CH644719A5

CH644719A5 - Control method for high-voltage DC transmission, and a regulating device for carrying out the method

Info

Publication number: CH644719A5
Application number: CH877778A
Authority: CH
Inventors: Evgeny Konstantinovic Bulakhov; Igor Borisovich Fedyaev
Original assignee: V Elektrotech I V I Lenina
Priority date: 1977-08-19
Filing date: 1978-08-18
Publication date: 1984-08-15
Also published as: CA1132193A; SE7808732L; SE444625B; DE2836308A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerungsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Regeleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Oberbegriffen der Ansprüche 7 und 11. Dieses Verfahren eignet sich sowohl für unipolare als auch für bipolare Energieübertragungsanlagen ohne Nulleiter, unter anderem auch zur Gleichstromübertragung mit zwei Umformer-Unterstationen, bei denen die Ventilbrücken in Reihe- oder parallelgeschaltet sind. Besonders geeignet ist die vorliegende Erfindung bei Anwendung in einer Hochspannungs-Gleichstromübertragungsanlage grosser Länge mit einigen Umformer-Unterstationen. The invention relates to a control method according to the preamble of claim 1 and a control device for performing the method according to the preambles of claims 7 and 11. This method is suitable for both unipolar and bipolar energy transmission systems without neutral, including for direct current transmission with two converters -Substations in which the valve bridges are connected in series or in parallel. The present invention is particularly suitable for use in a high-voltage direct-current transmission system of long length with a few converter substations.

Aus der im Jahre 1971 in Moskau erschienenen Veröffentlichung «Technische Grundfragen der Gleichstrom-Hochspannungsübertragung», Ergebnisse aus Wissenschaft und Technik, «Elektrotechnik und Energetik» ist ein Steuerungsverfahren für Gleichstrom-Freileitungen bekannt, bei welchem die Gleichrichter- und die Wechselrichter-Unterstation zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Übertragungsstromes eingestellt sind. Bei einem Stromanstieg gegenüber dem Einstellwert wird die Spannung der Sendeseite der Übertragungsleitung durch Vergrösserung der nacheilenden Winkel beim Einschalten der Brücken der Gleichrichter-Unterstation verringert. Beim Absinken des Stromes gegenüber dem Einstellwert wird die Spannung auf der Empfangsseite der Übertragungsleitung durch Vergrösserung der voreilenden Winkel für die Einschaltung der Brücken der Wechselrichterunterstation verringert. In dieser Weise wird die Übergabeleistung unter den Betriebsverhältnissen der Unterstationen mit minimal zulässigen Schaltwinkeln stabilisiert und ein optimaler energetischer Betrieb für die Übertragung und für die angeschlossenen Systeme gesichert. Zur Steuerung der Übergabeleistung ist jedoch eine Fernsehverbindung zwischen den From the publication "Basic technical questions of direct current high-voltage transmission" published in Moscow in 1971, results from science and technology, "electrical engineering and energetics" a control method for direct current overhead lines is known, in which the rectifier and the inverter substation for maintenance a predetermined transmission current are set. If the current increases compared to the set value, the voltage on the transmission side of the transmission line is reduced by increasing the lagging angles when the bridges of the rectifier substation are switched on. When the current drops compared to the set value, the voltage on the receiving side of the transmission line is reduced by increasing the leading angles for switching on the bridges of the inverter substation. In this way, the transfer power is stabilized under the operating conditions of the substations with minimally permissible switching angles and optimal energy operation for the transmission and for the connected systems is ensured. To control the transfer performance, however, there is a television connection between the

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Unterstationen erforderlich, um eine übereinstimmende Änderung von Einstellströmen der Stromregler der beiden Unterstationen zu erreichen, was bei einer Gleichstromübertragung über eine beträchtliche Entfernung und bei hohen Anforderungen an die Zuverlässigkeit die Errichtung eines äusserst aufwendigen Fernsehkanals notwendig macht. Substations required in order to achieve a corresponding change in the setting currents of the current regulators of the two substations, which makes it necessary to set up an extremely complex television channel in the case of direct current transmission over a considerable distance and with high reliability requirements.

Bei einer anderen bekannten Steuerungsmethode für Gleichstromfernleitungen (japanische Anmeldung Nr. 35 734/72 «Regelungssystem für den Nachtstromverbrauch bei der Gleichstromhochspannungsübertragung») wird eine der Unterstationen auf die Konstanthaltung der Spannung und die andere auf die Konstanthaltung des Stroms eingestellt. Die Steuerung der Übergabeleistung erfolgt bei dieser Methode ohne Fernsehverbindung zwischen den Unterstationen, die Endstationen werden aber zu diesem Zweck in die Überregelung gebracht, bei der die Schaltwinkel der Umformer wesentlich grösser als minimal möglich sind. Die Methode ist vom energetischen Standpunkt alles andere als optimal, weil sie zu einer Unterbelastung der Ausrüstung, und zu einer Vergrösserung von Verlusten führt und einer grösseren Leistung von Kompensationseinrichtungen bedarf. Another known control method for DC power lines (Japanese Application No. 35 734/72 "Control system for night power consumption in DC high-voltage transmission") one of the substations is set to keep the voltage constant and the other to keep the current constant. In this method, the transfer power is controlled without a television connection between the substations, but for this purpose the end stations are brought into over-regulation, in which the switching angles of the converters are considerably larger than possible. The method is anything but optimal from an energetic point of view because it leads to an underloading of the equipment, to an increase in losses and requires a higher performance of compensation devices.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerungsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Regeleinrichtung zu dessen Ausführung zu schaffen, die es gestatten die Gleichstromübertragung ohne Informationsübertragung über einen Fernsehkanal bei Ausnutzung einer einfachen Ausrüstung geringer Leistung zu steuern. The invention has for its object to provide a control method according to the preamble of claim 1 and a control device for its execution, which allow the direct current transmission to be controlled without information transmission over a television channel using simple equipment of low power.

Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren wie im Anspruch 1 gekennzeichnet ist, gelöst. This object is achieved with the method as characterized in claim 1.

Es ist vorteilhaft, wenn zur Regelung der Spannung der Unterstation, der Strom dergleichen Unterstation entsprechend beeinflusst wird. It is advantageous if, in order to regulate the voltage of the substation, the current of the similar substation is influenced accordingly.

Als Kontrollgrösse kann entweder ein Messwert bestimmt werden, welcher proportional dem Strom und der Spannung derjenigen Unterstation ist, in der der maximale Sollwert der Kontrollgrösse aufrechterhalten wird, oder ein Messwert, welcher proportional dem Strom bzw. dem Einstellstrom und dem Schalt- oder Löschwinkel bzw. dem einzustellenden Schalt- oder Löschwinkel der Ventile derjenigen Unterstation ist, in der der maximale Sollwert der Kontrollgrösse aufrechterhalten wird, oder ein Wert welcher proportional der Leistung bzw. Spannung derjenigen Unterstation ist, in der der maximale Sollwert der Kontrollgrösse aufrechterhalten wird. A control value can be determined either as a measured value which is proportional to the current and voltage of the substation in which the maximum setpoint of the control variable is maintained, or a measured value which is proportional to the current or the set current and the switching or quenching angle or the switching or extinguishing angle of the valves to be set of that substation in which the maximum setpoint of the control variable is maintained, or a value which is proportional to the power or voltage of that substation in which the maximum setpoint of the control variable is maintained.

Bei bipolarer Gleichstromübertragung bei gleicher Belastung der Halbstromkreise zur Aufrechterhaltung des maximalen Sollwertes der Kontrollgrössen der Halbstromkreise ist erwünscht, wenn die äusseren Kennlinien der Halbstromkreise der Umformerunterstationen um einen bestimmten 'Konstantwert verschoben werden, wonach die für die beiden Halbstromkreise formierten Kontrollgrössen verglichen und die Abweichungen der Kontrollgrössen ermittelt werden. In the case of bipolar direct current transmission with the same load on the half-circuits in order to maintain the maximum setpoint of the control variables of the half-circuits, it is desirable if the external characteristics of the half-circuits of the converter substations are shifted by a certain constant value, after which the control variables formed for the two half-circuits are compared and the deviations of the control variables be determined.

Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bilden Regeleinrichtungen zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 7 und 11. Another object of the invention is control devices for carrying out the method according to claims 7 and 11.

Es ist vorteilhaft, den zweiten Eingang des Formers für die Kontrollgrösse entweder mit einem Spannungsgeber oder mit einem Geber für den Schaltwinkel derjenigen Unterstation zu koppeln, in der die Kontrollgrösse geformt wird, oder mit demjenigen Ausgang des Diskriminators zur Steuerung zu verbinden, der mit der Phasensteuerung des Schaltwinkels der Unterstation gekoppelt ist. It is advantageous to couple the second input of the shaper for the control variable either to a voltage sensor or to a switch for the switching angle of the substation in which the control variable is formed, or to connect it to the output of the discriminator for control that is connected to the phase control of the switching angle of the substation is coupled.

Es ist zweckmässig, wenn die Einrichtung eine Einheit zur Stromstabilisierung mit einem Vergleichselement und mit einem Abweichungsverstärker aufweist, wobei der Eingang der Einheit zur Stromstabilisierung mit dem Eingang des Formers für die Kontrollgrösse und der Eingang für den Einstellstrom mit dem Ausgang des Optimierers zusammengeschaltet und der Ausgang der Einheit mit dem Eingang des Diskriminators zur Steuerung verbunden ist. It is expedient if the device has a unit for current stabilization with a comparison element and with a deviation amplifier, the input of the unit for current stabilization being connected to the input of the former for the control variable and the input for the setting current to the output of the optimizer and the output the unit is connected to the input of the discriminator for control.

Der Stromeingang des Formers für die Kontrollgrösse kann mit dem Ausgang des Optimierers und sein Ausgang unmittelbar mit dem Eingang des Optimierers verbunden werden. The current input of the controller for the control variable can be connected to the output of the optimizer and its output directly to the input of the optimizer.

Vorteilhaft ist, dass die Regeleinrichtung zur Steuerung einer bipolaren Gleichstromübertragung mit zwei Halb-Steu-erkreisen in jedem Halbstromkreis eine Einheit zur Stromstabilisierung, ein Former für die Kontrollgrösse und ein Diskriminator zur Steuerung sowie ein Summator vorhanden ist, dessen Eingänge mit den Ausgängen der beiden Former für die Kontrollgrösse und dessen Ausgang mit einem Former für den Einstellstrom der Halbstromkreise verbunden sind, wobei der Former mit seinem Ausgang mit den Eingängen für die Einstellströme der beiden Einheiten zur Stromstabilisierung gekoppelt sind, an deren Eingängen betragsmässig gleiche aber nach dem Vorzeichen entgegengesetzte konstante elektrische Signale vorhanden sind. It is advantageous that the control device for controlling a bipolar direct current transmission with two half control circuits in each half circuit has a unit for current stabilization, a former for the control variable and a discriminator for control as well as a summator, the inputs of which are connected to the outputs of the two former for the control variable and its output are connected to a former for the setting current of the half-circuits, the former being coupled with its output to the inputs for the setting currents of the two units for current stabilization, at the inputs of which the same constant but opposite in sign the same constant electrical signals available.

