder zusätzlich ist eine geeignete Ansteuerung eines variablen Ventiltriebs möglich, wobei vorzugsweise am Ende des Verdichtungstakts die Auslassventile eines Brennraums der Brennkraftmaschine geöffnet und damit der Druck im Brennraum durch Dekompression abgebaut wird. Dadurch kann im nachfolgenden Expansionstakt keine Arbeit mehr an die Kurbelwelle abgegeben werden. Die für die Kompression aufgewendete Energie wird bereits durch das Entspannen abgeführt, ohne in mechanische Energie umgesetzt zu werden. Es ist auch möglich, dass für diese Dekompression ein zusätzlich vorgesehenes Ventil geöffnet wird. Eine derartige Bremse wird auch als Dekompressionsbremse oder Jake Brake, bisweilen auch Jacobs Brake, bezeichnet. Eine Dekompressionsbremse kann auch durch den Einsatz einer Konstantdrossel verwirklicht werden, wobei ein zusätzliches Ventil mit kleinem Querschnitt parallel zu den Auslassventilen nicht nur am Ende des Kompressionstaktes, sondern während des gesamten Motorbremsbetriebs geöffnet wird. Die Dekompression erfolgt dann kontinuierlich, aber aufgrund des kleinen Querschnitts des zusätzlichen Ventils bei weiterhin hohem Gegendruck. Auch in der folgenden Expansionsphase ist eine hohe Motorbremswirkung vorhanden, da die Luft wieder gegen den Widerstand der Konstantdrossel in den Zylinder einströmt.
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Es ist auch möglich, eine Motorstaubremse mit Abgasklappe mit einer Dekompressionsbremse zu kombinieren.
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Unter einem Retarder wird eine verschleißfreie hydrodynamische oder elektrodynamische Dauerbremse verstanden. Ein hydrodynamischer Retarder arbeitet mit einer Flüssigkeit, die bei Bedarf in ein Wandlergehäuse geleitet wird. Das Wandlergehäuse besteht aus zwei bevorzugt rotationssymmetrischen und sich gegenüberliegenden Schaufelrädern; einem Rotor, der unmittelbar - oder mittelbar über ein Getriebe - mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine antriebswirkverbunden ist, und einem feststehenden Stator. Der Rotor beschleunigt die zugeführte Flüssigkeit, welche durch die Zentrifugalkraft radial nach außen gedrückt wird. Durch die Form der Rotorschaufeln wird die Flüssigkeit in den Stator und von diesem wieder zurückgeleitet, wodurch sie den Rotor und in weiterer Folge auch letztlich die Kurbelwelle abbremst. Dabei wird die Bewegungsenergie der Kurbelwelle durch Reibung in Wärme umgewandelt, die typischerweise durch einen Wärmetauscher wieder abgeführt wird. Als Flüssigkeit kann ein Öl, aber auch Wasser verwendet werden.
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Bei einem elektrodynamischen Retarder, der auch als Wirbelstrombremse, Kloft- oder Telmabremse bezeichnet wird, sind zwei Metallscheiben - insbesondere aus Stahl -, die nicht magnetisiert sind, mit der Kurbelwelle antriebswirkverbunden. Dazwischen liegt ein Stator mit Magnetspulen. Wenn in die Magnetspulen Strom eingespeist wird, werden Magnetfelder erzeugt, welche die Rotoren durchdringen. Die in den Rotoren induzierten Wirbelströme erzeugen gegenläufige Magnetfelder, welche die Bremswirkung hervorrufen. Die entstehende Wärme wird durch innenbelüftete Rotorscheiben an die Umgebungsluft abgegeben. Da ein solcher elektrodynamischer Retarder berührungslos arbeitet, weist er einen geringen Verschleiß auf und ist wartungsarm.