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  • Subject

    droop load

    Sources

    With standard functionality as droop load sharing, droop load sharing based on kWatts and isochronous load sharing up to 4 engines.

    Comment

    Kontext sind die Regler (Governors) von Schiffsdieselmotoren, weiß jemand, was mit dieser "droop load" gemeint sein könnte?

    Authorcyberbert (607242) 25 Aug 22, 06:51
    Suggestion“droop” = Statik???
    Sources
    Comment

    First, unfortunately I don’t know the term in German, so my response is pure speculation.


    Second, I’m pretty sure the term you want to translate is droop load sharing.


    Third, if Wikipedia may be trusted, and if the term “droop” in your application is the same as that used in. load frequency control in power generation, then - and please confirm this, as I am not sure! - the term “droop” would appear to be Statik in German. Here is the first sentence of the Wikipedia article on the subject:


    Um einen stabilen Betrieb von Wechselstromnetzen zu organisieren, wird in der Elektrotechnik bei Stromerzeugern der Einstellwert einer Statik, englisch droop[1], verwendet.


    https://de.wikipedia.org/wiki/Statik_(Elektro...


    Someone else will have to translate the “load sharing” part of the term.

    #1Author Martin--cal (272273)  25 Aug 22, 07:44
    Comment

    Thanks! But given the context of large engines, I fear "Statik" won't work ...

    #2Authorcyberbert (607242) 25 Aug 22, 07:55
    Comment

    I know - I doubted the term myself — it seemed so far from the English. But by the way, the following web page may proove useful in providing background:

    https://petrotechinc.com/the-difference-betwe...

    #3Author Martin--cal (272273) 25 Aug 22, 07:58
    Comment

    Ich kannte den Begriff bisher nicht, aber aus dem Kontext zu schließen könnte das im Deutschen "Lastausgleich" heißen.

    #4Author eineing (771776) 25 Aug 22, 08:35
    Sources

    Speed droop is defined as the difference in revolutions per minute from the equilibrium revolutions at no load on the engine to that at full load.

    Speed droop is a governor feature which allows a prime mover to run at a proportionately lower speed as load is increased.

    Speed droop is defined as the difference in revolutions per minute from the equilibrium revolutions at no load on the engine to that at full load. It is expressed as a percentage of a maximum rated speed.

    https://dieselship.com/questions/question/droop

     

    Siehe Wörterbuch: speed droop

    Comment

    @#4 That’s the “load sharing” bit.

     

    I’d guess that “droop” here in the context of ship diesel engines is “speed droop.” But it's only a guess. It may be a droop in some other sense.

     

    What the G. might be? No idea. The LEO entry at “speed droop” doesn’t seem right here, but I may be wrong.

    #5AuthorBion (1092007)  25 Aug 22, 08:55
    Comment

    Typo?


    Für "drop load sharing" findet das Netz einige Einträge.


    Edit: Sorry, Falschbenutzung der Suchmaschine meinerseits. Vergesst es.

    #6Author Jesse_Pinkman (991550)  25 Aug 22, 09:48
    Comment

    Vielleicht "statischer Lastausgleich". Wäre aber zu überprüfen, bin mir nicht ganz sicher...

    #7Author Zugi (797273) 25 Aug 22, 10:06
    Comment

    Ich knnte das Wort "Statik" bisher auch noch nicht, ebensowening wie "droop". Aber was die beiden Wikipedias zu den Stichworten beschreiben, ist inhaltlich gleich.


    Es geht darum, wie man mehrere Generatoren (jeweils einzeln) steuert, die gleichzeitig (isochronous) parallel zueineinder Energie in ein gemeinsames Netz einspeisen. Ziel ist eine Lastverteilung (load sharing) zwischen den Generatoren, und letztlich zwischen den Maschinen, welche die mechanische Energie zum Antrieb der Generatoren liefern. (Letztlich ist hier die Dieselzufuhr die Stellgröße)


    Die einzelnen (hier bis zu 5) Generatorsätze (bestehend aus Dieselmotor und dem eigentlichen Generator als mechanisch-elektischen Energieumformer) folgen dabei ihrem "natürlichen Verhalten".


