DE102018106200B4

DE102018106200B4 - Oberwellenmessung in Stromnetzen

Info

Publication number: DE102018106200B4
Application number: DE102018106200.1A
Authority: DE
Inventors: Jörn Runge
Original assignee: Innogy SE
Current assignee: RWE Renewables Europe and Australia GmbH
Priority date: 2018-03-16
Filing date: 2018-03-16
Publication date: 2019-11-14
Anticipated expiration: 2038-03-17
Also published as: US20210011061A1; WO2019174869A1; CA3094117A1; DE102018106200A1; EP3766157A1

Abstract

Der Gegenstand betrifft ein Verfahren, durchgeführt von zumindest einer Vorrichtung, umfassend: Ermitteln eines Korrekturfaktors für zumindest einen in einem Stromnetz angeordneten ersten Spannungswandler, wobei der Korrekturfaktor indikativ für eine Korrektur zur Erlangung von korrekten und von dem zumindest einen ersten Spannungswandler gemessenen Messwerten ist, wobei das Ermitteln des Korrekturfaktors des zumindest einen ersten Spannungswandlers zumindest teilweise basierend auf einer ersten gemessenen Spannung des zumindest einen ersten Spannungswandlers und einer zweiten gemessenen Spannung des zumindest einen ersten Spannungswandlers erfolgt, wobei die zweite gemessene Spannung des zumindest einen ersten Spannungswandlers zumindest teilweise basierend auf einer vorbekannten Übertragungsfunktion von zumindest einem zweiten Spannungswandler ermittelt wird und die erste gemessene Spannung des zumindest einen ersten Spannungswandlers ohne Berücksichtigung der vorbekannten Übertragungsfunktion des zumindest einen zweiten Spannungswandlers ermittelt wird; Bestimmen eines Kalibrierungsfaktors für den zumindest einen ersten Spannungswandler zumindest teilweise basierend auf dem ermittelten Korrekturfaktor; und Ausgabe oder Veranlassen der Ausgabe des bestimmten Kalibrierungsfaktors. Der Gegenstand betrifft ferner entsprechend ausgebildete Vorrichtung und ein System.