Eine derartige Lösung ermöglicht eine Steuerung ohne Fernsehkanal, wobei eine optimale energetische Betriebsart aufrechterhalten wird. Such a solution enables control without a television channel, while maintaining an optimal energetic operating mode.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt: The invention will be explained in more detail below on the basis of the description of exemplary embodiments with reference to the drawings. It shows:

Fig. la, b äussere Kennlinien der Gleichrichter- und der Wechselrichterunterstation und Kennlinien der Kontrollgrösse, La, b external characteristics of the rectifier and the inverter substation and characteristics of the control variable,

Fig. 2a, b äussere Kennlinien der Gleichrichter- und der Wechselrichterunterstation und Kennlinien der Kontrollgrösse, auf deren Basis der Steuerbereich für die Gleichstromübertragung ermittelt wird, 2a, b external characteristics of the rectifier and the inverter substation and characteristics of the control variable, on the basis of which the control range for the direct current transmission is determined,

Fig. 3 eine ähnliche Ausführung wie in Fig. 2 für eine andere Steuerart, 3 shows a similar design as in FIG. 2 for a different type of control,

Fig. 4 eine Prinzipschaltung einer unipolaren Gleichstromübertragung wie vorgeschlagen, 4 shows a basic circuit of a unipolar direct current transmission as proposed,

Fig. 5 eine Schaltung eines Sollwertreglers, 5 shows a circuit of a setpoint controller,

Fig. 6 eine ähnliche Schaltung wie in Fig. 5 mit einer Einheit zur Stromstabilisierung, 6 shows a circuit similar to that in FIG. 5 with a unit for current stabilization,

Fig. 7 eine weitere Schaltung eines Sollwertreglers und Fig. 8 eine Schaltung eines Sollwertreglers zur Steuerung einer bipolaren Gleichstromübertragung. 7 shows a further circuit of a setpoint controller and FIG. 8 shows a circuit of a setpoint controller for controlling a bipolar direct current transmission.

Das Verfahren zur Steuerung einer Hochspannungs-Gleichstromübertragung sieht vor, dass in einer Gleichrichter- und Wechselrichterunterstation der vorgegebene Stromwert durch Regelung der gleichgerichteten Spannung in der Weise aufrechterhalten wird, dass wenn in der Gleichrichterunterstation der Strom über den Vorgabewert steigt, so die Spannung verringert, und wenn der Strom unter den Vorgabewert abfällt, so die Spannung vergrössert wird, und in der Wechselrichterunterstation umgekehrt, nämlich wenn der Strom über den Vorgabewert steigt, so die Spannung vergrössert, und wenn der Strom unter den Vorgabewert abfällt, so die Spannung verringert wird. Hierbei wird in der anderen Umformerunterstation durch Spannungsregelung der maximale Sollwert von solch einer nach den Parametern der Betriebsart in der gleichen Unterstation formierten Kontrollgrösse aufrechterhalten, dass bei Erreichen des max. Sollwertes dieser Grösse in dieser Unterstation gleichzeitig die höchstmögliche Spannung beim vorgegebenen Stromwert gewährleistet ist, wobei die Änderung der Übergabeleistung bei der Elektroenergieübertragung durch eine Änderung des vorgegebenen Stromwertes in der den Strom regelnden Unterstation verwirklicht wird. The method for controlling a high-voltage direct current transmission provides that in a rectifier and inverter substation, the predetermined current value is maintained by regulating the rectified voltage in such a way that when the current in the rectifier substation rises above the preset value, the voltage decreases, and if the current falls below the preset value, the voltage is increased, and vice versa in the inverter substation, namely if the current rises above the preset value, the voltage increases, and if the current falls below the preset value, the voltage is reduced. Here, in the other converter substation, the maximum setpoint of such a control variable, which is formed according to the parameters of the operating mode in the same substation, is maintained by voltage regulation so that when the max. Setpoint of this size in this substation, the highest possible voltage at the specified current value is guaranteed at the same time, the change in the transfer power during electrical energy transmission being realized by a change in the specified current value in the substation regulating the current.

Die Spannungsregelung in der Unterstation, in der der max. Sollwert der Kontrollgrösse aufrechterhalten wird, wird sowohl durch Änderung des Einstellwertes des Schaltwinkels in der Unterstation als auch durch Änderung des Einstellstroms eines in der Unterstation speziell zu diesem Zweck The voltage regulation in the substation, in which the max. Setpoint of the control variable is maintained, both by changing the setting value of the switching angle in the substation and by changing the setting current in the substation specifically for this purpose

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montierten Stromreglers verwirklicht. Hier und im weiteren wird unter einem «Einstellwert» der Vorgabewert eines Parameters der Betriebsart der Elektroenergieübertragung verstanden. mounted current controller realized. Here and in the following, a “setting value” is understood to mean the default value of a parameter of the operating mode of the electrical energy transmission.

Nun wird die Erfindung an einem Beispiel, in dem der Vorgabewert des Stroms in der Gleichrichterunterstation und der max. Sollwert der Kontrollgrösse in der Wechselrichterunterstation aufrechterhalten wird, behandelt. Now the invention is based on an example in which the default value of the current in the rectifier substation and the max. Setpoint of the control variable is maintained in the inverter substation.

In Fig. la, b sind die äusseren Kennlinien der Unterstationen und die Kennlinien der Kontrollgrösse dargestellt. Durch eine gebrochene Kurve 1 (Abschnitt I] — h) ist die äussere Kennlinie UdB (Id) der Gleichrichterunterstation mit einer auf sie bezogenen Energieübertragungsleitung bei einem wahlfreien Einstellwert des Stroms und der EMK der Unterstation, wo Udß = Udu dargestellt (UdB - reduzierte gleichgerichtete Spannung der Gleichrichterunterstation, Id - gleichgerichteter Strom der Elektroenergieübertragung, Udu - gleichgerichtete Spannung der Wechselrichterunterstation) ist. Der Abschnitt Ij der Kennlinie entspricht der Arbeit der Gleichrichterunterstation mit einem minimal zulässigen Schaltwinkel amin, während der Abschnitt h durch die Arbeit des Stromreglers dieser Unterstation bestimmt wird. Der Knickpunkt B der Kennlinie bestimmt den Einstellstrom IyB der Gleichrichterunterstation. The external characteristics of the substations and the characteristics of the control variable are shown in FIGS. A broken curve 1 (section I] - h) shows the outer characteristic curve UdB (Id) of the rectifier substation with an energy transmission line related to it with an optional setting of the current and the EMF of the substation, where Udß = Udu (UdB - reduced rectified Voltage of the rectifier substation, Id - rectified current of the electrical energy transmission, Udu - rectified voltage of the inverter substation). Section Ij of the characteristic curve corresponds to the work of the rectifier substation with a minimum permissible switching angle amin, while section h is determined by the work of the current regulator of this substation. The break point B of the characteristic curve determines the set current IyB of the rectifier substation.

Die äusseren Kennlinien Udu(Id) der Wechselrichterunterstation mit dem Stromregler sind bei einem bestimmten Wert der EMK der Unterstation durch gebrochene Kurven mit Abschnitten 2i, 2i, 2i, 2t für drei verschiedene Einstellströme dargestellt, wobei der Abschnitt 2i der Betriebsart der Wech-selrichterunterstation mit einem minimal zulässigen Löschwinkel 5min entspricht, der Abschnitt 22,2i, 2t durch die Arbeit des Stromreglers der Wechselrichterunterstation bestimmt wird. Die Punkte Ui, U2, Uj legen den Einstellstrom Iyu der Wechselrichterunterstation fest. The outer characteristics Udu (Id) of the inverter substation with the current controller are shown at a certain value of the EMF of the substation by broken curves with sections 2i, 2i, 2i, 2t for three different setting currents, with section 2i of the operating mode of the inverter substation corresponds to a minimum permissible extinguishing angle 5min, section 22.2i, 2t is determined by the work of the current controller of the inverter substation. The points Ui, U2, Uj determine the set current Iyu of the inverter substation.

Die Kennlinien sind in relativen Einheiten aufgebaut, als Basiswerte werden die Parameter den Nennbetriebes der Gleichrichterunterstation angenommen. The characteristic curves are built up in relative units, the parameters of the nominal operation of the rectifier substation are assumed as basic values.

Die Betriebsart der Gleichstromübertragung wird durch den Schnittpunkt A der äusseren Kennlinien der Unterstationen bestimmt, der als Arbeitspunkt A bezeichnet wird. Indem der Einstellstrom Iyu der Wechselrichterunterstation geändert wird, werden die Lage des Arbeitspunktes A (Ai, Ai, A3) und die Betriebsrat der Unterstation geändert. The operating mode of the direct current transmission is determined by the intersection A of the outer characteristics of the substations, which is referred to as the operating point A. By changing the set current Iyu of the inverter substation, the position of the operating point A (Ai, Ai, A3) and the works council of the substation are changed.

Die Steuerung der Wechselrichterunterstation erfolgt durch Erreichen der Höchstspannung beim Höchststrom zur gleichen Zeit, weshalb die Kontrollgrösse in dieser Unterstation in Form einer Summe von der Spannung und dem Strom der Wechselrichterunterstation proportionalen Werten formiert wird : The inverter substation is controlled by reaching the maximum voltage at the maximum current at the same time, which is why the control variable in this substation is formed in the form of a sum of values proportional to the voltage and current of the inverter substation:

<p = Kv-^+K,-^ (1) <p = Kv - ^ + K, - ^ (1)

* <T 1(7 * <T 1 (7

wobei in which

(p Kontrollgrösse (p control size

Vdu, Idu Spannung und Strom der Vdu, Idu voltage and current of the

Wechselrichterunterstation V„, I0 Basiswerte von Spannung und Strom Kv, K] Spannung und Strom der Inverter substation V „, I0 basic values of voltage and current Kv, K] voltage and current of

Wechselrichterunterstation gleichzeitig in Signale gleicher Dimension überführende Proportionalitätsfaktoren bezeichnen. Designate the inverter substation at the same time converting proportionality factors into signals of the same dimension.