    Steigt die Energieabnahme im Netz, geht die Spannung "in die Knie" und durch Rückwirkung über Antriebswelle auf den Motor sinkt auch die Frequenz im Netz. (Ganz analog zu einem Auto, das an einer Steigung langsamer wird) Die Regelung anhand einer Statik reagiert auf den Frequenzeinbruch und gibt dem Motor mehr Stoff. Leistung und Frequenz steigen wieder. Sind die Regelkennlinen vernünftig abgeglichen (Steigung und Zeitkonstanten für Kriechfall oder höchstens aperiodischen Grenzfall), sorgt das für ein gut stabiles Netz mit erträglichen Schwankungen.


    Zu den Bedenken in #2: Das funktioniert auch in großen Netzen. Im Kern ist das der Algorithmus, nach dem auch die Frequenz im europäischen Verbundnetz stabil gehalten wird. (Dort gibt es noch ein paar "Feinheiten", weil je nach Lastsituation ganze Kraftwerke zu- und abgeschaltet werden, und die benötigte Regelenergie aus schnell und langsam regelbaren Kraftwerken verschiedener Reservepools stammt, aber das Prinzip ist gleich)


    Nachdem wir nun die Basics einigermaßen klar sehen, fällt auf, dass die Anfrage in Eröffnungsbeitrag eigentlich gar keinen kompletten Satz ergibt. Aber immerhin stecken genügend Stichwörter darin, um den technischen Hintergrund zu entschlüsseln.


    Mit dem Wort "statik" kann ich weiterhin nicht viel anfangen, und da es auch eineing in #4 trotz des unbestreitbar profunden Fachwissens auf diesem Gebiet ähnlich geht, und darüber hinaus die Suchmaschinen keine passenden Beispielverwendungen zeigen...


    Ich würde mich um eine direkte Übersetzung in "Statik" herumlügen und in der Gegend "Regelalgorithmus mit steigender mechanischer Energiezufuhr bei sinkender Netzfrequenz" formulieren.

    #8Author Harald (dede) [de] (370386)  25 Aug 22, 13:26
    Comment

    In der Nachlese ist mir augefallen, dass der Satz der Anfrage wohl so zu lesen ist:


    With standard functionality as:

    • droop load sharing,
    • droop load sharing based on kWatts

    and

    • isochronous load sharing up to 4 engines.

    ____________


    Nebenbei angelesen und Quellen schon wieder vertrödelt. Vielleicht auch im Detail etwas spekulativ. Error-prone, da frisch angelesen:


    Das "isochronous" bedeutet in diesem Kontext übrigens, dass die Frequenz starr konstant an eine einheitliche Referenz-Frequenz gebunden ist. Da Schiffsdiesel nicht instantan ihre mechanische Leistung hochfahren können, bedeutet das wohl, dass es bei konstanter Frequenz zu Spannungs (und damit zu Leistungseinbrüchen) kommen kann. Eine solche Konfiguration ist übrigens dafür anfällig, dass sie falsch "einrastet": Der Generatorsatz mit der schnellsten Regelung kann bei einem plötzlichen erheblichen Lastwechsel die ganze Last übernehmen und die anderen Sätze verfallen in Leerlauf. Da wird wohl nicht nur mit reinem Wasser gekocht (N autarke Regelungungen für N Einheiten), sondern es muss auch noch eine Kommunikation über den Zustand der einzelnen Einheiten geben, die in die Koordination des Gesamtsystems mündet. Das erklärt auch die Begrenzung auf 4 Sätze, die in einem reinen droop-control unnötig wäre.


