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Vorrichtung zur Leistung-und Frequenzregelung.
Beim Parallelbetrieb von elektrischen Stromerzeugern ist es aus wirtschaftlichen Gründen erwünscht, die Leistung auf die verschiedenen Stromerzeuger nach einem gewünschten Plan zu verteilen, und ausserdem ist es notwendig, zur Aufrechterhaltung eines geordneten Parallelbetriebes die Frequenz möglichst konstant zu halten. Da nun beide Forderungen bei den schwankenden Belastungsverhältnissen des Netzes nicht ohne weiteres mit der gewünschten Genauigkeit durch Handregulierung erfüllt werden können, so ist es notwendig, diesen ganzen Betrieb zu automatisieren. Zur Erreichung eines derartigen Betriebes hat man bisher verschiedene Verfahren vorgeschlagen. Eines dieser Verfahren geht z. B. dahin, eine Reihe von Maschinen mit Grundlast bzw. nach einem bestimmten Fahrplan zu fahren, während andere Maschinen die darüberliegenden Spitzen aufzunehmen haben.
Die Grundlast dieser erwähnten Maschinen wird aufrechterhalten durch einen sogenannten Leistungsregler unabhängig von der Frequenz, während die Spitzenmaschinen oder Nichtfahrplanmaschinen durch Frequenzregler unabhängig von der Belastung die Frequenz halten.
Ein derartiger Betrieb ist wohl möglich, besitzt aber verschiedene Nachteile. Da als Frequenzmaschine immer die Spitzenmaschine auftritt, so müssen bei ansteigender Belastung nacheinander die jeweiligen Spitzenmaschinen zur Frequenzhaltung herangezogen werden, d. h. es muss dauernd bezüglich der Frequenzhaltung von der einen Maschine auf die andere umgeschaltet werden. Das gleiche gilt beim rückwärtsgehenden Verlauf der Belastung.
Ausserdem sind die Spitzenmaschinen meist sehr einfach gebaute Maschinen, die den Belastungsänderungen leicht folgen können, und besitzen im allgemeinen wesentlich geringere Schwungmassen als die Grundlastmaschinen. Infolgedessen können die Spitzenmaschinen bei plötzlichen grossen Leistungssehwankungen nur durch vorübergehende Frequenzschwan- kungen die Frequenz des ganzen Netzes, d. h. einschliesslich der grossen und schweren Grundlastmaschinen, aufrechterhalten.
Diese Nachteile zu vermeiden, ist Aufgabe der Erfindung.
Die Erfindung betrifft somit eine Regeleinrichtung für parallel arbeitende Stromerzeuger, von denen ein Teil durch Frequenzregler, die übrigen durch Leistungsregler oder normale Geschwindigkeitsregler überwacht werden. Erfindungsgemäss ist an einem Regelorgan oder einem Leistungsanzeiger der die Frequenz haltenden Maschine oder Maschinengruppe eine Vorrichtung angebracht (Kontakt od. dgl.), die bei einer vorher bestimmten Grösse der Abweichung der Leistung dieser Maschinen von einem vorgesehenen Fahrplanwert anspricht und die Belastung der übrigen Maschinen des Netzes derart beeinflusst, dass die Frequenzmaschin6 wieder ungefähr mit ihrem Fahrplanwert belastet wird.
Es ist bereits ein Verfahren zur Regelung mehrerer parallel arbeitender, räumlich weit voneinander entfernter Weehselstrommasehinen oder-maschinengruppen (Kraftwerke) vorgeschlagen worden, bei dem eine Einrichtung durch Vergleich der von den einzelnen Maschinen oder Maschinengruppen abgegebenen Leistung mit dem Sollwert die Belastung auf die einzelnen Maschinen oder Maschinengruppen verteilt und auf fernmesstechnischem Wege die Summe der von den in ihrer Leistungsabgabe geregelten Maschinen oder Maschinengruppen erzeugten Leistung und der von einer in ihrer Frequenz geregelten Maschine oder Maschinengruppe an das gleiche Netz abgegebenen Leistung gebildet und den
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zur Regelung der Leistungsabgabe der einzelnen Maschinen oder Maschinengruppen dienenden selbsttätigen Vorrichtungen ein Bruchteil der so gebildeten Summe als
Sollwert zugeführt wird. Von diesem Verfahren unterscheidet sich die neue Regeleinrichtung grundsätzlich dadurch, dass eine Regelung der Leistungsverteilung im Sinne des vorgeschlagenen Verfahrens überhaupt nicht stattzufinden braucht.
Die neue Regelanordnung spricht bei den normalerweise auftretenden Belastungsänderungen des Netzes nicht an, sondern diese Belastungsänderungen werden durch die durch Frequenzregler überwachten Maschinen dauernd aufgenommen, ohne dass eine Beeinflussung der Belastung der übrigen Maschinen stattfindet. Erst wenn die Belastung der durch Frequenzregler überwachten Maschine oder Maschinengruppe von einem vorgesehenen Fahrplanwert um einen bestimmten Wert abweicht, spricht das Regelorgan an und verändert die Belastung der nicht durch Frequenzregler überwachten Maschinen so lange, bis die Frequenzmaschine wieder ungefähr mit ihrem Fahrplanwert belastet ist. Es wird also mit einem Mindestaufwand an Regelapparaten und einem Minimum an Regelvorgängen eine Überlastung der die Frequenz haltenden Maschinen vermieden.