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass einschließlich der zusätzlichen mechanischen Last negative Regelenergie in Höhe von - betragsmäßig - bis zu 100 %, vorzugsweise 100 %, der elektrischen Nennleistung der elektrischen Maschine für das Stromnetz bereitgestellt wird. Dies ergibt - wie bereits oben erläutert - ausgehend von der positiven Regelenergie in Form von 100 % der elektrischen Nennleistung der elektrischen Maschine insgesamt eine negative Regelreserve von 200 % der elektrischen Nennleistung der elektrischen Maschine. Aufgrund der Auslegung der Bauteile der elektrischen Maschine auf deren elektrische Nennleistung ist die negative Regelenergie betragsmäßig auf die elektrische Nennleistung der elektrischen Maschine begrenzt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einem Leistungszustand, wenn kein Überangebot an elektrischer Leistung in dem Stromnetz vorliegt, die elektrische Maschine als Generator betrieben wird und elektrische Leistung in das Stromnetz einspeist, wobei die elektrische Maschine durch die - dann befeuerte - Brennkraftmaschine angetrieben wird. In dem Leistungszustand kann die Brennkraftmaschine insbesondere dann, wenn ein Unterangebot an elektrischer Leistung in dem Stromnetz vorliegt, positive Regelenergie bereitstellen. Es ist aber auch möglich, dass die Leistungseinrichtung in dem Leistungszustand nicht ausschließlich zur Stabilisierung des Stromnetzes verwendet wird, sondern auch als herkömmliche, dauerhaft eingesetzte Quelle elektrischer Leistung, mithin als Kraftwerk oder Kleinkraftwerk. Unter einem Leistungszustand wird somit ein Zustand verstanden, in welchem die Leistungseinrichtung elektrische Leistung in das Stromnetz einspeist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Stromnetz als überregionales Stromnetz, insbesondere als elektrisches Verbundnetz, ausgebildet ist. Insbesondere im Rahmen des momentan starken Zuwachses von erneuerbaren Energien mit deren hoher Volatilität stellt das hier vorgeschlagene Verfahren eine neue Regelungsmöglichkeit zur weiteren Verbesserung der Stabilität eines solchen überregionalen Stromnetzes, insbesondere Verbundnetzes, dar.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Leistungseinrichtung geschaffen wird, welche eine Brennkraftmaschine und eine mit der Brennkraftmaschine antriebswirkverbundene sowie mit einem Stromnetz elektrisch verbindbare elektrische Maschine aufweist. Die Leistungseinrichtung weist eine Steuereinrichtung auf, die eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. In Zusammenhang mit der Leistungseinrichtung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden.
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Es ist dabei grundsätzlich möglich, dass die Steuereinrichtung selbst eingerichtet ist, um das Stromnetz zu überwachen und abhängig von wenigstens einem elektrischen Parameter des Stromnetzes den ersten Regelenergiezustand sowie vorzugsweise den zweiten Regelenergiezustand und/oder den Leistungszustand einzunehmen. Besonders bevorzugt ist aber, dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um von außen angesteuert zu werden, sodass ein Zustand der Leistungseinrichtung von außen, insbesondere von einem Betreiber des Stromnetzes, vorgegeben werden kann.
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Wie bereits angesprochen, ist die Brennkraftmaschine bevorzugt als Hubkolbenmaschine ausgebildet. Sie kann insbesondere als Ottomotor, als Gasmotor, als Dieselmotor oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet sein.
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Insbesondere weist die Brennkraftmaschine bevorzugt eine Dauerbremse auf. Diese ist bevorzugt als Motorstaubremse, als Dekompressionsbremse, und/oder als Retarder, insbesondere als hydrodynamischer oder elektrodynamischer Retarder, ausgebildet.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Leistungseinrichtung.
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Die einzige Fig. zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Leistungseinrichtung 1, die eine Brennkraftmaschine 3 und eine elektrische Maschine 5 aufweist, wobei die Brennkraftmaschine 3 mit der elektrischen Maschine 5 antriebswirkverbunden ist, wobei die elektrische Maschine 5 mit einem elektrischen Stromnetz 7 elektrisch verbunden ist. Die Leistungseinrichtung 1 ist demnach insbesondere als Genset ausgebildet. Das Stromnetz 7 ist bevorzugt ein überregionales Stromnetz, insbesondere ein elektrisches Verbundnetz.
