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Elektrische Stromerzeugungs- und Verteilungsanlage.
Die Erfindung betrifft eine elektrische Stromerzeugungsanlage mit mehreren Stromerzeugern oder mehreren Gruppen von solchen, welche bei wechselnden Betriebsverhältnissen nach einem bestimmten Plan eingeschaltet, ausgeschaltet, belastet und entlastet werden, ohne dass hiezu irgendwelche Denkoperationen erforderlich sind, meist können auch besondere Mess-und Steuerleitungen oder Fernwirkverbindungen zwischen den einzelnen Stromerzeugern oder zwischen diesen und einer gemeinsamen Lastverteilstelle entfallen.
Der Belastungsplan kann beispielsweise die durch die Wirtschaftlichkeit der Stromerzeugung bestimmte Qualifikation der einzelnen Stromerzeuger sein. Es sei angenommen, dass ein Wasserkraftlaufwerk A, Grundlastdampfkraftwerk B, ein Wasserkraftspeicherwerk C, ein Wärmespeicherwerk D und ein Spitzendec1.'lmgswerk E auf ein gemeinsames Netz arbeiten. Das Wasserkraftlaufwerk A soll mit den niedrigsten Stromerzeugungskosten je Kilowattstunde arbeiten, die Werke B, C und D mit immer grosseren Stromerzeugungskosten und das Spitzendeckungswerkmit den höchsten Stromerzeugungskosten je Kilowattstunde.
Um daher möglichst wirtschaftlich Strom zu erzeugen, wird es zweckmässig sein, bei geringer Belastung bloss das Wasserkraftlaufwerk A arbeiten zu lassen und die übrigen Werke fortschreitend entsprechend fortschreitender Belastung zuzusehalten bzw. zu belasten. In der Fig. 1 sind die Höchstbelastungen der einzelnen Werke angegeben. Es wird also beispielsweise bei einer Belastung, welche zwischen 0 und 20.000 Kilowatt liegt, bloss Werk A Strom abgeben, bei einer Belastung zwischen 20.000 und 30.000 Kilowatt werden Werk A und Werk B Strom abgeben, zwischen 30.000 bis 38.000 Kilowatt Werk A, Werk B und Werk C, zwischen 38.000 und 42. 000 Kilowatt wird noch Werk D hinzutreten und erst zwischen 42.000 und 50.000 Kilowatt Belastung werden alle fünf Werke Strom abgeben.
Es ist bekannt, die Einhaltung dieses oder eines andern Betriebsplanes dadurch zu erreichen, dass man die gesamte Netzbelastung durch entsprechende Fernmess-und Fernmeldeeinriehtungen aus den Einzelbelastungen der Maschinen addiert, daraus durch Gedankenarbeit feststellt, welche Maschinen eingeschaltet und wie weit sie belastet werden müssen und danach Befehle oder Steuerimpulse an die einzelnen Kraftwerke, Lastverteilstellen, Phasenschieberstationen od. dgl. gibt. Erfindungsgemäss kann aber das gleiche auch ohne diesen Umweg erreicht werden, indem man eine im ganzen Netz vorhandene elektrische Grösse, z. B. die Frequenz oder die Spannung, in einen funktionellen Zusammenhang mit dem zugrundeliegenden Belastungsplan bringt. An Hand des eingangs erwähnten Beispiels soll dies erläutert werden :
Es handle sich um eine Drehstromanlage.
Als Bezugsgrösse für die Belastungsaufteilung soll die Frequenz gewählt werden. Es wird nun für das Netz eine sogenannte Leerlauffrequenz eingeführt, welche z. B. 50 Perioden betragen soll. Ferner wird jedem Stromerzeuger eine bestimmte andere Frequenz zugeordnet, welche im folgenden als Sollfrequenz dieser Maschine bezeichnet werden soll. Der funktionelle Zusammenhang zwischen Frequenz und Belastungsplan bestehe ferner darin, dass die Differenz zwischen Sollfrequenz einer Maschine und Leerlauffrequenz des Netzes den reinen Erzeugungskosten der Maschine proportional ist. Es werden dann jene Maschinen eingeschaltet und belastet, für welche die Sollfrequenz über der gerade herrschenden Netzfrequenz liegt.