Die Kontrollgrösse <p muss einen max. Sollwert bei der Koinzidenz des Arbeitspunktes A mit dem Knickpunkt B der Kennlinie der Gleichrichterunterstation aufweisen, wozu Kv = I und Ki = I gesetzt werden. In Fig. la sind Linien 3 gleicher Werte der Kontrollgrösse (<p = const) aufgetragen und durch eine Pfeil C die Richtung ansteigender Werte der Grösse (p angedeutet. Die Linien 3 berühren, indem sie die Abschnitte I] und.h schneiden, die Kennlinie der Gleichrichterunterstation in deren Knickpunkt B, in dem die Kontrollgrösse (p den Höchstwert aufweisen wird. The control variable <p must have a max. Have setpoint at the coincidence of the working point A with the break point B of the characteristic of the rectifier substation, for which purpose Kv = I and Ki = I are set. In FIG. 1 a, lines 3 of the same values of the control variable (<p = const) are plotted and the direction of increasing values of the variable (p is indicated by an arrow C. The lines 3 touch by intersecting sections I] and.h, the Characteristic curve of the rectifier substation at its break point B, in which the control variable (p will have the maximum value.

Die Betriebsart der Elektroenergieübertragung für die Wechselrichterunterstation entspricht, wenn die Grösse (p einen Maximalwert aufweist, der Kennlinie der Wechselrichterunterstation mit dem Knickpunkt U2. Hierbei ist der Strom in der Energieübertragungsleitung gleich dem Einstellstrom des Gleichrichters, d.h. Id = IyB, und die Gleichrichterunter-station arbeitet mit einem dem minimal zulässigen Winkel gleichen Schaltwinkel a = amin. In der Wechselrichterunterstation wird also die Spannung maximal bei einem durch die Gleichrichterunterstation vorgegebenen Strom sein. The operating mode of the electrical energy transmission for the inverter substation corresponds, if the size (p has a maximum value, to the characteristic curve of the inverter substation with the break point U2. Here, the current in the energy transmission line is equal to the set current of the rectifier, i.e.Id = IyB, and the rectifier substation works with a switching angle a = amine that is the same as the minimum permissible angle. In the inverter substation, the voltage will therefore be at a maximum at a current specified by the rectifier substation.

In den Betriebsverhältnissen mit minimalen Schaltwinkeln kann es sich erweisen, dass der Abschnitt 2i der Kennlinie der Wechselrichterunterstation unterhalb des Abschnitts l! der Kennlinie der Gleichrichterunterstation liegt, und in diesem Fall endet der in der Einstellung des max. Sollwertes der Kontrollgrösse bestehende Steuerungsvorgang bei Erreichen des minimal zulässigen Löschwinkels der Ventile der Wechselrichterunterstation. Hierbei fällt der Arbeitspunkt A mit dem Knickpunkt U der Kennlinie der Wechselrichterunterstation, wie dies in Fig. 1 b gezeigt ist, zusammen. In the operating conditions with minimal switching angles, it may turn out that section 2i of the characteristic curve of the inverter substation below section l! is the characteristic curve of the rectifier substation, and in this case it ends in the setting of the max. Setpoint of the control variable existing control process when the minimum permissible extinguishing angle of the valves of the inverter substation is reached. Here, the operating point A coincides with the break point U of the characteristic curve of the inverter substation, as shown in FIG. 1b.

Indem also in der Wechselrichterunterstation der max. Sollwert der Kontrollgrösse (p aufrechterhalten wird, wird ein optimaler Betrieb der Elektroenergieübertragung eingestellt, wobei die Übergabeleistung ohne Hilfe eines Fernsehkanals nur durch Änderung des Einstellstroms der Gleichrichterunterstation gesteuert wird. Hierbei werden die Energieverluste minimal sein. So that in the inverter substation the max. If the desired value of the control variable (p is maintained, an optimal operation of the electrical energy transmission is set, the transfer power being controlled without the aid of a television channel only by changing the set current of the rectifier substation. The energy losses will be minimal.

Die Kontrollgrösse <p kann in verschiedenen Verfahren geformt werden. Nachstehend wird auf einige Beispiele der Formierung der Grösse <p eingegangen. The control variable <p can be formed in various processes. Some examples of the formation of the size <p are discussed below.

In Fig. 2a, b, sind die reduzierte äussere Kennlinie VdB(Id) (gebrochene Kurve mit Abschnitten b, I4) der Gleichrichterunterstation bei einigem fixiertem Einstellwert von Strom und EMK der Unterstation, die Kennlinie 4 und 5 der Wechselrichterunterstation bei konstantem Löschwinkel 8 = const, und bei minimalen Löschwinkel 5 = 8mjn, sowie die die Abhängigkeit der EMK der Unterstation vom Wert des Löschwinkels ihrer Ventile bestimmende kosinusförmige Kennlinie 6 der Wechselrichterunterstation dargestellt, wobei diese letztere Kennlinie 6 in relativen Einheiten aufgebaut und als Basiswinkel 85 = n/2 angenommen wird. Unter Benutzung der Kennlinie 6 ist die reduzierte äussere Kennlinie der Gleichrichterunterstation in Koordinaten 6, Id aufgebaut und weist die Form der Kennlinie 7 mit dem Knickpunkt B auf. 2a, b, the reduced outer characteristic curve VdB (Id) (broken curve with sections b, I4) of the rectifier substation with some fixed setting value for current and EMF of the substation, the characteristic curves 4 and 5 of the inverter substation with constant extinction angle 8 = const, and at a minimum extinction angle of 5 = 8 mm, as well as the cosine-shaped characteristic curve 6 of the inverter substation that determines the dependence of the EMF of the substation on the value of the extinction angle of its valves, the latter characteristic curve 6 being constructed in relative units and assumed as the base angle 85 = n / 2 becomes. Using the characteristic curve 6, the reduced outer characteristic curve of the rectifier substation is constructed in coordinates 6, Id and has the shape of the characteristic curve 7 with the break point B.

Die Steuerung der Wechselrichterunterstation erfolgt durch gleichzeitiges Erreichen des kleinsten Löschwinkels ihrer Ventile beim grössten Stromwert, weshalb die Kontrollgrösse (p in Form einer Differenz von dem Löschwinkel und Strom proportionalen Werten The inverter substation is controlled by simultaneously reaching the smallest extinguishing angle of its valves at the highest current value, which is why the control variable (p in the form of a difference between the extinction angle and current proportional values

<p = Ko %— K, _löu- (2) <p = Ko% - K, _löu- (2)

öfi Ifi formiert wird, ifi is formed,

wobei in which

Su, Idu Löschwinkel der Ventile und Strom der Su, Idu extinguishing angle of the valves and current of the

Wechselrichterunterstation 8g, Iß Basiswerte vom Winkel bzw. Strom Inverter substation 8g, ß basic values of the angle or current

K5, Ki gleichzeitig die Löschwinkel- und Stromwerte in Signale gleicher Dimension überführende Proportionalitätsfaktoren bedeuten. K5, Ki mean at the same time the extinction angle and current values in proportionality factors converting signals of the same dimension.

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Die Werte der Faktoren Ks, K[ sind in der Weise gewählt, dass Linien 8 gleicher Werte der Kontrollgrösse <p gemäss Ausdruck (2) (cp = const) die beiden Abschnitte 7i, h der Kennlinie 7 schneiden und sie im Punkt B (durch den Pfeil C ist die Richtung ansteigender Werte der Grösse (p angedeutet) berühren. The values of the factors Ks, K [are chosen in such a way that lines 8 of the same values of the control variable <p according to expression (2) (cp = const) intersect the two sections 7i, h of the characteristic curve 7 and cut them through at point B ( the arrow C is the direction of increasing values of the size (indicated by p).

Dem Minimum der Kontrollgrösse cp entspricht der Zeitpunkt des Zusammenfalls des Arbeitspunktes A mit dem Knickpunkt B der Kennlinie 7 der Gleichrichterunterstation. The minimum of the control variable cp corresponds to the point in time at which the working point A coincides with the break point B of the characteristic curve 7 of the rectifier substation.

In der Beziehung (2) kann man die Werte vom Löschwinkel und Strom durch Einstellwerte vom Winkel und Strom ersetzen, wobei sich das Steuerprinzip für die Wechselrichterunterstation praktisch nicht ändert. In relation (2), the values of the extinction angle and current can be replaced by setting values of the angle and current, the control principle for the inverter substation practically not changing.

Es wird nachstehend ein Beispiel der Steuerung der Wechselrichterunterstation, wenn die Höchstspannung beim Höchstwert der wechselgerichteten Leistung erreicht und die Kontrollgrösse cp in Form einer Summe von der Spannung und der Leistung der Wechselrichterunterstation proportionalen Werten : The following is an example of controlling the inverter substation when the maximum voltage reaches the maximum value of the inverter power and the control variable cp in the form of a sum of values proportional to the voltage and the power of the inverter substation:

<p = Kv +KP (3) <p = Kv + KP (3)

*5 "5 * 5 "5

formiert wird. is formed.

Hierin bedeuten: Here mean:

Vdu, Pdu Spannung und Leistung der Wechselrichterunterstation Vg, P8 Basiswerte der Spannung und Leistung Kv, KP gleichzeitig die Spannungs- und Leistungswerte in Signale gleicher Dimension überführende Proportionaiitätsfaktoren. Vdu, Pdu voltage and power of the inverter substation Vg, P8 basic values of the voltage and power Kv, KP at the same time the voltage and power values converting proportionality factors into signals of the same dimension.

In Fig. 2b sind die bei einem Einstellwert von Strom und EMK der Unterstation aufgebaute reduzierte äussere Kennlinie I/VdB(Id) mit den Abschnitten Ij, L der Gleichrichterunterstation sowie Linien 9 gleicher Werte der Kontrollgrösse <p gemäss Ausdruck (3) dargestellt, wobei die Proportionalitätsfaktoren folgenderweise: 2b shows the reduced external characteristic curve I / VdB (Id) built up with a setting value for current and EMF of the substation with the sections Ij, L of the rectifier substation and lines 9 of the same values of the control variable <p according to expression (3), whereby the proportionality factors as follows:

Kv = Io, Kp = I Kv = Io, Kp = I

gewählt sind, wo Io = const bezeichnet. are selected where Io = const.

Die Linien 9 stellen Hyperbeln dar, deren Symmetrieachse 10 auf der Id-Achse in einem Punkt mit der Koordinate (-lo) ihren Ursprung nimmt. Mit dem Pfeil C ist die Richtung ansteigender Werte von (p angedeutet. The lines 9 represent hyperbolas, the axis of symmetry 10 of which originates at a point with the coordinate (-lo) on the Id axis. The arrow C indicates the direction of increasing values of (p.