    #9Author Harald (dede) [de] (370386)  25 Aug 22, 17:54
    Comment

    Nein, das funktioniert eigentlich umgekehrt:

    Wenn Überlastung eines Motors erkannt wird, dann wird seine Drehzahl reduziert, bis die Überlast beseitigt ist. Das kann bei manchen Motortypen (Kolbenmotor, Schlupf der Asynchronmaschine) implizit erfolgen, aber vorzugsweise (aufgrund der geringeren Belastung der beteiligten Motoren) durch elektrische oder mechanische externe Regelung. Wenn nun in einem Verbund einer der Motoren seine Drehzahl reduziert, verteilt sich die Last auf die restlichen Motoren, die dann u.U. selbst überlastet werden und ihre Drehzahl reduzieren, so lange bis die aufgrund der geringeren Drehzahl gesunkene Gesamtlast so auf alle Motoren verteilt ist, daß alle innerhalb ihres zulässigen Lastbereiches arbeiten.

    Ich habe dafür die Ausdrücke "Regeldifferenzausgleich" und "Schleppregelung" gehört, beide scheinen aber nicht genügend verbreitet zu sein, um als etablierter Begriff zu gelten.


    Die "droop control" bei der Netzregelung unterscheidet sich von diesem "load sharing" insofern, daß es bei der Netzregelung nur die sich von selbst einstellende Situation ist, daß bei Überlast die Netzfrequenz sinkt und bei Unterlast ansteigt. Dort steuert man aber durch Lastabwurf, Einspeiseregelung, Aktivierung der Regelreserve etc. aktiv gegen, um wieder die 50,00Hz zu erreichen, während man hier das Beste aus den vorhandenen Motoren machen und sich mit einer geringeren Drehzahl begnügen muß, solange die Lastsituation andauert.


    Verwandt, aber wieder eigentlich andersherum, ist die Schlupfregelung (ASR beim Auto), wo es um die maximal übertragbare Last geht.

    #10Author mowny (1374366)  29 Nov 22, 16:05
    Comment


    FWIW, aus dem Wiki-Link in #1 :


    https://de.wikipedia.org/wiki/Statik_(Elektro...

      Statik (Elektrotechnik)

    Um einen stabilen Betrieb von Wechselstromnetzen zu organisieren, wird in der Elektrotechnik bei Stromerzeugern der Einstellwert einer Statik, englisch droop[1], verwendet. Der Kennwert der Statik beschreibt die negative Steigung der normierten Kennlinie f(P) bzw. U(Q). Dies stellt die Abhängigkeit des Sollwertes der Wirkleistung P von der Frequenz f dar bzw. die der Blindleistung Q von der Spannung U.

    Der Wert der Statik σ ist damit der Quotient aus Frequenzabweichung bei Nennleistung im Vergleich zum Leerlauf und der Nennfrequenz:

     ... Frequenz- und Spannungsstatik

    Eine Statik ist eine lineare Reglerkennlinie, die das Verhalten eines Generatorsatzes in Abhängigkeit von den Netzgrößen wie entweder Leistung und Frequenz (Frequenzhaltung) beschreibt, oder auch in Abhängigkeit von Spannung und Frequenz (Spannungshaltung). Sie wird im Verbundbetrieb vieler Kraftwerke zur Koordinierung der Primärregelung von Wirkleistung P und Blindleistung Q über die Netzgrößen als Informationsträger genutzt. ...



    PS : ich kannte den Begriff Statik bisher auch nur aus dem Baubereich ... :-)


    #11Author no me bré (700807) 29 Nov 22, 17:06
    Comment

    (Edith meint: Der Beitrag in seiner vorherigen Form war zwar nicht falsch, aber wenig verständlich. Deshalb habe ich großflächig überarbeitet)


    @mowny #10: "Wenn Überlastung eines Motors erkannt wird, dann wird seine Drehzahl reduziert, bis die Überlast beseitigt ist."


    Mwony, das mag für einen einzelnen Maschinensatz vernünftig und möglich sein, aber im Netz kann ein einzelner Satz nicht einfach seine Drehzahl ändern. Er ist starr an die Netzfrequenz angebunden. (Verliert ein Satz seine Synchronität zum Netz, kommt es wegen der erheblichen Fehlströme (vor Ort) zu einer notfallmäßigen Schnellabschaltung)


    Außerdem reden wir hier nicht von Überlast eines Antriebs, also notwendigen Schutzmaßnahmen, sondern vom normalen Betrieb einem funktionierenden Regelkreis.