Der Erfolg dieser Maschine ist aus Fig. 1 zu entnehmen. Solange dem Netz keine Leistung ent- nommen wird, wird das Wasserkraftlaufwerk A in der Lage sein, dem Netz seine Sollfrequenz aufzudrücken.
Die reinen Erzeugungskosten dieses Laufwerkes sind praktisch gleich Null und seine Sollfrequenz ist daher gleich der Leerlauffrequenz des Netzes, nämlich 50 Perioden. Die Werke mit höheren Erzeugung-
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kosten und dementsprechend tieferer Sollfrequenz beteiligen sich nicht an der Frequenzhaltung. Man wird den Betrieb dann so führen, dass das Werk mit der nächst tieferen Sollfrequenz zum Anlauf bereitgehalten wird, während die übrigen Werke ihre Maschinen abgestellt haben. Wird nun dem Netz eine allmählich steigende Leistung entnommen, so wird diese vorerst vom Laufwerk A allein gedeckt, was sich dadurch ausdrückt, dass das Netz nach wie vor mit der Sollfrequenz dieses Laufwerkes betrieben wird.
Erst wenn die Netzbelastung grösser wird, als die im Laufwerk verfügbare Leistung, wird die Netzfrequenz unter diesen Wert absinken, weil das Werk A nicht mehr in der Lage ist, durch weitere Leistungerhöhung seine Sollfrequenz zu erzwingen. Die Frequenz wird dann soweit fallen, bis die Sollfrequenz irgendeiner andern im Netz angeschlossenen Maschine erreicht und diese hiedurch zur Lieferung veranlasst wird. Im vorliegenden Beispiel ist dies das Dampfkraftwerk B, dem etwa eine Sollfrequenz von 49'9 Perioden zugeordnet ist. Da die übrigen Werke eine noch tieferliegende Sollfrequenz besitzen, wird also die Spitzendeekung und Frequenzhaltung nunmehr ausschliesslich von dem am billigsten arbeitenden Dampfkraftwerk B übernommen werden.
Erst wenn infolge steigender Netzbelastung auch dieses Werk an der Grenze seiner Leistungsfähigkeit angelangt ist, wird ein neuerlicher Frequenzsprung eintreten, der das Wasserkraftspeieherwerk C, dessen Sollfrequenz z. B. 49'8 Perioden betragen möge, zur Übernahme der Frequenzhaltung veranlasst.
Dieser Vorgang setzt sich mit steigender Netzbelastung in gleicher Weise fort, indem jedes Werk bei Annäherung der Netzfrequenz an seine Sollfrequenz bereitgestellt wird und das Absinken der Netzfrequenz unter seine eigene Sollfrequenz durch Erhöhung der Maschinenleistung zu verhindern trachtet.
Bei Abnahme der Netzbelastung vollzieht sich der gleiche Vorgang in entgegengesetzter Richtung, indem sich jedes Werk bemüht, ein Ansteigen der Netzfrequenz über seine eigene Sollfrequenz durch Entlastung der Maschinen zu verhindern. Ist ein Werk vollkommen entlastet, so springt die Netzfrequenz bis zur nächst höher gelegenen Sollfrequenz empor. Aus der jeweiligen Netzfrequenz kann hiebei immer ersehen werden, welche Gattung von Maschinen gerade im Betrieb ist und ob zwischen dem frequenzhaltenden Werk und einem beliebigen andern noch genügend Maschinen vorhanden sind, welche eine vollständige Abstellung eines Werkes gestatten.
Im vorstehenden Beispiel wurde der Einfachheit halber angenommen, dass die Sollfrequenz für eine Maschine oder ein Werk eine konstante Grösse ist. Dies trifft im allgemeinen nicht zu. Da gemäss dem gewählten Belastungsplan die Sollfrequenz eine Funktion der Erzeugungskosten ist, wird sie von der perzentuellen Maschinenbelastung entsprechend dem Verlauf der Wirkungsgradkurve, in Dampfkraftwerken auch von der Kesselbelastung abhängig sein. Dann wird unter Umständen nicht mehr ein Werk oder eine Maschine allein die Frequenz halten, sondern es werden mehrere oder alle Maschinen auf
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in keiner Weise berührt.