Der Bereich der max. Sollwertsteuerung der Wechselrichterunterstation ist in diesem Beispiel durch Linien 11 und 12 begrenzt, wobei das Maximum der Kontrollgrösse <p in den schraffierten Bereichen dem Knickpunkt B der Kennlinie 1 der Gleichrichterunterstation nicht entspricht. The range of the max. In this example, setpoint control of the inverter substation is limited by lines 11 and 12, the maximum of the control variable <p in the shaded areas not corresponding to the break point B of characteristic curve 1 of the rectifier substation.

Die Linien 11 und 12 werden durch Neigungskoeffizienten gekennzeichnet, die gleich und nach dem Vorzeichen den Neigungskoeffizienten der Abschnitte Ij und I2 der Kennlinie der Gleichrichterunterstation entgegengesetzt sind, wobei vorausgesetzt ist, dass die letzteren konstant und unabhängig von den Betriebsarten mit den Einstellwerten von Strom und Spannung sein werden. Lines 11 and 12 are characterized by inclination coefficients, which are equal in sign and opposite to the inclination coefficients of sections Ij and I2 of the characteristic of the rectifier substation, provided that the latter are constant and independent of the operating modes with the setting values of current and voltage will be.

Die Lage dieser Bereiche wird durch die Wahl der Koeffizienten Kv und Kp geregelt und im betrachteten Beispiel derart genommen, dass der Normalbetrieb der Gleichstromübertragung in einem Bereich liegt, wo die Steuerung des max. Sollwertes der Kontrollgrösse <p gemäss Ausdruck (3) den erforderlichen Effekt der Optimierung der Betriebsart der Wechselrichterunterstation erbringt. The position of these areas is regulated by the selection of the coefficients Kv and Kp and, in the example under consideration, is taken such that the normal operation of the direct current transmission lies in a range where the control of the max. Setpoint of the control variable <p according to expression (3) produces the required effect of optimizing the operating mode of the inverter substation.

Die Formierung der Kontrollgrösse beschränkt sich nicht auf die Ausdrücke (1), (2) und (3) und kann in einem beliebigen anderen Verfahren auf Grund anderer Betriebsparameter der Elektroenergieübertragung unter der Voraussetzung einer The formation of the control variable is not limited to the expressions (1), (2) and (3) and can be carried out in any other method on the basis of other operating parameters of the electrical energy transmission provided that

Äquivalenz des erbrachten Effektes verwirklicht werden. Equivalence of the effect achieved.

Es ist auch zu betonen, dass die Erfindung sowohl bei der unipolaren als auch bei der bipolaren Gleichstromübertragung ebenso wie bei einer Elektroenergieübertragung mit über zwei Umformerunterstationen verwertet werden kann. It should also be emphasized that the invention can be used for both unipolar and bipolar direct current transmission as well as for electrical energy transmission with two converter substations.

Die Steuerung des max. Sollwertes einer Wechselrichteroder Gleichrichterunterstation bei der bipolaren Gleichstromübertragung erfolgt nach einer Abweichung, weshalb es notwendig ist, die äusseren Kennlinien der Halbstromkreise der einen Unterstation um einen Konstantwert zu verschieben, die Kontrollgrössen der Halbstromkreise miteinander zu vergleichen und nach der erhaltenen Abweichung eine Gegenrückkopplung unter Beachtung der vorgenommenen Verschiebung der Kennlinien der Halbstromkreise der Unterstation herzustellen. The control of the max. The setpoint of an inverter or rectifier substation in bipolar direct current transmission occurs after a deviation, which is why it is necessary to shift the external characteristics of the half-circuits of the one substation by a constant value, to compare the control parameters of the half-circuits with each other and, after the deviation has been obtained, to take into account the feedback Shift the characteristics of the half-circuits of the substation.

Das betreffende Verfahren setzt voraus, dass die beiden Halbstromkreise mit gleichem Strom normal arbeiten. The procedure in question assumes that the two half-circuits operate normally with the same current.

Betrachten wir ein Beispiel, wo dervorgegebene Strom-wert am Gleichrichter und der max. Sollwert der Kontrollgrösse am Wechselrichter aufrechterhalten wird. In Fig. 3 ist durch die gebrochene Kurve 1 mit den Abschnitten Ii, I2 die äussere Kennlinie VdB(Id) für die beiden Halbstromkreise der Gleichrichterunterstation wiedergegeben, die auf die Gleichstromklemmen des Wechselrichters in der Weise reduziert ist, dass bei einem Einstellstromwert IyB der Gleichrichterunterstation mit einer EMK VdB = Vdu ist. Die äusseren Kennlinien der Halbstromkreise sind identisch und fallen graphisch zusammen. Durch die gebrochene Kurve 2 mit den Abschnitten 2i, 2i sind die äusseren Kennlinien Vdu (Id) der Halbstromkreise der Wechselrichterunterstation mit einem Stromregler angedeutet, die Kennlinien der beiden Halbstromkreise sind ebenso wie im Falle der Gleichrichterunterstation vereinigt. Let us consider an example where the specified current value at the rectifier and the max. Setpoint of the control variable is maintained at the inverter. In FIG. 3, broken curve 1 with sections Ii, I2 shows the outer characteristic curve VdB (Id) for the two half-circuits of the rectifier substation, which is reduced to the DC terminals of the inverter in such a way that the rectifier substation has a set current value IyB with an EMK VdB = Vdu. The outer characteristics of the half circuits are identical and coincide graphically. Broken curve 2 with sections 2i, 2i indicates the outer characteristic curves Vdu (Id) of the half-circuits of the inverter substation with a current controller, and the characteristics of the two half-circuits are combined as in the case of the rectifier substation.

Die Kontrollgrösse (p wird entsprechend dem Ausdruck (1) bei Kv= I und Ki = I formiert. In Fig. 3 sind Linien. 13 gleicher Werte der Kontrollgrösse <p = const aufgetragen. Die gebrochene Kurve 14 mit Abschnitten 14i und 142 kennzeichnet Werte der Kontrollgrössen der Halbstromkreise der Wechselrichterunterstation als Funktion des Einstellstroms Iyu dieser Unterstation. The control variable (p is formed in accordance with expression (1) at Kv = I and Ki = I. Lines 13 of the same value of the control variable <p = const are plotted in FIG. 3. The broken curve 14 with sections 14i and 142 denotes values the control variables of the half-circuits of the inverter substation as a function of the setting current Iyu of this substation.

Es wird nachstehend eine Verschiebung AIy der äusseren Kennlinien der Halbstromkreise der Wechselrichteruntersta-tion vorgenommen, wobei z.B. eine folgende Beziehung zwischen den Einstellströmen der Halbleiterkreise des Wechselrichters: A shift AIy of the outer characteristics of the half-circuits of the inverter substation is carried out below, e.g. a following relationship between the setting currents of the semiconductor circuits of the inverter:

Iyu = Iyu ÄIy Iyu = Iyu ÄIy

Iju=Iyu-AIy (4) Iju = Iyu-AIy (4)

festgelegt wird, is determined

wobei in which

Iyu Einstellstrom des ersten Halbstromkreises der Iyu setting current of the first half circuit of the

Wechselrichterunterstation Iyu Einstellstrom des zweiten Halbstromkreises der Inverter substation Iyu Setting current of the second half circuit of the

Wechselrichterunterstation Iyu Einstellstrom der Wechselrichterunterstation Inverter substation Iyu Setting current of the inverter substation

AIyu Konstantwert der Grösse, dass Iyu » AIy > 0 AIyu Constant value of the size that Iyu »AIy> 0

ist, is

bezeichnet. designated.

Im Ergebnis der nach Anspruch (4) vorgenommenen Verschiebung weist die äussere Kennlinie der Wechselrichterunterstation für den Einstellstrom Iy0u0 (Knickpunkt «Uo») eine durch gebrochene Kurve 15 und 16 angedeutete Form auf, wobei mit 15 die Kennlinie des ersten und mit 16 des zweiten Halbstromkreises der Wechselrichterunterstation bezeichnet ist. Dann werden die Abhängigkeiten der Kontrollgrössen (p'und cp" der Halbstromkreise des Wechselrichters vom Ein- As a result of the shift carried out according to claim (4), the outer characteristic curve of the inverter substation for the set current Iy0u0 (break point "Uo") has a shape indicated by broken curves 15 and 16, with 15 the characteristic curve of the first and 16 of the second half circuit the inverter substation. Then the dependencies of the control parameters (p'and cp "of the half-circuits of the inverter on the input

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

ö5 Ö5

644 719 644 719

6 6

stellstrom Iyu durch die gebrochene Kurve 17 bzw. 18 dargestellt, das Vorzeichen der Differenz Acp = cp' — cp" gibt eindeutig die Stelle des max. Sollwertes der Grösse <p an. Actual current Iyu represented by the broken curve 17 or 18, the sign of the difference Acp = cp '- cp "clearly indicates the position of the maximum setpoint of the quantity <p.

Im vorliegenden Beispiel wird der Einstellstrom der Wechselrichterunterstation bei A(p > 0 vergrössert und bei A<p<0 verringert. Als Gleichgewichtspunkt des Systems tritt bei solch einer Steuerung der Schnittpunkt 0 der Abhängigkeit des max. Sollwertes <p und cp" auf. Die dem Punkt 0 entsprechenden Arbeitspunkte an den äusseren Kennlinien der Halbstromkreise sind: A' für den Halbstromkreis, A" für den zweiten Halbstromkreis. Die Punkte A', A" liegen an derselben Linie gleicher Wert der Kontrollgrössen der Halbstromkreise, die durch eine Projektion des Punktes D auf die Ordi-natenachse bestimmt wird. Die vorliegende Methode sorgt für die Einstellung des Systems in der Umgebung des optimalen Einstellwertes des Stroms der Wechselrichterunterstation ohne Suchvorgang und zeichnet sich durch die grösste Schnellwirkung aus. In the present example, the set current of the inverter substation is increased at A (p> 0 and decreased at A <p <0. As the system's equilibrium point, the intersection 0 of the dependence of the maximum setpoint <p and cp "occurs with such a control Working points corresponding to point 0 on the outer characteristics of the half-circuits are: A 'for the half-circuit, A "for the second half-circuit. The points A', A" lie on the same line with the same value of the control variables of the half-circuits, which are obtained by projecting the point D is determined on the ordinate axis The present method ensures that the system is set in the vicinity of the optimal setting value of the current of the inverter substation without a search process and is characterized by the greatest rapid action.