Zur Erläuterung der Erfindung nehmen wird beispielsweise ein Belastungsdiagramm eines Netzes entsprechend Fig. l an. Dieses Netz werde mit drei Maschinen A, B, 0 versorgt, u. zw. in einer Weise, wie es durch die Schraffierung in der Figur kenntlich gemacht ist. Für die Maschine A ist fahrplanmässig eine Grundlast vorgesehen. Diese Belastung entspricht dem unteren Teil des Diagramms. Darüber befinden sich die Leistungen der Maschine B und C, auf die ebenfalls fahrplanmässig die übrige Belastung samt den vorhergesehenen Spitzen übertragen wird. Die Maschine A ist frequenzgeregelt. Die Maschinen B und 0 sind entsprechend ihrem Fahrplan von einem Leistungsregler geregelt.
Die Maschine A wird infolgedessen sämtliche unvorhergesehene Spitzen übernehmen und infolgedessen ein Belastungsdiagramm erhalten, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Weicht. das tatsächliche Belastungsdiagramm von dem vorhergesehenen nur wenig ab, so kann die Maschine A ohne weiteres die kleinen Abweichungen von ihrer Grundlast noch mitübernehmen. Überschreiten jedoch die Abweichungen von dem vorgesehenen Fahrplanwert eine bestimmte Grösse, so wird gemäss der Erfindung die gesamte Belastung auf die übrigen Maschinen derart verteilt, dass die Maschine A ungefähr wieder mit der vorgesehenen Grundlast belastet ist.
Diese Leistungsverschiebung kann z. B. dadurch erfolgen, dass die an der Maschine A angebrachte Regelvorrichtung auf die Fahrplansteuerung der Maschinen B und C einwirkt. Sie kann aber auch dadurch erhalten werden, dass eine im Netz mitlaufende, weder mit Leistungsregler noch mit Frequenzregler ausgerüstete Maschine, die nur einen Geschwindigkeitsregler besitzt, entsprechend belastet wird. Eine solche Maschine gibt, wenn die Frequenz von irgendeiner andern Seite konstant gehalten wird, bei einer bestimmten Muffenstellung des Geschwindigkeitsreglers eine konstante Leistung. Es lässt sich infolgedessen durch Änderung der Muffenstellung die Leistung dieser Maschinen ohne weiteres verändern.
In einem vorhandenen Netz wird man zweckmässig für A eine Maschine wählen, deren Leistung im Vergleich zu der im Netz vorhandenen Maschinenleistung verhältnismässig gross ist, so dass eine Konstanthaltung der Frequenz leicht erreicht werden kann. Es ist jetzt nicht mehr nötig, wie bei den bekannten Einrichtungen, die Frequenzhaltung von einer Maschine auf die andere umzuschalten, sondern die Frequenzhaltung liegt, ganz gleich, ob ausser den Maschinen B und C noch weitere Maschinen zu-und abgeschaltet werden, immer bei der einen mit dem Frequenzregler ausgestatteten Maschine A. Die Frequenzhaltung wird von der Maschine A höchstens bei besonderen Betriebsfällen, z. B. Störungen, selbsttätig oder von Hand an eine andere Maschine, z. B. B, übergeben.
Um die Maschine A möglichst mit ihrem Sollwert zu belasten, kann man die Einrichtung auch derart treffen, dass nicht abgewartet wird bis die Abweichungen von dem vorgesehenen Fahrplanwert eine bestimmte Grösse erreicht haben, sondern dass in bestimmten Zeitabständen jeweils die tatsächliche Leistung der Maschine A mit ihrem Sollwert verglichen und entsprechend dieser Abweichung die Leistungsverteilung auf die übrigen Maschinen des Netzes verändert wird.
Es ist selbstverständlich, dass die beschriebene Regeleinrichtung, auch dann anwendbar ist, wenn an Stelle der einen Frequenzmaschine A mehrere solcher Frequenzmaschinen vorhanden sind, die gleichzeitig oder nacheinander beeinflusst werden bzw. wenn mehrere Maschinen B oder 0 im Kraftwerk oder Netz vorhanden sind. In gleicher Weise kann man natürlich auch unter A, B, 0 ganze Kraftwerke verstehen, die in dieser Weise in bezug auf ihre Gesamtleistung derart gesteuert werden. Für die Erfindung ist es natürlich gleichgültig, ob die Einwirkung der einzelnen Regeleinrichtungen auf die Steuerungen der einzelnen Maschinen direkt oder indirekt unter Zwischenschaltung von Servomotoren od. dgl. erfolgt.
Weiterhin ist es unwesentlich, wenn nicht Gesamtnetze, sondern Teile derselben einschliesslich Speicherpumpwerken u. dgl. in der oben beschriebenen Weise geregelt werden.
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