Überdies kann auch durch andere willkürliehe Festsetzungen die Sollfrequenz beeinflusst werden.
Arbeitet beispielsweise eine Industrieanlage aufs Netz eines öffentlichen Elektrizitätswerkes, so kann der Fabriksbetrieb das Interesse haben, vorwiegend zu gewissen Tageszeiten Strom in das öffentliche Netz abzugeben, während in den übrigen Stunden die Parallelarbeit nur zur Aufrechterhaltung der gegenseitigen Reserve bestehen bleiben soll. In diesem Falle kann nach einem von Verträgen, Tarifen oder andern willkürlichen Festsetzungen abhängigen Fahrplan die Sollfrequenz der Fabriksgeneratoren zusätzlich beeinflusst werden. Ähnlich lässt sich jeder beliebige Tarif durch eine Korrektur der Sollfrequenz berücksichtigen, z. B. Abhängigkeit des Strompreises von der gelieferten Leistung, dem mitgelieferten Blindstrom, dem Leistungsfaktor u. v. a. m.
Mitunter kann es auch erwünscht sein, die beschriebene planmässige Lastaufteilung zeitweilig ausser Kraft zu setzen und eine andere Regelung wirksam werden zu lassen. Werden z. B. in einem Netz Synehronuhren betrieben, so unterliegt die Frequenzhaltung noch zusätzlichen Rücksichten auf den Gang dieser Uhren.
Wenn sich nun auf Grund der geschilderten Manipulationen mit der Netzfrequenz im Laufe eines Zeitraumes eine Fehlanzeige der Synchronuhren ergibt, so kann dieser Fehler wieder behoben werden, indem entweder bei allen Stromerzeugern eine entsprechende Veränderung des Frequenzniveaus in Abhängigkeit vom Uhrenfehler bis zu dessen Behebung und ohne Störung der planmässigen Lastaufteilung einsetzt oder indem die der planmässigen Lastaufteilung dienende Beeinflussung der Frequenz zeitweilig aufgehoben und durch eine nur auf Behebung des Uhrenfehlers abzielende Beeinflussung ersetzt wird.
Durch die Einführung der beschriebenen Sollfrequenzen ist es also möglich, mittels Messung der Frequenz am Aufstellungsort jeder Maschine festzustellen, ob sie gemäss dem gewählten Belastungsplan in Betrieb zu halten und wie weit sie zu belasten ist. Die einzelnen Netzfrequenzen sind hiebei nicht immer den gleichen Netzbelastungen zugeordnet, denn es kann vorkommen, dass etwa eines der Werke durch Störungen oder ähnliche Umstände von der Energieerzeugung ausscheidet. Dann wird bei zunehmender Netzbelastung die Sollfrequenz dieses Werkes übersprungen und die Netzfrequenz wird bei der gleichen Netzlast entsprechend tiefer liegen, als wenn dieses Werk an der Energieversorgung teilnehmen würde.
Als Bezugsgrösse für den Belastungsplan wird man nicht immer die Frequenz wählen. In Gleichstromanlagen wird man hiefür zweckmässigerweise die Netzspannung benutzen. Auch hier besteht der
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funktionelle Zusammenhang mit dem Belastungsplan in der Festlegung einer Leerlaufspannung und einzelner den Maschinen zugeordneten Sollspannungen. Hiebei ergeben sich sogar gewisse Vorteile gegenüber der Regelung auf Grund der Frequenz. Diese ist bekanntlich für sämtliche Stellen des Netzes gleich gross, während die Spannung durch die Leitungsverluste beeinflusst wird. Dies hat zur Folge, dass bei Spannungshaltung durch ein Werk A an den Maschinenklemmen der übrigen Werke nicht die Sollwertspannung des Werkes A gemessen wird, sondern eine andere Spannung, welche um die Spannungsabfälle in den Leitungen davon verschieden ist.
Die Spannungsabfälle in den Leitungen spielen für die
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Leitungen. Es ist hiebei angenommen, dass die drei Werke A, B und C gleiche Erzeugungskosten haben.
Ist die Netzbelastung sehr klein, so erfolgt die Spannungshaltung ausschliesslich durch das Werk A.