Die ähnliche Steuerung kann erzielt werden, wenn die äussere Kennlinien der Halbstromkreise der Gleichrichterunterstation in Bezug auf die Einstellwerte von Strom und minimalem Schaltwinkel verschoben werden, während in der Wechselrichterunterstation IyUIyU = Iyu wirksam bleibt. Ein Fachmann kann feststellen, dass sich alles oben Betrachtete zweifelsohne auf die Steuerung der Gleichrichterunterstation bezieht, wobei der vorgegebene Stromwert in der Wechselrichterunterstation aufrechterhalten und die Kontrollgrösse <p in der Gleichrichterunterstation gemäss den oben genannten Ausrücken (1), (2) oder (3) formiert wird, worauf deren max. Sollwert aufrechterhalten wird. Hierbei werden die gleichen Vorteile in der Steuerung der Elektroenergieübertragung erzielt, die bereits erwähnt wurden. The similar control can be achieved if the external characteristics of the half-circuits of the rectifier substation are shifted in relation to the set values of current and minimum switching angle, while IyUIyU = Iyu remains effective in the inverter substation. A person skilled in the art can determine that everything considered above undoubtedly relates to the control of the rectifier substation, the predetermined current value being maintained in the inverter substation and the control variable <p in the rectifier substation in accordance with the above-mentioned expressions (1), (2) or (3) is formed, whereupon their max. Setpoint is maintained. The same advantages are achieved in the control of electrical energy transmission that have already been mentioned.

Im weiteren wird ein Ausführungsbeispiel der Steuerungsmethode für die Betriebsart der Gleichstromübertragung unter Benutzung einer der Varianten der Regeleinrichtung behandelt, wobei der vorgegebene Stromwert in der Gleichrichterunterstation und der max. Sollwert der Kontrollgrösse (p in der Wechselrichterunterstation aufrechterhalten wird. An exemplary embodiment of the control method for the operating mode of the direct current transmission is dealt with using one of the variants of the regulating device, the predetermined current value in the rectifier substation and the max. Setpoint of the control variable (p is maintained in the inverter substation.

Fig. 4 zeigt eine unipolare Gleichstromübertragungsanlage. Fig. 4 shows a unipolar direct current transmission system.

Die Gleichrichterunterstation enthält eine Ventilbrücke 19, die über Ventil- und Netzwicklungen des Transformators 20 an Wechselstromschienen 21 des in der Zeichnung nicht aufgezeigten Abgabesystems angeschlossen ist. Im Stromkreis des gleichgerichteten Stroms liegt die Abzweigdrosselspule 22, in dieser Unterstation sind ein System 23 zur Phasensteuerung des Schaltwinkels der Ventile der Brücke 19, das mit einem Messtransformator 24 für die Wechselspannung verbunden ist, und ein Stromregler 25 montiert, an dessen einem Eingang 26 ein Gleichstromsignal von einem im Stromkreis des gleichgerichteten Stroms liegenden Gleichstrom-Mess-transformator 27 und an dessen anderem Eingang 28 ein Einstellstromsignal IyB der Unterstation eintrifft. The rectifier substation contains a valve bridge 19 which is connected via valve and network windings of the transformer 20 to AC rails 21 of the delivery system, not shown in the drawing. In the circuit of the rectified current is the branch choke coil 22, in this substation a system 23 for phase control of the switching angle of the valves of the bridge 19, which is connected to a measuring transformer 24 for the AC voltage, and a current regulator 25, at the one input 26 of which is mounted Direct current signal from a direct current measuring transformer 27 lying in the circuit of the rectified current and at its other input 28 a setting current signal IyB of the substation arrives.

Der Einstellstrom IyB kann manuell oder automatisch, beispielsweise durch eine in der Zeichnung nicht gezeigte Einrichtung zur Leistungsregelung, vorgegeben werden. The setting current IyB can be specified manually or automatically, for example by a device for power control, not shown in the drawing.

Der Ausgang des Stromreglers 25 ist mit einem Eingang 29 einer Einrichtung 30 zur Vorgabe des Einstellwertes des Schaltwinkels verbunden, deren Ausgang mit dem Eingang des Systems 23 zur Phasensteuerung gekoppelt ist, während auf den zweiten Eingang 31 der Einrichtung 30 ein dem Einstellwert amin des Schaltwinkels der Gleichrichterunterstation entsprechendes Signal gegeben wird. Der Stromregler 25 enthält eine Reihenschaltung aus einem Verstimmungselement 32, dessen Eingänge als Eingänge 28 und 26 des Reglers auftreten, einem Verstärker 33 und einem Begrenzer 34, wobei die Kennlinie des Begrenzers 34 derart gewählt ist, dass der Einstellwert des Schaltwinkels in Bezug auf amjn nur ansteigt. The output of the current regulator 25 is connected to an input 29 of a device 30 for specifying the set value of the switching angle, the output of which is coupled to the input of the system 23 for phase control, while the second input 31 of the device 30 is a set value amin of the switching angle of the Corresponding rectifier substation is given. The current controller 25 contains a series connection of a detuning element 32, the inputs of which appear as inputs 28 and 26 of the controller, an amplifier 33 and a limiter 34, the characteristic curve of the limiter 34 being selected such that the setting value of the switching angle is only related to amjn increases.

Die Wechselrichterunterstation enthält eine Ventilbrücke 35, einen mit den Netzwicklungen an Wechselstromschienen 37 des in der Zeichnung nicht gezeigten Empfangssystems und mit den Ventilwicklungen an die Ventilbrücke 35 angeschlossenen Umformertransformator 36. In der Unterstation gibt es eine Abzweigdrosselspule 38 im Stromkreis des gleichgerichteten Stroms und ein System 39 zur Phasensteuerung des Schalt- oder Löschwinkels der Ventile der Brücke 35, das mit einem Wechselspannungs-Messtransformator 40 und mit einem im Stromkreis der Ventilwicklungen des Umformertransformators 36 liegenden Wechselstrom-Messtransformator 41 gekoppelt ist. The inverter substation contains a valve bridge 35, a converter transformer 36 connected to the network windings on AC rails 37 of the receiving system (not shown in the drawing) and to the valve bridge 35 with the valve windings for phase control of the switching or quenching angle of the valves of the bridge 35, which is coupled to an AC voltage measuring transformer 40 and to an AC measuring transformer 41 located in the circuit of the valve windings of the converter transformer 36.

In der Wechselrichterunterstation ist ein Regler 42 für den max. Sollwert angeordnet, dessen einer Eingang 43 mit einem Gleichstromtransformator 44 der Wechselrichterunterstation und zweiter Eingang 45 mit einem zwischen dem Pol und der Erde der Unterstation liegenden und die gleichgerichtete Spannung der Unterstation mesenden Hochspannungsteiler A controller 42 for the max. Setpoint value arranged, one input 43 with a DC transformer 44 of the inverter substation and second input 45 with a high voltage divider located between the pole and the ground of the substation and measuring the rectified voltage of the substation

46 verbunden ist. 46 is connected.

Der Transformator 44 und der Spannungsteiler 46 stellen einen Strom- bzw. Spannungsgeber dar. The transformer 44 and the voltage divider 46 represent a current or voltage transmitter.

Der Ausgang des Sollwertreglers 42 ist mit einem Eingang The output of the setpoint controller 42 has one input

47 einer Einrichtung 48 zur Vorgabe des Einstellwertes des Löschwinkels 5y der Ventile der Brücke 35 gekoppelt, an deren zweiten Eingang 49 ein dem minimal zulässigen Winkel 8y min proportionales Signal eingespeist wird. 47 is coupled to a device 48 for specifying the setting value of the quenching angle 5y of the valves of the bridge 35, to whose second input 49 a signal proportional to the minimum permissible angle 8y min is fed.

Der Regler 42 ist derart eingestellt, dass er den Einstellwert des Löschwinkels 5y in Bezug auf §y m;n nur vergrössert. Der Regler 42 weist einen Former 50 für die Kontrollgrösse, dessen Eingänge die Eingänge 43 und 45 des Reglers 42 darstellen, einen mit einem Eingang an den Ausgang des Formers 50 angeschlossenen Summator 51, einen an den Ausgang des Summators 51 angeschlossenen Optimierer 52 für die Kontrollgrösse und einen Diskriminator 53 für eine Steuereinwirkung auf, dessen Eingang mit dem Ausgang des Optimierers 52 und dessen Ausgänge mit dem zweiten Eingang des Summators 51 und mit dem Eingang 47 der Einrichtung The controller 42 is set in such a way that it only increases the setting value of the quenching angle 5y with respect to §y m; n. The controller 42 has a former 50 for the control variable, the inputs of which represent the inputs 43 and 45 of the controller 42, a summator 51 connected to the output of the former 50, an optimizer 52 connected to the output of the summer 51 for the control variable and a discriminator 53 for control action, the input of which is connected to the output of the optimizer 52 and the output of which is connected to the second input of the summer 51 and to the input 47 of the device

48 zur Vorgabe des Einstellwertes des Löschwinkels gekoppelt sind. 48 are coupled for specifying the setting value of the extinguishing angle.

Der Former 50 für die nach den Betriebsparameter der Wechselrichterunterstation gemäss einem der genannten Gesetze (1) oder (3) formierte Kontrollgrösse ist über einen der Eingänge an einen Gleichspannungsgeber, d.h. an den Spannungsteiler 46, angeschlossen, während gemäss Gesetz (2) sein Eingang an einen Geber für den Löschwinkel der Unterstation angeschaltet ist. In der Zeichnung ist die erste Anschlussvariante des Formers 50 dargestellt. The former 50 for the control variable, which is formed according to the operating parameters of the inverter substation in accordance with one of the aforementioned laws (1) or (3), is connected to a DC voltage generator via one of the inputs, i.e. connected to the voltage divider 46, while according to law (2) its input is connected to a transmitter for the extinguishing angle of the substation. The first connection variant of the former 50 is shown in the drawing.

Im einfachsten Fall stellt der Former 50 einen Summator dar. Es ist möglich, den Former 50 und den Summator 51 in Form einer Summierungseinheit auszuführen. In the simplest case, the former 50 represents a summator. It is possible to implement the former 50 and the summator 51 in the form of a summation unit.

Der Optimierer 52 führt die Funktion der Aufrechterhaltung eines Maximal- oder Minimalwertes der Kontrollgrösse aus, und als derartiger Optimierer gelangt ein Schritt-Einka-naloptimierer proportionaler Wirkung zum Einsatz, der beispielsweise in einem Buch von I.A. Rasstrigin «Systeme für Extremalsteuerung», Moskau, 1974, S. 582 bis 586, veröffentlicht ist. The optimizer 52 performs the function of maintaining a maximum or minimum value of the control quantity, and as such an optimizer, a step single-channel optimizer proportional effect is used, which is described, for example, in a book by I.A. Rasstrigin «Systems for extreme control», Moscow, 1974, pp. 582 to 586, is published.