    Lesetipp: Wikipedia:Netz-Synchronisierung eines Synchrongenerators:

    (Fettung von mir)

    "Mit der Netzanbindung werden dem Generator Netzfrequenz und -spannung vorgegeben. Der Drehzahlregler der Antriebsmaschine wird dann zum Lastregler, denn eine Brennstofferhöhung führt nicht zu einer Drehzahlerhöhung, sondern wirkt sich auf eine höhere Leistungsabgabe aus."


    In der Umkehrung bedeutet das: Minderung der Brennstoffzufuhr führt nicht zu einer Drehzahlminderung, sondern verursacht eine geringere Abgabe von Leistung.


    Die Regelung bei einer Statik funktioniert im Prinzip so: Wenn das Netz zu hohe Frequenz hat, gibt man dem Antrieb weniger Kraftstoff. Das Drehmoment an der Welle sinkt, der Generator liefert geringeren Strom und/oder ändert die Phasenlage des Stromverlaufs. Der Spannungsverlauf bleibt identisch, da er vom Netz diktiert wird. Die Änderungen am Verlauf des Stroms reduzieren die abgegebene elektrische Leistung. Die übliche Folge ist, dass die Frequenz des Netzes leicht "in die Knie geht". Und damit auch die Drehzahl dieses Generatorsatzes.


    Auf diese Weise regeln alle Maschinensätze des Netzes die Netzfrequenz kooperativ gemeinsam, ganz ohne äußeren Eingriff einer koordinierenden Instanz. Die Frequenz selber ist dabei das "Kommunikationsmittel" für die "Koordination" der Lastverteilung.

    #12Author Harald (dede) [de] (370386)  30 Nov 22, 03:41
    Comment

    @Harald #12: Aber bei der Anfrage im OP "droop load sharing" geht es ja gerade nicht um Netzregelung, sondern um solch einen Maschinensatz. Dabei wird "künstlicher Schlupf" erzeugt, der dafür sorgt, daß die Last sich verteilt.

    #13Author mowny (1374366)  06 Dec 22, 18:13
    Comment

    Mowny, falls das Verständnis dieser Zusammenhänge für Dich in Ausbildung, Beruf oder Studium wichtig ist, kann ich Dir nur raten, Dich mit Lehrenden, Mitlernenden oder Kollegen zu unserer Meinungsverschiedenheit zu beraten.

    #14Author Harald (dede) [de] (370386)  06 Dec 22, 20:05
    Comment

    Die Kollegen fragen mich, wenn sie selbst nicht mehr weiterwissen.


    Nochmal ausführlich ganz von Anfang an:

    Bei einer Asynchronmaschine hängen Schlupf (Frequenzdifferenz) und Drehmoment (Belastung) bei sonst gleichen Randbedingungen unmittelbar zusammen. Im üblicherweise verwendeten Bereich sogar quasi linear, dabei ist dann auch der Strom proportional zum Drehmoment. Läßt man nun zwei direkt am Netz hängende Motoren mit hinreichend gleichen Werten für Nennschlupf und Nennleistung zusammen eine Last antreiben, pendelt sich die Lastverteilung bedingt durch den Schlupf so ein, daß beide Motoren ungefähr den gleichen Anteil der Last tragen.

    Das funktioniert aber nicht mehr so gut, wenn die Motoren nicht ähnlich genug sind und Nennschlupf und/oder Nennleistung sich unterscheiden. Bei Synchronmotoren mangels Schlupf sowieso prinzipiell nicht.