Für die Werke B und C besteht kein Anreiz sich an der Lieferung zu beteiligen, da ihre Klemmenspannung nicht kleiner ist als ihre Sollspannung. Erst wenn das Werk A die Netzbelastung nicht mehr decken kann, wird das Werk B einspringen und seinerseits die Spannungshaltung übernehmen. Der Spannungsverlauf der Leitung entspricht dann der Linie 2. Werk A wird hiebei auf Vollast gehalten, da die Klemmen- spannung dortselbst um den Spannungsabfall LE2 unter der Sollfrequenz liegt. Das Werk C bleibt weiter unbelastet, weil dortselbst kein solcher Spannungsabfall gemessen wird. Erst wenn auch das
Werk B den Netzbedarf nicht mehr decken kann, wird auch das Werk C zur Lieferung herangezogen.
Man sieht also, dass von den drei Werken, die den Strom zu gleichen Preisen erzeugen, stets nur jene
Werke in Betrieb sind, welche dem Verbraucher am nächsten liegen und erst bei Vollast dieser Werke die entfernter gelegenen, also mit Leitungsverlusten arbeitenden, herangezogen werden. Wäre an die
Leitung noch ein viertes Werk D angeschlossen, welches kleinere Erzeugungskosten und daher eine höhere
Sollwertspannung aufweist, so kann der Fall eintreten, dass bei Vollast der Werke A und B nicht das
Werk C, sondern das Werk D einspringt.
Dies geschieht, wenn die Differenz der Sollspannungen der
Werke C und D kleiner ist als der Spannungsabfall zw ischen diesen beiden Werken, mit andern Worten, wenn es wirtschaftlicher ist. den Strom mit einer billiger arbeitenden Maschine und grösseren Leitung- verlusten zu erzeugen, als mit einer teurer erzeugenden Maschine mit kleineren Verlusten. In diesem
Falle wird weder das Werk C noch das Werk D mit Vollast arbeiten, sondern beide Werke werden gemein- sam die Spannungshaltung übernehmen, wobei das Werk B soviel Strom zur Gesamtlieferung beiträgt, dass der Spannungsabfall zwischen C und D gleich der Differenz der Sollspannungen dieser Werke ist.
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der Erzeugungskosten und der Verluste.
Das Verfahren ist am besten dann verwendbar, wenn die Erzeugungskosten der einzelnen Maschinen voneinander nicht sehr verschieden sind und das Netz entsprechend grosse Spannungsschwankungen verträg, wie dies etwa in Bahnnetzen der Fall ist.
Bei Wechselstromanlagen ist die Benutzung der Spannung als planabhängige Grösse nicht in der gleichen Weise möglich. Für die Aufteilung der Wirklast wird man dort immer die Frequenz wählen müssen, während die Spannung zur planmässigen Aufteilung der Blindlast verwendet werden kann. In diesem Falle werden also zwei elektrische Grössen für die Einhaltung des Belastungsplanes herangezogen, u. zw. die Frequenz für die Wirklastaufteilung, die Spannung für die Blindlastaufteilung. Es ist wieder eine Leerlaufspannung festzulegen und die Differenz zwischen der Sollspannung, auf welche die einzelnen Blindleistungserzeuger eingeregelt werden und diese Leerlaufspannung ist den reinen Erzeugungskosten der Blindleistung, also den Verlusten in Generatoren, Phasenschiebern oder andern Blindleistungsmaschinen proportional.
Würden alle Maschinen die Blindleistung verlustlos erzeugen, so müssten alle Maschinen auf gleiche Klemmenspannung geregelt werden, um die optimale Verteilung der Blindströme, d. i. die kleinsten Leitungsverluste derselben, zu erhalten. Die durch die Stromwärme der Maschinen bedingten Verluste sind eindeutig durch die Wirkungsgradkurven bestimmt, welche zur entsprechenden Richtigstellung der Sollspannungen heranzuziehen sind, so dass dann die Maschinen auf die dadurch bedingten Klemmenspannungen zu regeln sind. Die in den Verbindungsleitungen zwischen den Kraftwerken auftretenden Stromwärmeverluste der Wirkströme sind hingegen nicht auf so einfache Weise erfassbar wie bei den Blindströmen oder bei der früher beschriebenen Gleichstromanlage. Es muss vielmehr ein anderer Weg hiezu eingeschlagen werden.