Der Diskriminator 53 für eine Steuereinwirkung ist zur Begrenzung der Steuereinwirkung des Reglers 42 auf einen vorgegebenen Bereich, zur Erkennung der Überschreitung der festgelegten Begrenzung durch ein Signal vom Ausgang des Optimierers 52 und zur Abgabe eines einer derartigen Überschreitung proportionalen Wertes an einem getrennten Ausgang vorgesehen. The discriminator 53 for a control action is provided for limiting the control action of the controller 42 to a predetermined range, for detecting the exceeding of the defined limit by a signal from the output of the optimizer 52 and for delivering a value proportional to such an exceedance to a separate output.

Es ist eine Ausführungsform der Erfindung möglich, wo auf den Eingang des Formers 50 für die Kontrollgrösse ein Schaltwinkel oder ein Einstellwert des Schaltwinkels der entsprechenden Unterstation gegeben wird, wobei der Eingang An embodiment of the invention is possible where a switching angle or a setting value of the switching angle of the corresponding substation is given to the input of the shaper 50 for the control variable, the input

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

ö5 Ö5

7 7

644 719 644 719

des Formers 50 in diesem Fall mit einem Geber für den Schaltwinkel der Unterstation verbunden wird, der konstruktiv dem System zur Phasensteuerung des Schaltwinkels der Unterstation angehört und in der Zeichnung getrennt nicht aufgeführt ist. of the former 50 in this case is connected to a transmitter for the switching angle of the substation, which belongs structurally to the system for phase control of the switching angle of the substation and is not shown separately in the drawing.

Die Regeleinrichtung zur Steuerung der Betriebsart der Elektroenergieübertragung arbeitet wie folgt. The control device for controlling the operating mode of the electrical energy transmission works as follows.

Der schnellwirkende Stromregler 25 stellt entweder einen dem Vorgabestrom IyB gleichen Übertragungsstrom oder einen dem minimalen Winkel ay min gleichen Schaltwinkel der Ventilbrücke 19 in Abhängigkeit vom laufenden Spannungsverhältnis an den Wechselstromschienen 21 und 37 des Abgabe- und des Empfangssystems und der gleichgerichteten Spannung der Wechselrichterunterstation ein. Der Regler 42 verwirklicht eine Suche und Einstellung des optimalen Löschwinkels der Wechselrichterunterstation, bei dem der Übertragungsstrom gleich dem vorgegebenen in der Gleichrichterunterstation ist und die Spannung am höchsten liegt. The fast-acting current controller 25 either sets a transmission current that is the same as the preset current IyB or a switching angle of the valve bridge 19 that is the same as the minimum angle ay min, depending on the current voltage ratio on the AC rails 21 and 37 of the delivery and reception system and the rectified voltage of the inverter substation. The controller 42 carries out a search and setting of the optimum extinction angle of the inverter substation, in which the transmission current is equal to the predetermined one in the rectifier substation and the voltage is at its highest.

Hierbei sind zwei Betriebsarten möglich. Two operating modes are possible.

Wenn nach den Bedingungen der laufenden Betriebsart das Abgabe- und des Empfangssystems sowie der Energieübertragungsleitung selbst der optimale Löschwinkel der Wechselrichterunterstation grösser als der minimal zulässige ist, stellt der Optimierer einen max. Sollwert am Ausgang des Formers 50 ein, indem er auf dieses Signal über ein Steuerungsobjekt einwirkt. If, according to the conditions of the current operating mode, the delivery and reception system as well as the power transmission line itself the optimal extinguishing angle of the inverter substation is greater than the minimum permissible, the optimizer sets a max. Setpoint value at the output of the former 50 by acting on this signal via a control object.

Angenommen sei, dass der ursprüngliche Löschwinkel der Wechselrichterunterstation kleiner als der optimale, grösser aber als der minimal zulässige Winkel ist, d.h. der Arbeitspunkt liegt auf dem Abschnitt a = amin = const der äusseren Kennlinie der Gleichrichterunterstation. Dann wird das Signal vom Optimierer positiv sein und an dem mit der Einrichtung 48 gekoppelten Ausgang des Diskriminators 53 anliegen, während am anderen Ausgang des Diskriminators das Signal ausbleibt. Der Stromregler 42 wird den Löschwinkel der Wechselrichterunterstation vergrössern, weil die Kontrollgrösse infolge der durch die Vergrösserung des Löschwinkels verursachten Stromzunahme und Spannungssenkung ansteigt. Bei Erreichen des Einstellstroms der Gleichrichterunterstation durch den Strom bewirkt die weitere Vergrösserung des Löschwinkels der Wechselrichterunterstation nur eine Spannungssenkung, denn der Stromregler der Gleichrichterunterstation wird die Spannung senken, indem er einen Stromanstieg zu verhindern sucht. Die Kontrollgrösse am Ausgang des Formers 50 fängt abzunehmen an, was eine Reversierung von Schritten des Optimieres 52 hervorrufen wird. Nach der Feststellung der genauen Lage des Maximums der Kontrollgrösse hält der Optimierer an. Assume that the original extinguishing angle of the inverter substation is smaller than the optimal, but larger than the minimum permissible angle, i.e. the operating point lies on the section a = amin = const of the outer characteristic of the rectifier substation. Then the signal from the optimizer will be positive and will be present at the output of the discriminator 53 coupled to the device 48, while at the other output of the discriminator there will be no signal. The current controller 42 will increase the extinction angle of the inverter substation, because the control variable increases as a result of the current increase and voltage reduction caused by the enlargement of the extinction angle. When the current of the rectifier substation is reached by the current, the further enlargement of the extinction angle of the inverter substation only causes a voltage drop, because the current regulator of the rectifier substation will lower the voltage by trying to prevent a current rise. The control variable at the outlet of the former 50 begins to decrease, which will cause the steps of the optimizer 52 to be reversed. After determining the exact location of the maximum of the control variable, the optimizer stops.

Wenn der optimale Löschwinkel der Wechselrichterunter-station nach den Bedingungen der laufenden Betriebsart kleiner als der minimal zulässige Winkel ist, sucht der Optimierer 52, indem er den minimal zulässigen Löschwinkel einstellt, ihn noch weiter zu verringern und führt die Arbeit in den Bereich negativer Werte des Ausgangssignals über, wobei er zum gleichen Zeitpunkt durch den Diskriminator 53 von der Unterstation abgeschaltet wird. Hierbei tritt das Signal des Optimierers 52 an dem Ausgang des Diskriminators 53 auf, der mit dem Summator 48 verbunden ist. If the optimal extinction angle of the inverter substation is smaller than the minimum permissible angle according to the conditions of the current operating mode, the optimizer 52 tries to reduce it further by adjusting the minimum admissible extinction angle and leads the work into the range of negative values of the Output signal via, at the same time it is switched off by the substation by the discriminator 53. Here, the signal of the optimizer 52 occurs at the output of the discriminator 53, which is connected to the summator 48.

Vom Ausgang des Diskriminators 53 gelangt das Signal in den Summator 51 mit einem Vorzeichen, dass das auf den Eingang des Optimierers 52 vom Former 50 gelieferte Ausgangssignal verringert, falls der Optimierer 52 auf die Aufrechterhaltung des Maximums der Kontrollgrösse <p arbeitet, und vergrössert wird, falls der Optimierer 52 das Minimum der Kontrollgrösse cp aufrechterhält. Die Gegenrückkopplung im Regler 42 sorgt also für die Aufrechterhaltung des Ausgangssignals des Optimierers 52 auf dem Niveau der Grenze der Regelfähigkeit des Reglers und der Unterstation. From the output of the discriminator 53, the signal enters the summator 51 with a sign that the output signal supplied by the former 50 to the optimizer 52 decreases, if the optimizer 52 works to maintain the maximum of the control variable <p, and is enlarged, if the optimizer 52 maintains the minimum of the control variable cp. The negative feedback in the controller 42 thus ensures that the output signal of the optimizer 52 is maintained at the level of the limit of the control capability of the controller and the substation.

In Fig. 5 bis 7 sind Ausführungsformen des Reglers 42 wiedergegeben. 5 to 7, embodiments of the controller 42 are shown.

Der gleichzeitig als Ausgang des Reglers 42 dienende Ausgang des Diskriminators 53 (Fig. 5) ist mit einem der Eingänge des Formers 50 für die Kontrollgrösse verbunden, an dessen zweiten Eingang ein Signal vom Gleichstromgeber der Unterstation (nicht gezeigt) eintrifft. Hierbei synthesiert der Former 50 die Kontrollgrösse cp in Übereinstimmung mit dem Gesetz (2), in dem die einer Differenz aus dem Einstellwert des Schaltwinkels der Unterstation und dem minimal zulässigen Wert dieses Winkels gleiche Steuereinwirkung ausgenutzt wird. The output of the discriminator 53 (FIG. 5), which also serves as the output of the controller 42, is connected to one of the inputs of the shaper 50 for the control variable, at the second input of which a signal from the direct current transmitter of the substation (not shown) arrives. Here, the former 50 synthesizes the control variable cp in accordance with the law (2), in which the control effect which is equal to a difference between the setting value of the switching angle of the substation and the minimum permissible value of this angle is used.

Der Regler, dessen Schaltung in Fig. 6 dargestellt ist, weist eine ein Vergleichselement 55 und einen Abweichungsverstärker 56 enthaltende Einheit 54 zur Stromstabilisierung auf. Der Eingang 57 für den Einstellstrom der Einheit 54 ist mit dem Ausgang des Optimierers 52 und der Stromeingang 58 der Einheit 54 mit dem Ausgang des Formers 50 verbunden, der mit dem Gleichstromgeber der Unterstation gekoppelt ist. The controller, the circuit of which is shown in FIG. 6, has a unit 54, which contains a comparison element 55 and a deviation amplifier 56, for current stabilization. The input 57 for the setting current of the unit 54 is connected to the output of the optimizer 52 and the current input 58 of the unit 54 is connected to the output of the former 50, which is coupled to the DC generator of the substation.

Der Ausgang der Einheit 54 zur Stromstabilisierung ist mit dem Eingang des Diskriminators 53 für eine Steuereinwirkung verbunden. Die Charakteristik des Versträkers 56 kann nichtlinear sein. In dieser Ausführungsform entspricht das Ausgangssignal des automatischen Optimierers 52 dem Einstellstrom der Unterstation. The output of the unit 54 for current stabilization is connected to the input of the discriminator 53 for a control action. The characteristic of amplifier 56 may be non-linear. In this embodiment, the output signal of the automatic optimizer 52 corresponds to the setting current of the substation.