Description

Gebiet der Erfindung
Der vorliegende Gegenstand betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein System zur optimierten Messung von Oberwellen in Stromnetzen, insbesondere Offshore- und/oder Onshore-Netze, die einer Belastung durch Oberwellen unterliegen, z. B. durch eine Einspeisung von elektrischer Energie durch Windenergieanlagen (WEA).
Hintergrund der Erfindung
Induktive Spannungswandler sind sehr günstig und deshalb weit verbreitet im Einsatz. Sie können aber Spannungen mit höheren Frequenzen als 50 Hz meist nicht genau messen, da die Übertragungsfunktion der induktiven Spannungswandler nicht bekannt ist. Eine Vermessung insbesondere bereits installierter induktiver Spannungswandler ist sehr aufwendig und deshalb unüblich.
In Onshore- und/oder Offshore-Netzen mit Hochspannungsgleichstromübertragungs-(HGÜ-) Anbindung ist/wird die Oberwellenbelastung durch zusätzliche Stromerzeugungsanlagen (z. B. WEA) gestiegen/steigen. Gründe hierfür sind der vermehrte Einsatz von Umrichtern und der tendenzielle Trend zu weniger spannungssteifen Netzen. Eine korrekte Messung der Oberwellenbelastung in derartigen Stromnetzen ist zur Ursachenfindung (technisch und/oder juristisch) notwendig.
Über den interessierenden Frequenzbereich von 50 Hz bis 10 kHz korrekt messende Spannungswandler sind erheblich teurer als übliche induktive Spannungswandler.
Zudem sind die bisher eingesetzten Standardmessinstrumente regelmäßig nur auf eine Grundschwingung - auch als Nennfrequenz bezeichnet - des Stromnetzes von 50 Hz geeicht. Bei Frequenzen ungleich 50 Hz (z. B. bei WEA) insbesondere über 1000 Hz kann eine genaue Oberwellenmessung nicht garantiert werden. Das Beispiel einer Frequenz von über 1000 Hz kann im Stromnetz vereinzelt vorliegen, z. B. durch Resonanzen können einzelne Bauelemente des Stromnetzes mit derartigen hohen Frequenzen belastet sein.
Aus der DE 10 2013 202 868 A1 ist eine Fehler- und/oder Lastflusserfassungseinrichtung für wenigstens ein erstes, mit einer Sammelschiene koppelbares Feld einer Nieder- oder Hochspannungsanlage bekannt. Die Fehler- und/oder Lastflusserfassungseinrichtung weist eine Strommessanordnung, eine Spannungsmessanordnung und eine Auswertevorrichtung zur Fehler- und/oder Lastflusserfassung anhand von Strommessinformationen der Strommessanordnung und von Spannungsmessinformationen der Spannungsmessanordnung auf.
Aus der DE 10 2012 105 046 A1 ist ein Referenzmesssystem zum Kalibrieren eines Leistungsmesssystems für Leistungstransformatoren bekannt. Aus dem Stand der Technik bekannte Referenzmesssysteme sollen für die Kalibrierung eines Stromwandlers, eines Spannungswandlers und eines Auswertegerätes in einem gemeinsamen, weiterentwickelten Referenzmesssystem zum Kalibrieren eines Leistungsmesssystems für Leistungstransformatoren integriert werden.
Aus der DE 692 16 074 T2 sind ein Verfahren und eine Anordnung in einem elektrischen Starkstromnetz bekannt, welche ein über einen Steuereingang steuerbares aktives Filter zur Reduzierung von Störungen enthält, die durch eine Störungsquelle verursacht werden, die im Starkstromnetz liegt, und/oder an dieses angeschlossen ist. Das Starkstromnetz kann beispielsweise ein Netz zur Übertragung von Hochspannungsgleichstrom sein, welches über einen statischen Stromrichter an ein Wechselstromnetz angeschlossen ist.
Zusammenfassung einiger beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung Vor diesem Hintergrund wäre es wünschenswert, eine Lösung bereitzustellen, die die beschriebenen Nachteile vermeidet bzw. minimiert, und insbesondere eine kostengünstige und genaue Messung von Oberwellen in Stromnetzen auch bei Frequenzen, die größer als 50 Hz sind, ermöglicht.
Dem vorliegenden Gegenstand liegt somit die technische Aufgabe zugrunde, eine Lösung bereitzustellen, mit der insbesondere eine möglichst kostengünstige und genaue Oberwellenmessung im Stromnetz durchführbar ist.
Gemäß einem ersten beispielhaften Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren offenbart, das folgenden umfasst:

- Ermitteln eines Korrekturfaktors für zumindest einen in einem Stromnetz angeordneten ersten Spannungswandler, wobei der Korrekturfaktor indikativ für eine Korrektur zur Erlangung von korrekten und von dem zumindest einen ersten Spannungswandler gemessenen Messwerten ist, wobei das Ermitteln des Korrekturfaktors des zumindest einen ersten Spannungswandlers zumindest teilweise basierend auf einer ersten gemessenen Spannung des zumindest einen ersten Spannungswandlers und einer zweiten gemessenen Spannung des zumindest einen ersten Spannungswandlers erfolgt, wobei die zweite gemessene Spannung des zumindest einen ersten Spannungswandlers zumindest teilweise basierend auf einer vorbekannten Übertragungsfunktion von zumindest einem zweiten Spannungswandler ermittelt wird und die erste gemessene Spannung des zumindest einen ersten Spannungswandlers ohne Berücksichtigung der vorbekannten Übertragungsfunktion des zumindest einen zweiten Spannungswandlers ermittelt wird
- Bestimmen eines Kalibrierungsfaktors für den zumindest einen ersten Spannungswandler zumindest teilweise basierend auf dem ermittelten Korrekturfaktor; und
- Ausgabe oder Veranlassen der Ausgabe des bestimmten Kalibrierungsfaktors.