Auch die in den Leitungen fliessenden Wirkströme rufen Stromwärmeverluste hervor ; diese müssen den Erzeugungskosten der Wirkleistung zugezählt werden. Es wird z. B. unter Umständen wirtschaftlicher sein, die Wirkleistung, die ein Verbraucher verlangt, von einem nahegelegenen, an sich teurer arbeitenden Werk erzeugen zu lassen. als von einem an sich zwar billigeren, aber weit entfernten Werk, von welchem die Leistung nur mit bedeutendem Verlust dem Verbraucher zugeführt werden kann. Es müssen also bei den einzelnen Maschinen die Sollfrequenzen bzw. die Sollspannungen noch eine zusätzliche Korrektur erfahren, welche dem im Leitungsnetz auftretenden Stromwärmeverlust der Wirkströme Rechnung trägt.
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Arbeitet beispielsweise das Kraftwerk A (Fig. 4) auf einen entfernten Verbraucher B über die Leitung C und ist ferner die den Erzeugungskosten des Kraftwerkes allein entsprechende Sollfrequenz gleich so müssten die Maschinen des Kraftwerkes A auf eine niedrigere Sollfrequenz geregelt werden
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also der gleichen Sollfrequenz fi behaftete Kraftwerk D nicht auf die Frequenz t ;., sondern auf eine höhere Frequenz geregelt wird. Das Mass dieser Erhöhung ist gegeben durch die in der Leitung C auftretenden Stromwärmeverluste oder auch durch den bis zum Anschlusspunkt des Kraftwerkes D auftretenden Spannungsabfall. Dieser ist als Differenz gegenüber der Leerlaufspannung des Netzes im Kraftwerk D messbar, welches seine Sollfrequenz dieser Differenz entsprechend erhöht.
Wenn aber der Verbraucher B nicht nur Wirkleistung, sondern auch Blindleistung bezieht, so ist der vom Kraftwerk gemessene Spannungsabfall kein richtiges Kennzeichen der durch den Wirkstrom in der Leitung C hervorgerufenen Stromwärmeverluste. Er rührt vielmehr vom Wirk-und vom Blindstrom gleichzeitig her. Um dieser
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der bei der Wirklastregelung auftretenden Spannungsänderung zusätzlich beeinflusst.
Wenn z. B. anfänglich die beiden Kraftwerke A und D in das Netz C nur Blindlast liefern und nun eines oder beide auf Wirklastlieferung geregelt werden, so tritt eine Störung der früheren Blindlastaufteilung durch die nun fliessenden Wirkströme ein. Diese Störung ist um so stärker, je grösser der durch
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korrigieren, dass die Stromwärmeverluste der Wirkströme Berücksichtigung finden.
Die beschriebene Methode ist ein Näherungsverfahren, da eine genaue Messung der Ohmschen Spannungsabfälle ohne Messleitungen oder Fernmessverbindungen nicht möglich ist. Es kann hiefür auch ein beliebiges anderes Näherungsverfahren benutzt w erden. Z. B. ist es auch möglieh, die Ohmschen Leitungsverluste durch Messung der Reaktanz des Netzes zu erfassen. Die Erhöhung der Sollspannungen und die gleichzeitige Ermässigung der Sollfrequenz hat dann in Abhängigkeit der scheinbaren Reaktanzen des Netzes zu erfolgen.
Da alle diese Verfahren Näherungsmethoden sind, ist es nicht zu vermeiden, dass sich die Fehler in der Einstellung der Sollwerte für Frequenz und Spannung mit der Zeit addieren. Es ist daher notwendig, diese Werte von Zeit zu Zeit zu korrigieren. Erfindungsgemäss wird nun diese Korrektur immer dann vorgenommen, wenn eine Maschine leerläuft, da dann Sollspannung und Sollfrequenz durch keinerlei Ohmsche Leitungsverluste beeinflusst werden und die genaue Grösse der Sollwerte nur von der Maschine selbst abhängig ist.