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Die Leistungseinrichtung 1 weist außerdem eine Steuereinrichtung 9 auf, die eingerichtet ist zur Steuerung der Leistungseinrichtung 1 und insbesondere zur Ansteuerung der Brennkraftmaschine 3 und der elektrischen Maschine 5. Dabei ist die Steuereinrichtung 9 insbesondere eingerichtet zur Durchführung eines im Folgenden näher erläuterten Verfahrens:
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Das Verfahren zum Betreiben der Leistungseinrichtung 1 an dem Stromnetz 7 sieht vor, dass in einem ersten Regelenergiezustand, wenn ein erstes Überangebot an elektrischer Energie in dem Stromnetz 7 vorliegt, die elektrische Maschine 5 elektrische Leistung aus dem Stromnetz 7 entnimmt, wobei sie als Motor betrieben wird und die Brennkraftmaschine 3 schleppt. Somit kann die Leistungseinrichtung 1 negative Regelenergie für das Stromnetz 7 bereitstellen.
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In dem ersten Regelenergiezustand wird vorzugsweise eine Brennstoffzufuhr und/oder eine Zündung der Brennkraftmaschine 3 unterbrochen. Weist die Brennkraftmaschine 3 eine Drosseleinrichtung in einem Luftladepfad, beispielsweise eine Drosselklappe auf, wird diese in dem ersten Regelenergiezustand bevorzugt geschlossen, um die Bremswirkung der geschleppten Brennkraftmaschine 3 auf die elektrische Maschine 5 zu erhöhen.
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Die Brennkraftmaschine 3 ist bevorzugt als Hubkolbenmotor ausgebildet. Eine Drosseleinrichtung, insbesondere eine Drosselklappe, kann sie insbesondere dann aufweisen, wenn sie als Ottomotor ausgebildet ist. Es ist aber auch möglich, dass die Brennkraftmaschine 3 als Dieselmotor oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet ist.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass - insbesondere in einem zweiten Regelenergiezustand, wenn ein zweites, größeres Überangebot an elektrischer Energie in dem Stromnetz 7 vorliegt - eine zusätzliche mechanische Last zugeschaltet wird, die durch die als Motor betriebene elektrische Maschine 5 geschleppt wird. Dadurch kann eine größere Menge an negativer Regelenergie bereitgestellt werden, indem nämlich die Brennkraftmaschine 3 durch die zusätzliche mechanische Last zusätzlich aktiv gebremst wird.
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Die zusätzliche mechanische Last wird bevorzugt durch eine Dauerbremse 11 der Brennkraftmaschine bereitgestellt. Diese Dauerbremse ist bevorzugt ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus einer Motorstaubremse, einer Dekompressionsbremse, und einem Retarder, insbesondere einem hydrodynamischen oder elektrodynamischen Retarder.
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Vorzugsweise wird einschließlich der zusätzlichen mechanischen Last negative Regelenergie in Höhe von 100 % der elektrischen Nennleistung der elektrischen Maschine 5 für das Stromnetz 7 bereitgestellt. Bevorzugt ist es aber möglich, die Menge an bereitgestellter negativer Regelenergie zu steuern oder zu regeln, wobei maximal 100 % der elektrischen Nennleistung der elektrischen Maschine 5 als negative Regelenergie bereitgestellt werden können.
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Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die elektrische Maschine 5 in einem Leistungszustand, wenn kein Überangebot an elektrischer Leistung in dem Stromnetz 7 vorliegt, als Generator betrieben wird und elektrische Leistung in das Stromnetz 7 einspeist. Dabei wird die elektrische Maschine 5 durch die - dann befeuerte - Brennkraftmaschine 3 angetrieben.
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Mit der hier vorgeschlagenen Leistungseinrichtung 1 und dem Verfahren zu deren Betreiben wird eine Möglichkeit geschaffen, zusätzliche negative Regelenergie zur Stabilisierung eines Stromnetzes 7 bereitzustellen. Insbesondere können bisher nur zur Bereitstellung positiver Regelenergie genutzte Leistungseinrichtungen 1 im Rahmen des hier vorgeschlagenen Verfahrens nun auch verwendet werden, um negative Regelenergie zur Stabilisierung des Stromnetzes 7 bereitzustellen. Dies gewinnt zunehmende Bedeutung mit der Zunahme des Anteils an erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung aufgrund von deren sehr hoher Volatilität.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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