Gemäß einem zweiten beispielhaften Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung offenbart, die zur Ausführung und/oder Steuerung des Verfahrens nach dem ersten Aspekt der Erfindung eingerichtet oder jeweilige Mittel zur Ausführung und/oder Steuerung der Schritte des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung umfasst. Dabei können entweder alle Schritte des Verfahrens gesteuert werden, oder alle Schritte des Verfahrens ausgeführt werden, oder ein oder mehrere Schritte gesteuert und ein oder mehrere Schritte ausgeführt werden. Ein oder mehrere der Mittel können auch durch die gleiche Einheit ausgeführt und/oder gesteuert werden. Beispielsweise können ein oder mehrere der Mittel durch einen oder mehrere Prozessoren gebildet sein.
Gemäß einem dritten beispielhaften Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung offenbart, die zumindest einen Prozessor und zumindest einen Speicher, der Programmcode beinhaltet, umfasst, wobei der Speicher und der Programmcode eingerichtet sind, mit dem zumindest einen Prozessor eine Vorrichtung (beispielsweise die Vorrichtung mit dem Prozessor und dem Speicher) dazu zu veranlassen, zumindest das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auszuführen und/oder zu steuern. Dabei können entweder alle Schritte des Verfahrens gesteuert werden, oder alle Schritte des Verfahrens ausgeführt werden, oder ein oder mehrere Schritte gesteuert und ein oder mehrere Schritte ausgeführt werden.
Gemäß einem vierten beispielhaften Aspekt der Erfindung wird ein System offenbart, das eine oder mehrere Vorrichtungen umfasst, die eingerichtet sind zur Ausführung und/oder Steuerung des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder Mittel zur Ausführung und/oder Steuerung der Schritte des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweisen. Dabei können entweder alle Schritte des Verfahrens gesteuert werden, oder alle Schritte des Verfahrens ausgeführt werden, oder ein oder mehrere Schritte gesteuert und ein oder mehrere Schritte ausgeführt werden.
Gemäß einem fünften beispielhaften Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm offenbart, das Programmanweisungen umfasst, die einen Prozessor zur Ausführung und/oder Steuerung des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung veranlassen, wenn das Computerprogramm auf dem Prozessor läuft. Unter einem Prozessor sollen in dieser Spezifikation unter anderem Kontrolleinheiten, Mikroprozessoren, Mikrokontrolleinheiten wie Mikrocontroller, digitale Signalprozessoren (DSP), Anwendungsspezifische Integrierte Schaltungen (SASICs) oder Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) verstanden werden. Dabei können entweder alle Schritte des Verfahrens gesteuert werden, oder alle Schritte des Verfahrens ausgeführt werden, oder ein oder mehrere Schritte gesteuert und ein oder mehrere Schritte ausgeführt werden. Das Computerprogramm kann beispielsweise über ein Netzwerk wie das Internet, ein Telefon- oder Mobilfunknetz und/oder ein lokales Netzwerk verteilbar sein. Das Computerprogramm kann zumindest teilweise Software und/oder Firmware eines Prozessors sein. Es kann gleichermaßen zumindest teilweise als Hardware implementiert sein. Das Computerprogramm kann beispielsweise auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein, z. B. einem magnetischen, elektrischen, elektro-magnetischen, optischen und/oder andersartigen Speichermedium. Das Speichermedium kann beispielweise Teil des Prozessors sein, beispielsweise ein (nicht-flüchtiger oder flüchtiger) Programmspeicher des Prozessors oder ein Teil davon. Das Speichermedium ist beispielsweise gegenständlich, also greifbar, und/oder nicht-transitorisch.
Diese fünf Aspekte der vorliegenden Erfindung weisen u. a. die nachfolgend beschriebenen - teilweise beispielhaften - Eigenschaften auf.
Unter dem Begriff Oberwellen werden im Sinne des vorliegenden Gegenstands auftretende bzw. resultierende Oberschwingungen und/oder Zwischenharmonischen im Stromnetz verstanden.
Dem Gegenstand der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein z. B. temporärer Austausch eines induktiven Spannungswandlers (z. B. an allen drei Phasen einer in dem Stromnetz bestehenden Spannungsmessstelle) durch einen Spannungswandler - vorliegend den zumindest einen zweiten Spannungswandler - mit bekannter Übertragungsfunktion (z. B. ein kapazitiver Spannungswandler oder ein bereits vermessener induktiver Spannungswandler) es ermöglicht, mit diesem zumindest einen zweiten Spannungswandler einen Kalibrierungsfaktor zu bestimmen, wobei zumindest teilweise basierend auf diesem eine korrekte Übertragungsfunktion für den zumindest einen ersten Spannungswandler ermittelbar ist. Ferner ist es möglich, von allen weiteren in elektrischer Nähe