In jenen Fällen, in denen ein Kraftwerk ans Netz über eine Leitung angeschlossen ist, an welche kein Verbraucher angeschlossen ist, so dass die gesamte im Kraftwerk erzeugte Leistung durch diese Leitung fliesst, können die Verluste in dieser Leitung direkt gemessen und in die Regelung einbezogen werden ; sie addieren sich dann einfach zu den Erzeugungsverlusten und können beispielsweise durch eine entsprechende Korrektur der Wirkungsgradkurve der Stromerzeuger berücksichtigt werden.
Da in einem solchen Kraftwerk auch Energie für den eigenen Bedarf oder den der näheren Um- gebung erzeugt wird, die nicht durch die Anschlussleitung fliesst und sieh daher auch nicht an dem Hervorbringen der Fortleitungsverluste beteiligt, so ist es notwendig, diesen Teil der Energieerzeugung zunächst von der Gesamtenergieerzeugung abzuziehen und erst die Differenz zur Erfassung der Leitungsverluste zu verwenden. Die Subtraktion kann dabei durch an sich bekannte Messmethoden erfolgen.
Die Berücksichtigung der Netzverluste ist aber auch in exakter Weise möglich, w enn eine Zentralstelle zur Verfügung steht, welcher alle im Netz erzeugten und verbrauchten Leistungen, z. B. mittels Fernmessung, ständig gemeldet werden. Aus der dann eindeutig bekannten Lastaufteilung können die mit Rücksicht auf die Netzverluste erforderlichen Korrekturen der zur planmässigen Lastaufteilung herangezogenen elektrischen Grössen bestimmt und beispielsweise durch Fernwirkeinrichtungen den Kraftwerken usw. übermittelt werden.
Besteht eine solche Zentralstelle, so können dort nicht nur die Korrekturen der Sollwerte für die Berücksichtigung der Leitungsverluste, sondern die Sollwerte der zur planmässigen Regelung verwendeten Grösse selbst bestimmt und den einzelnen Kraftwerken mitgeteilt werden.
Dabei ist es an sich gleichgültig, ob die Ermittlung dieser Sollwerte oder deren Korrekturen in der Zentralstelle durch Gedankenarbeit oder durch ganz oder teilweise selbsttätig wirkende Einrichtungen erfolgt.
Zur ganz oder teilweise selbsttätigen Ermittlung der Sollwerte oder ihrer Korrekturen kann beispielsweise eine Netznachbildung benutzt werden, in welcher die im Netz fliessenden Leistungen durch Hilfsströme nachgeahmt werden. Spannungen. Frequenzen oder andere Kennzeichen dieser Hilfsströme dienen dann als planabhängige Grösse in einer den vorstehenden Ausführungen analogen Weise. Werden in einem Wechselstromnetz Wirk-und Blindleistung planmässig geregelt, so können zu diesem Zweck zwei Netznachbildungen für die getrennte Ermittlung der planmässigen Wirk-und Blindlastverteiluns
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verwendet werden. Die Ermittlung der Korrekturen erfolgt dann durch gegenseitige Beeinflussung der beiden Netznachbildungen.
Solche Einrichtungen kann man erfindungsgemäss auch dadurch verwenden, statt der Sollwerte der zur Regelung verwendeten Grösse, die Sollwerte der Belastungen selbst zu ermitteln. Es ist hiezu nur notwendig, die Hilfsströme nach den früher für Frequenz, Spannung usw. angegebenen Gesichts- punkten zu regeln.
In einem in Serienschaltung betriebenen Gleichstromnetz fällt die Rolle der plangemäss veränderlichen Grösse dem Strom zu. Es werden jene Maschinen, die zunächst zur Stromabgabe herangezogen werden sollen, auf den höchsten, jene, die zuletzt drankommen, auf den niedrigsten Strom zu regeln sein. In Abhängigkeit vom Strom erfolgt nicht nur das Belasten und Entlasten, sondern auch das Ein- schalten bzw. das Kurzschliessen und Ausschalten der Maschinen.
Da eine solche Anlage ihrem Wesen nach mit konstanten, von der umgesetzten Leistung unab- hängigen Stromwärmeverlusten arbeitet, entfallen besondere Massnahmen zu deren Berücksichtigung.