Im Unterschied zu der in Fig. 6 gezeigten Variante ist der Stromeingang des Formers 50 in Fig. 7 mit dem Ausgang des Optimierers 52 verbunden und sein Eingang mit dem Eingang des Optimieres 52 unmittelbar gekoppelt. Der Stromeingang 58 der Einheit 54 ist mit dem Gleichstromgeber der Unterstation verbunden. Der Former 50 formt die Kontrollgrösse cp gemäss Ausdruck (2) auf Grund der Einstellwerte des Stroms und des Schaltwinkels der Unterstation. In contrast to the variant shown in FIG. 6, the current input of the former 50 in FIG. 7 is connected to the output of the optimizer 52 and its input is directly coupled to the input of the optimizer 52. The current input 58 of the unit 54 is connected to the DC transmitter of the substation. The former 50 forms the control variable cp according to expression (2) on the basis of the setting values of the current and the switching angle of the substation.

In Fig. 8 ist eine Regeleinrichtung zur Steuerung der Betriebsart der bipolaren Gleichstromübertragung dargestellt. Die Einrichtung enthält in jedem Halbstromkreis Former 59, 60 für die Kontrollgrösse, Einheiten 61, 62 zur Stromstabilisierung, Diskriminatoren 63 und 64 für eine Steuereinwirkung und einen den beiden Halbstromkreisen gemeinsamen Summator 65 und Former 66 für einen Einstellstrom der Unterstation. 8 shows a control device for controlling the operating mode of the bipolar direct current transmission. In each half-circuit the device contains formers 59, 60 for the control variable, units 61, 62 for current stabilization, discriminators 63 and 64 for a control action and a summator 65 and former 66 common to the two half-circuits for a set current of the substation.

Die Eingänge 67 und 68 der Einrichtung sind an die Gleichstromgeber der Unterstation und die Ausgänge 69 und 70 an die Einrichtungen zur Vorgabe des Einstellwertes des Schaltwinkels der Unterstation des ersten bzw. zweiten Halbstromkreises angeschlossen. The inputs 67 and 68 of the device are connected to the DC transmitters of the substation and the outputs 69 and 70 to the devices for specifying the setting value of the switching angle of the substation of the first and second half-current circuits.

Die Signale von den Gleichstromgebern der Halbstromkreise gelangen auf die Eingänge 67 und 68 in Form einer Gleichspannung positiver Polarität, an den Ausgängen 69 und 70 werden Spannungssignale auch positiver Polarität ausgebildet. The signals from the direct current sensors of the half current circuits reach the inputs 67 and 68 in the form of a direct voltage of positive polarity, at the outputs 69 and 70 voltage signals also of positive polarity are formed.

Zur Verschiebung der Kennlinien der Halbstrorfikreise ist an den Eingängen 71 und 72 der Einheiten 61 und 62 ein und dasselbe Signal ÀV > 0 von einer in der Zeichnung nicht angedeuteten Spannungsquelle eingegeben; dieses Signal wird zu einem dem Einstellstrom entsprechenden auch positiven Signal im ersten Halbstromkreis addiert und vom ähnlichen Signal im zweiten Halbstromkreis subtrahiert. To shift the characteristic curves of the semi-electric circuits, one and the same signal ÀV> 0 from a voltage source not indicated in the drawing is input at the inputs 71 and 72 of the units 61 and 62; this signal is added to a positive signal corresponding to the setting current in the first half circuit and subtracted from the similar signal in the second half circuit.

Als Kontrollgrössen (p', (p" der Halbstromkreise wird eine Differenz von dem Strom und der Steuereinwirkung der Einrichtung auf den jeweiligen Halbstromkreis proportionalen Werten angenommen. The control variables (p ', (p "of the half-circuits are assumed to be a difference between the current and the control action of the device on the values proportional to the respective half-circuit.

Die Former 59 und 60 ebenso wie die Einheiten 61 und 62 zur Stromstabilisierung sind analog in verschiedenen Halbstromkreises aus jeweiligen Operationsverstärkern 73 und 74 aufgebaut, die Eingangswiderstände 75, 76, 77 bzw. 78, 79 und Widerstände 80 bzw. 81 im Rückkopplungskreis der Verstärker 73 und 74 aufweisen. The formers 59 and 60 as well as the units 61 and 62 for current stabilization are constructed analogously in various half-circuits from respective operational amplifiers 73 and 74, the input resistors 75, 76, 77 and 78, 79 and resistors 80 and 81 in the feedback circuit of the amplifiers 73 and 74.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

o5 o5

644 719 644 719

8 8th

Die Diskriminatoren 63, 64 in verschiedenen Halbstromkreisen sind auch analog aus Dioden 82, 83 und einem Operationsverstärker 84 mit einem Eingangswiderstand 85 und Widerständen 86, 87 im Rückkopplungskreis aufgebaut. The discriminators 63, 64 in different half-circuits are also constructed analogously from diodes 82, 83 and an operational amplifier 84 with an input resistor 85 and resistors 86, 87 in the feedback circuit.

Der den beiden Halbstromkreisen gemeinsame Summator The summator common to the two half-circuits

65 stellt einen Operationsverstärker 88 mit einem Eingangswiderstand 89 und 90 und einem Widerstand 91 im Rückkopplungskreis dar. 65 shows an operational amplifier 88 with an input resistor 89 and 90 and a resistor 91 in the feedback circuit.

Zur Erhöhung der Genauigkeit der Steuerung ist der Former 66 für einen Einstellstrom der Unterstation in Form eines Integrators aus einem Operationsverstärker 92 mit einem Kondensator 93 und einer Diode 94 im Rückkopplungskreis und mit einem Eingangswiderstand 95 aufgebaut. To increase the accuracy of the control, the former 66 is constructed for an adjustment current of the substation in the form of an integrator from an operational amplifier 92 with a capacitor 93 and a diode 94 in the feedback circuit and with an input resistor 95.

Die Schaltung der Regeleinrichtung nach Fig. 8 setzt die Anordnung der Einrichtung in der Wechselrichterunterstation ebenso wie die Tatsache voraus, dass die Signale von den Stromgebern der Halbstromkreise auf die Eingänge 67, 68 in Form von Gleichspannungen positiver Polarität gelangen und die Einrichtungen zur Vorgabe von Einstellwerten der Schaltwinkel der Halbstromkreise die Einstellwerte bei Auftreten von Spannungssignalen positiver Polarität an den Ausgängen 69, 70 des Signalreglers vergrössern. The circuit of the control device according to FIG. 8 presupposes the arrangement of the device in the inverter substation as well as the fact that the signals from the current transmitters of the half-circuits reach the inputs 67, 68 in the form of DC voltages of positive polarity and the devices for specifying setting values the switching angle of the half-current circuits increases the setting values when voltage signals of positive polarity occur at the outputs 69, 70 of the signal regulator.

Das weiteren wird die Arbeit der Einrichtung in den Betriebsarten des Objekts, für die die Bedingung: Id < Iyu erfüllt wird, behandelt. Dieser Fall ist in Fig. la dargestellt. Furthermore, the work of the device is dealt with in the operating modes of the object, for which the condition: Id <Iyu is fulfilled. This case is shown in Fig. La.

Bei diesem Betrieb werden an den Ausgängen der Einheiten zur Stromstabilisierung nach dem Vorzeichen negative Signale anliegen. Diese Signale werden durch Verstärker 84 der Diskriminatoren 63, 64 für eine Steuerwirkung invertiert und an den mit den Dioden 82 gekoppelten positiven Ausgängen der Diskriminatoren 63, 64 abgegeben. An den andern mit den Dioden 83 gekoppelten Ausgängen der Diskriminatoren 63, 64 werden die Signale im betrachteten Betrieb ausbleiben. In this mode, negative signals will be present at the outputs of the current stabilization units. These signals are inverted by amplifiers 84 of the discriminators 63, 64 for a control effect and output at the positive outputs of the discriminators 63, 64 coupled to the diodes 82. At the other outputs of the discriminators 63, 64 coupled to the diodes 83, the signals will not appear in the operation under consideration.

Es sei angenommen, dass der durch den Former 66 erzeugte Einstellstrom Iy derart ist, dass die Arbeitspunkte der Halbstromkreise auf den Abschnitten I der Kennlinie der Halbstromkreise der Gleichrichterunterstation liegen. Hierbei wird der Strom des ersten Halbstromkreises grösser als der Strom des zweiten Halbstromkreises und die Signale an den Ausgängen 69,70 werden ungefähr gleich sein, denn auf dem Abschnitt 1 der Kennlinie des Gleichrichters werden grosse Stromänderungen durch geringe Änderungen der Schaltwinkel hervorgerufen. Das Signal des Formers 59 für die Kontrollgrösse wird daher positiver (oder weniger negativ) als das Signal des Formers 60, das Signal am Ausgang des Summators 65 wird negativ sein, während der Integrator des Formers It is assumed that the setting current Iy generated by the former 66 is such that the operating points of the half-circuits lie on the sections I of the characteristic curve of the half-circuits of the rectifier substation. Here, the current of the first half circuit is greater than the current of the second half circuit and the signals at the outputs 69, 70 will be approximately the same, because on section 1 of the rectifier characteristic large changes in current are caused by small changes in the switching angle. The signal of the control variable shaper 59 therefore becomes more positive (or less negative) than the signal of the shaper 60, the signal at the output of the summator 65 will be negative, while the shaper integrator

66 die Grösse seines Ausgangssignals, d.h. den Einstellstrom der Unterstation, steigern wird, wobei dieser sich dem Einstellstrom der Gleichrichterunterstation nähern wird. 66 the size of its output signal, i.e. will increase the set current of the substation, which will approach the set current of the rectifier substation.