angeordneten (z. B. auf der gleichen Sammelschiene oder mittels eines kurzen Kabels angebundenen) und induktiven Spannungswandler einen Kalibrierungsfaktor zu ermitteln. Mit dem vermessenen zumindest einen zweiten Spannungswandler kann z. B. die Übertragungsfunktion des bisher noch nicht vermessenen zumindest einen ersten Spannungswandlers (bzw. allen noch nicht vermessenen elektrisch nahen Spannungswandlern) ermittelt werden. Anschließend kann ein Rücktausch des zumindest einen zweiten Spannungswandlers mit dem zuvor von dem Stromnetz umfassten (z. B. nicht vermessenen) Spannungswandler erfolgen. Nach dem Ermitteln der Übertragungsfunktion des von dem Stromnetz umfassten ersten Spannungswandlers, sowie weiterer während der Anordnung des zumindest einen zweiten Spannungswandlers in elektrischer Nähe zu diesem angeordneten induktiven Spannungswandler (z. B. weitere erste Spannungswandler) ist anschließend beispielsweise mit den zuvor bereits in dem Stromnetz verwendeten ersten Spannungswandler eine genaue (d.h. insbesondere) korrekte Oberwellenmessung, auch bei höheren Frequenzen als bzw. Frequenzen ungleich 50 Hz, möglich. Die Oberwellenmessung kann beispielsweise eine frequenzabhängige Spannungsmessung sein. Entsprechend können die in dem Stromnetz bereits vorhandenen Bauelemente, insbesondere die induktiven Spannungswandler weiter verwendet werden.
Die Übertagungsfunktion eines (z. B. ersten) Spannungswandlers ist beispielsweise indikativ für das Übertragungsverhalten des Spannungswandlers in dem Stromnetz. Beispielsweise umfasst die Übertragungsfunktion das Amplituden- und das Phasenspektrum, die entsprechend ermittelt werden können. Aus diesen Spektren kann anschließend das Übertragungsverhalten, dass durch die ermittelte Übertragungsfunktion repräsentiert ist, bestimmt (z. B. hergeleitet, und/oder berechnet) werden. Das Amplituden- und das Phasenspektrum können beispielsweise zumindest teilweise basierend auf einer von dem zumindest einen ersten Spannungswandler durchgeführten frequenzabhängigen Spannungsmessung bestimmt werden.
Die Übertragungsfunktion repräsentiert beispielsweise ferner einen Quotienten der Spektren eines Eingangs- und Antwortsignals. Die Übertragungsfunktion kann beispielsweise basierend auf dem Eingangs- und Antwortsignal bestimmt (z. B. berechnet) werden. Dabei bestehen gewisse Abhängigkeiten zwischen Amplituden- und Phasengang des zumindest einen ersten Spannungswandlers, die einen Rückschluss auf die Übertragungsfunktion des zumindest einen ersten Spannungswandlers zulassen. Beispielsweise gibt es bei einem gegebenen Amplitudengang nur eine endliche Anzahl von Möglichkeiten für den Phasengang (z. B. bei endlichen Pol- und Nullstellen). Dies gilt beispielsweise auch umgekehrt: Bis auf einen Skalierungsfaktor ist der Phasengang durch den Amplitudengang eindeutig festgelegt.
Das Ermitteln des Korrekturfaktors für zumindest einen in einem Stromnetz angeordneten ersten Spannungswandler kann beispielsweise durch ein Messen der ersten und der zweiten Spannung gemäß den Merkmalen des Schritte ausgeführt und/oder durchgeführt werden. Das Messen der ersten und der zweiten Spannung im Sinne des vorliegenden Gegenstands repräsentiert insbesondere eine Oberwellenmessung, wobei das Messen der ersten und der zweiten Spannung beispielsweise eine frequenzabhängige Spannungsmessung ist.
Die Messwerte, die von dem zumindest einen ersten Spannungswandler gemessen werden, sind beispielsweise Spannung, Strom, Amplitude, Phase, oder eine Kombination hiervon, wobei die Messwerte jeweils frequenzabhängig bestimmt werden.
Der Kalibrierungsfaktor repräsentiert beispielsweise einen Faktor, der z. B. mit den von dem zumindest einen ersten Spannungswandler gemessenen Messwerten verrechnet (z. B. multipliziert) werden kann, so dass die Messwerte den korrekten entsprechen (d.h. korrigiert werden). Das Bestimmen des Kalibrierungsfaktors kann insbesondere bei dem Auftreten von Oberwellen ausgeführt und/oder gesteuert werden, da in diesem Fall Abweichungen zwischen der ersten Spannung (z. B. Messung durch den zumindest einen ersten Spannungswandlers) und der zweiten Spannung (z. B. Messung durch den zumindest einen zweiten Spannungswandler, der z. B. ein kapazitiver oder ein vermessener induktiver Spannungswandler ist) vorliegen können. Basierend auf dem Kalibrierungsfaktor kann zur korrekten Oberwellenmessung durch den zumindest einen ersten Spannungswandler insbesondere nicht die Messung durch den zumindest einen ersten Spannungswandler des Stromnetzes zur Ermittlung der genauen Messwerte verändert werden, sondern die von dem zumindest einen ersten Spannungswandler ermittelten Messwerte werden im Nachgang mittels des Kalibrierungsfaktors korrigiert. Um diesen Kalibrierungsfaktors korrekt ermitteln zu können, ist gegenständlich vorgesehen, dass z. B. zumindest temporär der zumindest eine zweite Spannungswandler im Stromnetz angeordnet wird, so dass insbesondere Abweichungen zwischen den von dem zumindest einen ersten Spannungswandler ermittelten Messwerten und denjenigen, die tatsächlich vorliegen, bestimmt werden können.