Es könnte jedoch auch in einer solchen Anlage die zufällige geographisch Lage der Verbindungsleitungen so sein, dass an Übertragungsverlusten gelegentlich gespart werden kann. Enthält beispielsweise die Anlage (Fig. 3) drei Kraftwerke A, B und C, deren eines mittels der Leitungsschleife L angeschlossen ist, so können durch Schliessen des Schalters SI so lange die Verluste in der Leitung L erspart werden, als das Kraftwerk C nicht zur Stromlieferung herangezogen wird. Das Öffnen des Schalters Si kann auch selbsttätig in Abhängigkeit vom durchfliessenden Strom, das Schliessen entweder in Abhängigkeit von dem durch L fliessenden Strom oder der an den Klemmen des Schalters Si auftretenden Spannung, welche ein Mass für die vom Werk C gelieferte Leistung ist, erfolgen.
In ähnlicher Abhängigkeit kann der Schalter jSa geöffnet und geschlossen werden, wenn es erwünscht ist, die Leitersehleife L ganz abzutrennen, wenn sie nicht stromdurchflossen ist.
In ganz gleicher Weise kann die Ein-und Ausschaltung von Verbrauchern oder Verbrauchergruppen zusammen mit den sie ans Netz schliessenden Leiterschleifen erfolgen.
Für das Wesen der Erfindung ist es gleichgültig, auf welche Weise die Einhaltung der Sollwerte erfolgt. Da es sich darum handelt, die Maschinen so zu regeln, dass eine bestimmte Grösse auf ihrem durch die Erfindung gekennzeichneten Sollwert gehalten wird, ist es grundsätzlich ohne Bedeutung, ob dies von Hand aus oder durch besondere Regelapparate oder andere geeignete technische Hilfsmittel geschieht. Wird die Regelung von Hand aus vorgenommen, so ist es natürlich zweckmässig, dem Bedienungspersonal entsprechende Anzeigegeräte zur Verfügung zu stellen, an welchen es den jeweiligen Wert der planabhängigen Netzgrösse und deren Sollwert ablesen kann.
Auch wenn die Belastungsregelung selbsttätig mit Hilfe von Regelapparaten erfolgt, wird zumindest die Inbetriebsetzung und Abstellung der Maschinensätze von Hand aus vorgenommen werden. Man wird dann die selbsttätigen Regelapparate zweckmässigerweise durch Vorrichtungen ergänzen, welche die Differenz zwischen Sollwert und Augen- blickswert anzeigen, um das rechtzeitige Vorbereiten und Abstellen der Maschinen sicherzustellen
Für die selbsttätige Regelung können entweder eigene Einrichtungen verwendet werden, welche direkt die zu regelnden Grössen :
Frequenz, Strom, Spannung usw. beeinflussen oder aber es werden an sich bekannte oder auch schon vorhandene Drehzahl-, Strom-, Spannungs-oder sonstige Regler dazu benutzt und deren Einstellvorrichtungen im gewünschten Sinne beeinflusst. Das Kennzeichen der Erfindung ist dann, dass die Einstellvorrichtungen dieser Apparate stets auf den dem Belastungsplan entsprechenden Sollwert eingestellt werden.
Arbeiten mehrere verschiedenartige Netze gekuppelt, z. B. ein Gleich-und ein Drehstromnetz oder zwei Drehstromnetze verschiedener Frequenz, so kann die Austauschleistung nach den Grundsätzen der Erfindung geregelt werden. Die Kupplungsstellen der beiden Netze bilden jeweils für eine Netz Kraftwerke, fürs andere Verbraucher. Während aber den primären Kraftwerken Sollwerte der Regelgrosse zugeordnet sind, die in erster Linie nur vom Betriebszustand des Kraftwerkes abhängen, ist der generatorischen Seite dieser Kupplungsstationen ein Sollwert zugeordnet, der in erster Linie von den Belastungsverhältnissen des auf der motorischen Seite liegenden Netzes abhängt.
Erfolgt beispielsweise
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etwa aus einigen Gleichstromzentralen und soll die Regelung auf grösste Wirtschaftlichkeit erfolgen, so ist die Sollspannung der Generatoren der Umformergruppen in erster Linie von der Frequenz des Drebstromnetzes bestimmt, welche ein Kennzeichen des Betriebszustandes und der Energiedarbietung im Drehstromnetz ist.