    Betreibt man die Motoren allerdings mit Frequenzumrichtern, kann man diese ein Schlupfverhalten simulieren lassen und dadurch mehrere Motoren unterschiedlicher Art verbinden, ohne dazu Steuerverbindungen (wie z.B. zur Drehmomentvorgabe für torque slaves, eine andere zur Lastverteilung verwendete Methode) zwischen den Frequenzumrichtern zu benötigen. Hierbei wird vom Umrichter eine Statikkennlinie simuliert, so daß bei steigendem Strom die Umrichterausgangsfrequenz abgesenkt wird. Die dafür verwendete Funktion des Umrichters heißt (power balance by) droop control, oder eben wie hier in der Anfrage droop load sharing. Die zusätzliche Frequenzabsenkung durch diese Funktion ist dabei im üblichen Einsatz völlig uninteressant, könnte bei Bedarf aber durch Erhöhung der Umrichter-Zielfrequenz über die Nennfrequenz der Motoren hinaus ausgeglichen werden.

    #15Author mowny (1374366) 07 Dec 22, 16:12
    Comment

    Mowny, danke für diese ausführliche Antwort.


    Damit kann das Missverständnis zwischen uns geklärt werden. Deine ganze Schilderung kreist um den Lastausgleich zwischen Motoren im Netz(abschnitt). Die Anfrage richtet sich aber auf den Lastausgleich zwischen den Generatoren, die gemeinsam ein Inselnetz auf einem Schiff speisen.


    Eine entsprechende Erläuterung findet sich an allen Fundstellen für "droop/Statik". Die Statik ist die (Steigung der (linear fallenden)) Kennlinie der Frequenz über der Leistung eines Generators. Bei steigender Last sinkt also die Frequenz im Netz.


    (Klugschiss für interessierte Fachfremde) Das hört sich erst mal logisch an, weil man annehmen könnte, das läge am Fehlen einer Leistungsreserve. Eigentlich ist diese Erscheinung aber paradox. Sie tritt auch dann ein, wenn der Generator genug Reserven hat, um die Frequenz zu halten oder gar zu steigern.)


    Wenn die Steigungen der Statiken aller Generatoren aufeinander abgestimmt sind, sind in jedem eingeschwungen Zustand alle Generatoren beim selben Prozentsatz ihrer Nennleistung.


    Beispiel: Für alle Generatoren eines Netzes ist die jeweilige Statik auf 4% der Nennfrequenz für einen Lastwechsel von Nennlast auf Leerlauf eingestellt. Dann sind bei einer aktuellen Netzfrequenz von 96% der Nennfrequenz alle Generatoren bei 96% ihrer Nennlast.


    Auf diese Weise stabilisiert die Statik alle Generatoren ein ganzes Netzes, ohne dass eine zentrale Kontrollinstanz nötig ist. Die Netzfrequenz dient dabei als Kommunikationskanal zwischen den Generatoren.

    #16Author Harald (dede) [de] (370386)  08 Dec 22, 22:45
    Sources

    Mowny, falls das Verständnis dieser Zusammenhänge für Dich in Ausbildung, Beruf oder Studium wichtig ist, kann ich Dir nur raten, Dich mit Lehrenden, Mitlernenden oder Kollegen zu unserer Meinungsverschiedenheit zu beraten.

    Comment

    Erfreulich, dass sich der Autor dieser überheblichen Antwort letztendlich doch entschlossen hat, sich mit der inhaltlichen Argumentation von Mowny auseinanderzusetzen.

    #17AuthorRominara (1294573) 09 Dec 22, 22:47
    Comment

    Ah. Du! Popcorn gefällig?


    Kostet für Dich ganz billig:

    Schreibe einen erhellenden Beitrag zum Thema des Fadens.

    Und bitte nach den üblichen Vorgaben in jedem Forum: höflich, sachlich, freundlich.


    Vielen Dank im Voraus!

    _____


    Edith hat noch ein PS empfohlen. Da isses:

    PS: Falls Du noch einmal nachlesen möchtest: Meine #12 ist sehr wohl inhaltlich und ganz ausführlich auf die #10 von movny eingegangen. Den weiteren Verlauf werde ich nicht öffentlich diskutieren.

    #18Author Harald (dede) [de] (370386)  09 Dec 22, 23:29
     
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