Ist der Anfangswert des Einstellstroms Iy derart, dass die Arbeitspunkte der Halbstromkreise auf den Abschnitten h der Kennlinie der Halbstromkreise der Gleichrichterunterstation liegen, werden die Stromwerte der Halbstromkreise ungefähr gleich sein, was darauf zurückzuführen ist, dass die Einstellströme der Halbstromkreise gleich sind und das Signal am Ausgang 69 grösser als das Signal am Ausgang 70 wegen verschiedener Einstellströme der Halbstromkreise der Wechselstromkreise der Wechselrichterunterstation sein wird. Hierbei wird das Ausgangssignal des Formers 59 weniger positiv (oder mehr negativ) als das Signal des Formers 60, das Signal am Ausgang des Summators 65 wird positiv sein, während der Integrator des Formers 66 die Grösse seines positiven Ausgangssignals verringern und dadurch den Einstellstrom der Wechselrichterunterstation an den Einstellstrom der Gleichrichterunterstation näher bringen wird. Der Vorgang der Integration durch den Integrator kommt dann zum Abschluss, wenn das Signal am Ausgang des Summators 65 If the initial value of the setting current Iy is such that the operating points of the half circuits are on the sections h of the characteristic curve of the half circuits of the rectifier substation, the current values of the half circuits will be approximately the same, which is due to the fact that the setting currents of the half circuits are the same and the signal am Output 69 will be greater than the signal at output 70 due to different setting currents of the half circuits of the AC circuits of the inverter substation. Here, the output signal of the former 59 will be less positive (or more negative) than the signal of the former 60, the signal at the output of the summer 65 will be positive, while the integrator of the former 66 will reduce the size of its positive output signal and thereby the setting current of the inverter substation closer to the setting current of the rectifier substation. The integration process by the integrator comes to an end when the signal at the output of the summator 65

gleich Null und die Signale der Former 59 und 60 für die Kontrollgrössen der Halbstromkreise gleich sein werden, was erst dann möglich, ist, wenn der Arbeitspunkt des ersten Halbstromkreises auf dem Abschnitt I2 der Kennlinie des ersten Halbstromkreises der Gleichrichterunterstation der Arbeitspunkt des zweiten Halbstromkreises auf Abschnitt I] der Kennlinie des zweiten Halbstromkreises liegen wird. Die Änderung des Einstellstroms der Gleichrichterunterstation nach beliebiger Seite veranlasst eine Gleichgewichtsstörung der Signale der Former 59,60 und eine erneute Einschaltung des Integrators des Formers 66 in die Arbeit. equal to zero and the signals of the formers 59 and 60 for the control variables of the half circuits will be the same, which is only possible if the operating point of the first half circuit on section I2 of the characteristic curve of the first half circuit of the rectifier substation is the working point of the second half circuit on section I] will be the characteristic of the second half circuit. The change in the setting current of the rectifier substation to either side causes a disturbance in the equilibrium of the signals of the formers 59, 60 and a renewed activation of the integrator of the former 66 in the work.

Bei einer Verringerung der Wechselspannung des Abgabesystems im Falle eines Kurzschlusses erhöht die Regeleinrichtung stets den Einstellstrom der Wechselrichterunterstation, weil sich die Arbeitspunkte der beiden Halbstromkreise hierbei auf den Abschnitten I der Kennlinie der Halbstromkreise der Gleichrichterunterstation erweisen, und bewahrt also die Übertragung vor seiner Löschung. If the AC voltage of the delivery system is reduced in the event of a short-circuit, the control device always increases the set current of the inverter substation, because the operating points of the two half-circuits are shown on section I of the characteristic curve of the half-circuits of the rectifier substation, and thus prevents the transmission from being deleted.

Des weiteren wird die Arbeit der Regeleinrichtung in einem Betrieb, wo Id> Iyu ist, behandelt. In diesem Fall liegen die Arbeitspunkte der Halbstromkreise der Übertragungsleitung auf den Abschnitten 2i den Kennlinien der Halbstromkreise der Wechselrichterunterstation. Am Ausgang der Stabilisierungseinheiten 61 und 62 liegen positive Signale an, die an den mit den Dioden 83 gekoppelten negativen Ausgängen der Diskriminatoren 63, 64 abgegeben werden, während die Signal an den Ausgängen 69 und 70 des Reglers gleich Null sind. Da die Strome der Halbstromkreise gleich sind, weil sie durch die gleichen Einstellströme der Halbstromkreise der Gleichrichterunterstation festgelegt werden, wird das Signal des Diskriminsators 63 weniger negativ als das Signal des Diskriminators 64 und das Signal des Formers 59 mehr positiv (oder weniger negativ) gegenüber dem Signal des Formers 60 sein. Furthermore, the work of the control device in a company where Id> Iyu is dealt with. In this case, the operating points of the half-circuits of the transmission line lie on the sections 2i of the characteristic curves of the half-circuits of the inverter substation. At the output of the stabilization units 61 and 62 there are positive signals which are emitted at the negative outputs of the discriminators 63, 64 coupled to the diodes 83, while the signals at the outputs 69 and 70 of the controller are zero. Since the currents of the half circuits are the same because they are determined by the same setting currents of the half circuits of the rectifier substation, the signal of the discriminator 63 becomes less negative than the signal of the discriminator 64 and the signal of the shaper 59 more positive (or less negative) than that Shaper 60 signal.

Unter diesen Verhältnissen ist das Ausgangssignal des Summators 65 negativ und der Integrator wird den positiven Wert des Signals am Ausgang des Formers 66 vergrössern, wodurch der Einstellstrom der Wechselrichterunterstation vergrössert und in Einklang mit dem Einstellstrom der Gleichrichterunterstation gebracht wird. Under these conditions, the output signal of the summer 65 is negative and the integrator will increase the positive value of the signal at the output of the former 66, thereby increasing the adjustment current of the inverter substation and bringing it in line with the adjustment current of the rectifier substation.

Zur Ausnutzung der Regeleinrichtung nach Fig. 8 in der Gleichrichterunterstation ist es erforderlich, das Stromsignal in den Einheiten 61 und 62 zur Stromstabilisierung auf den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 74 und das einzustellende Stromsignal samt einem Verschiebungssignal auf den Wiederholungseingang des Verstärkers 74 und gleichzeitig das Ausgangssignal des Formers 59 auf den Wiederholungseingang des Verstärkers 88 und das Signal des Formers 60 auf den invertierenden Eingang des Verstärkers 88 des Summators 65 zu geben. To use the control device according to FIG. 8 in the rectifier substation, it is necessary to pass the current signal in units 61 and 62 for current stabilization to the inverting input of operational amplifier 74 and the current signal to be set together with a shift signal to the repetitive input of amplifier 74 and at the same time the output signal of To give formers 59 to the repetitive input of amplifier 88 and the signal of former 60 to the inverting input of amplifier 88 of summer 65.

Die vorliegende Erfindung gestattet es, die Steuerung der Betriebsart der Elektroenergieübertragung ohne Hilfe eines Fernsehkanals vorzunehmen und die vorteilhafteste energetische Betriebsart unter höchstmöglicher Übertragungsspan-nung und minimalen Blindleistungsverbrauch durch die angeschlossenen Wechselstromsysteme im Gange zu halten. The present invention makes it possible to control the operating mode of the electrical energy transmission without the aid of a television channel and to keep the most advantageous energetic operating mode in operation with the highest possible transmission voltage and minimal reactive power consumption by the connected AC systems.

Die Auswertung der betreffenden Erfindung erlaubt es, die Energieverluste bei der Gleichstromübertragung und in den angeschlossenen Systemen geringer zu halten, die Betriebszuverlässigkeit der Gleichstromübertragung zu erhöhen und die mit Bau- und Unterhaltungskosten von Fernleitungen zwischen den Unterstationen zusammenhängenden Ausgaben zu senken. The evaluation of the invention in question makes it possible to keep the energy losses in the direct current transmission and in the connected systems lower, to increase the operational reliability of the direct current transmission and to reduce the expenditure associated with the construction and maintenance costs of long-distance lines between the substations.

Bei Vorhandensein der Regeleinrichtung nimmt der Nenn-Zündverzögerungswinkel der Gleichrichterunterstation auf ~5° el. ab, was die Blindleistungsaufnahme um 10 bis 15% herabsetzt und die Übertragungsspannung um etwa 1% erhöht. In the presence of the control device, the nominal ignition delay angle of the rectifier substation decreases to ~ 5 ° el., Which reduces the reactive power consumption by 10 to 15% and increases the transmission voltage by about 1%.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

o5 o5

G G

3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

644 719

1.Control method for high-voltage direct current transmission by voltage regulation in a rectifier and inverter substation to maintain a predetermined current value in such a way that the voltage in the rectifier substation decreases when the current rises above the preset value and increases in the event of a current drop, and the voltage in the inverter substation in the event of a current rise above the preset value and reduced in the event of a current drop, characterized in that a control variable is determined in one of the substations, the actual value (26) of which is compared with a setpoint value (28) given as a function of parameters of the respective operating mode of the substation and the deviation forms a control signal (29) for influencing the voltage, so that the maximum desired value is obtained at the same time as the highest possible voltage at a given current value.

2. The method according to claim 1, characterized in that the current of the same substation is influenced to regulate the voltage of the substation.

2nd

PATENT CLAIMS

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in the case of bipolar direct current transmission with the same load on the half-circuits to maintain the maximum desired value of the control variables of the half-circuits, the outer characteristics of the half-circuits of the converter substations are shifted by a certain constant value, after which those for the two half-circuits formed control variables are compared and the deviations of the control variables are determined (FIG. 8).

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a measured value is determined as the control variable, which is proportional to the current and the voltage of the substation in which the maximum desired value of the control variable is maintained.

5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a measured value is determined as a control variable, which is proportional to the current or the setting current and the switching or extinguishing angle or the switching or extinguishing angle to be set of the valves of the substation in which the maximum setpoint of the control variable is maintained.

6. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a value is determined as the control variable which is proportional to the power or voltage of the substation in which the maximum setpoint of the control variable is maintained.

7. Control device for performing the method according to claim 1, with phase control of the switching angle of the substations, characterized in that it has a former for the control variable in a substation, the first input of which is connected to a current transmitter (44) and the second input (45 ) serves to receive a signal which corresponds to a rectified voltage or is coupled to a sensor for the switching angle, that a summator (51) is present, the input of which is connected to the output of the former (50) for the control variable and the output of which is connected to an optimizer (52) is coupled, which optimizer (52) is connected to a discriminator (53) for control, the input of which is connected to the output of the optimizer (52) and the output of which is connected to the second input of the summator (51) and to the input of the Circuit for phase control (39) of the switching angle of the substation are coupled (Fig. 4).

8. Control device according to claim 7, characterized in that the second input of the former (50) for the control variable is also connected to that output of the discriminator for control which is connected to the circuit for

Phase control (39) of the switching angle of the substation is coupled (Fig. 5).

9. Control device according to claim 7, characterized in that it has a unit (54) for current stabilization with a comparison element (55) and with a deviation amplifier (56), the input (58) of the unit for current stabilization (54) with the input of the former (50) for the control variable and the input (57) for the adjusting current of the unit (54) are connected to the output of the optimizer (52) and the output of the unit (54) is connected to the input of the discriminator (53) for control is (Fig. 6).

10. Control device according to claim 7, characterized in that the current input of the former (50) for the control variable is connected to the output of the optimizer (52) and its output is directly connected to the input of the optimizer (52) (Fig. 7).

11. Control device for performing the method according to claim 3, characterized in that for controlling the bipolar direct current transmission with two semi-control circuits in each half-circuit a unit (61, 62) for current stabilization, a former (59, 60) for the control variable and a discriminator ( 63,64) for control and a summator (65) is present, the inputs of which are connected to the outputs of the two formers (59, 60) for the control variable and the output of which is connected to a former (66) for the setting current of the half-circuits, the The output of the former (66) is coupled to the inputs for the setting currents of the two units (61, 62) for current stabilization, at whose inputs there are constant electrical signals of the same magnitude but opposite in terms of sign (FIG. 8).