Sind in einem erfindungsgemäss betriebenen Netz Speicherstationen irgendwelcher Art vorhanden (Pumpenspeicher, Akkumulatorenbatterien od. dgl.), welche dazu bestimmt sind, die zu gewissen Zeiten anfallende Energie aufzuspeichern und sie zu Zeiten grösseren Bedarfes wieder abzugeben, so kann das Ein-und Ausschalten, sowie das Belasten und Entlasten der Speichereinrichtungen-sowohl im motorischen, als auch im generatorischen Sinn - ebenfalls in Abhängigkeit von der planmässigen Netz- grösse erfolgen. Das Vorhandensein anfallender Energie wird an dem Wert der planmässigen Netzgrösse jeweils erkennbar sein, worauf die Speicherung unter entsprechender Beeinflussung der in Frage kommenden Organe, z. B. der Abstellorgane der Pumpen, einsetzt.
Die Art der Abhängigkeit von der
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Netzgrösse kann dabei auch von Eigenschaften dieser Speieherwerke zusätzlich abhängig gemacht werden, beispielsweise bei Pumpenspeicherwerken von der zum Hochpumpen verfügbaren Wassermenge od. dgl.
Liefern diese Speicherstationen die Energie zurück, so fügen sie sich als Kraftwerke in den Belastungsplan.
In gleicher Weise können auch die ans Netz angeschlossenen Verbraucher den Bezug aus dem Netz regeln. Bezieht z. B. eine Fabrik, die auch selbst Strom erzeugt, Zusatzenergie aus einem Netz, so kann sie ihre Einrichtungen, also ihre eigenen Generatoren oder ihre Arbeitsmasehinen oder beide in Abhängigkeit von der planabhängigen Netzgrösse nach einem eigenen Plane, also z. B. mit Rücksicht auf billigsten Fremdstrombezug, regeln. Mitunter werden einzelne Verbraucher wohl keine Wirkleistungsmaschine besitzen, wohl aber Phasenschieber oder andere Blindleistungsmaschinen. Diese gelten dann natürlich als Stromerzeuger und fügen sich als solche in den allgemeinen Belastungsplan ein.
Werden Verbraucher, die selber keine Energieerzeugungseinriehtung besitzen, nach einem bestimmten Plan in Abhängigkeit von einer planabhängigen Netzgrösse geregelt, so sind noch zusätzliche Einrichtungen erforderlich. Werden beispielsweise Heisswasserspeicher in Abhängigkeit von der Netzfrequenz ein-und ausgeschaltet, um den Wasserinhalt während der Nachtsenke aufzuheizen, so könnte es zufällig vorkommen, dass in einer Nacht die zum Einschalten erforderliche hohe Frequenz aus irgendwelchen Gründen nicht auftritt. Um ein Auskühlen des Speichers zu vermeiden, ist dann Vorsorge zu treffen, dass er auch bei niedrigeren Frequenzen eingeschaltet wird, z.
B. indem bei Sinken der Temperatur unter ein gewisses Mass die Frequenzabhängigkeit der Einschaltung ganz oder teilweise aufgehoben und Temperaturabhängigkeit eingeführt wird.
In einem nach der Erfindung betriebenen Netz wird es natürlich erwünscht sein, den Anteil der einzelnen Erzeuger und Verbraucher am gesamten Energieumsatz nicht nur nach absoluten Zahlen in Kilowattstunden festzustellen, sondern auch nach entsprechend bewerteten Energiemenge. Es wird im Sinne der Ausführungen eine Kilowattstunde je nach dem Belastungsplan, z. B. bei niedrigerer Frequenz wertvoller sein, als bei höherer Frequenz, eine Blind-Kilowattstunde bei niedrigerer Spannung höher einzuschätzen sein, als bei höherer Spannung. Es können nun erfindungsgemäss Zähler für Wirkoder Blindenergie so von der Frequenz oder der Spannung, oder beiden beeinflusst werden, dass die den Grundsätzen des Belastungsplanes entsprechende Bewertung der gezählten Energie selbsttätig erfolgt.
Beispielsweise kann in den Spannungspfad dieser Zähler ein von Frequenz oder Spannung entsprechend abhängiger Vorwiderstand eingeschaltet werden, welcher eine planmässige Veränderung der Laufgeschwindigkeit des Zählers herbeiführt.
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