Anschließend wird der bestimmte Kalibrierungsfaktor ausgegeben bzw. dessen Ausgabe wird veranlasst, z. B. an eine weitere Entität die den Kalibrierungsfaktor (weiter) verarbeiten kann, wie etwa ein das Stromnetz abbildende und von einer Netzleitstelle des Stromnetzes verwendetes Monitoringsystem (z. B. Netzleitsystem, um nur ein nicht-limitierendes Beispiel zu nennen). Dieses kann beispielsweise den bestimmten Kalibrierungsfaktors verwenden, um die tatsächlichen Messwerte von zumindest einem ersten Spannungswandler bestimmen zu können. Derart können beispielsweise auftretende Oberwellen schnell erkannt werden, so dass beispielsweise geeignete Maßnahmen einleitbar sind. Optional kann zusätzlich der ermittelte Korrekturfaktor ausgegeben bzw. dessen Ausgabe veranlasst werden.
Das Stromnetz ist insbesondere ein oder zumindest ein Teil eines Offshore- und/oder Onshore-Stromnetzes, wobei in das Stromnetz bzw. den zumindest einen Teil des Offshore- und/oder Onshore-Stromnetzes insbesondere WEA elektrische Energie einspeisen. Das Stromnetz ist beispielsweise ein dreiphasiges Stromnetz.
Das Stromnetz kann beispielsweise Teil einer Offshore-Substation und/oder Onshore-Substation für Windparks sein bzw. von einer Offshore-Substation und/oder Onshore-Substation für Windparks umfasst sein. Das Stromnetz kann beispielsweise Teil einer Substation für Photovoltaikanlagen sein bzw. von einer Substation für Photovoltaikanlagen umfasst sein. Derartige Substations werden beispielsweise benötigt um Strom, der seitens eines Offshore- und/oder Onshore-Windparks und/oder einer Photovoltaikanlage erzeugt wurde, umzuwandeln, so dass der erzeugte Strom zur Übertragung mittels des an den Offshore- und/oder Onshore-Windpark und/oder an die Photovoltaikanlage operativ verbundenen Stromnetzes übertragen wird. Insbesondere stellen Offshore-Substations und/oder Onshore-Substations für Windparks und/oder Substations für Photovoltaikanlagen mögliche konkrete Umsetzungen bzw. Anwendungsgebiete für den vorliegenden Gegenstand dar.
Unter einem Spannungswandler wird gegenständlich insbesondere ein Spannungswandler im Bereich der elektrischen Energietechnik verstanden, der zum Messen von Wechselspannung eines Stromnetzes ausgebildet ist. Die Funktionsweise eines derartigen Spannungswandlers besteht insbesondere darin, die zu messende hohe Spannung auf geringe Spannungswerte proportional zu übertragen. Diese geringen Spannungswerte können an Spannungsmessgeräte, Energiezähler, das Stromnetz überwachende Systeme (z. B. Monitoringsysteme einer Netzleitstelle), oder dergleichen übermittelt werden, wozu Spannungswandler entsprechend für derartige Messzwecke vorgesehen sind.
Der zumindest eine erste Spannungswandler ist insbesondere ein induktiver Spannungswandler. Unter einem induktiven Spannungswandler wird gegenständlich ein induktiver Spannungswandler, der grundsätzlich wie ein Transformator aufgebaut ist, verstanden. Derartige induktive Spannungswandler umfassen eine Primärwicklung, die mit der zu messenden Spannung elektrisch verbunden ist, und eine Sekundärwicklung, die galvanisch getrennt ist. Zum Ermitteln von Messwerten weisen derartige induktive Spannungswandler Mittel auf, um kleine Abweichungen im Übersetzungsverhältnis und kleine Fehlwinkel in der Phasenverschiebung zwischen Primärspannung und Sekundärspannung einhalten zu können.
Induktive Spannungswandler können primärseitig für das Ermitteln von Messwerten entweder zwischen zwei Spannung führenden Leitern (Außenleitern) oder zwischen einem Leiter und der Erde angeordnet sein. Beispielsweise ist für die Spannungsmessung an einem einzelnen Außenleiter gegen Erde ein Ende der Primärwicklung geerdet. Hierfür kann der induktive Spannungswandler nur einen Hochspannungsanschluss aufweisen. Es gibt einphasige Ausführungen und dreiphasige für das Dreiphasenwechselstromnetz, wobei gegenständlich insbesondere dreiphasige solcher induktiven Spannungswandler als zumindest ein erster Spannungswandler von Interesse sind.
Der zweite Spannungswandler, der zum Ermitteln der Übertragungsfunktion des zumindest einen ersten Spannungswandlers eingesetzt wird, ist insbesondere ein kapazitiver Spannungswandler, oder ein induktiver Spannungswandler, der derart vermessen ist, dass dieser bereits korrigierte (d.h. korrekte) Messwerte ermitteln kann.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aller Aspekte der Erfindung umfasst das Verfahren ferner:

- Bestimmen einer korrigierten Übertragungsfunktion für den zumindest einen ersten Spannungswandler, wobei die korrigierte Übertragungsfunktion zumindest teilweise basierend auf dem bestimmten Kalibrierungsfaktor bestimmt wird; und
- Ausgabe oder Veranlassen der Ausgabe der korrigierten Übertragungsfunktion.

Die korrigierten Übertragungsfunktion ermöglicht insbesondere eine frequenzabhängige Kalibrierung des zumindest einen ersten Spannungswandlers mit bis dahin unbekannter Übertragungsfunktion, z. B. gemäß der folgenden Formel: $U 2, neu (f) = U 2, gemessen (f) * (U 1 (f) /U 2, alt (f)),$
wobei

- U2, alt(f) die bisher an K2 angezeigte Spannung repräsentiert;
- U2, neu(f) die korrekte an K2 anzuzeigende Spannung repräsentiert;
- U1(f) die korrekte an K1 gemessene Spannung repräsentiert; und
- U2, gemessen(f) die aktuell an U2 gemessene Spannung repräsentiert.

U2, neu(f) kann zum Kalibrieren des zumindest einen ersten Spannungswandlers eingesetzt werden, dessen Übertragungsfunktion unbekannt ist. Mittels des zumindest einen zweiten Spannungswandlers (mit bekannter Übertragungsfunktion) kann beispielswiese die korrekte Übertragungsfunktion des zumindest einen ersten Spannungswandlers (und ferner auch aller zu dem zumindest einen zweiten Spannungswandler elektrisch nahen (z. B. induktiven) Spannungswandler, wobei der zumindest eine erste Spannungswandler, falls nicht durch den zumindest einen zweiten Spannungswandler ausgetauscht, und/oder die zu dem zumindest einen zweiten Spannungswandler elektrisch nahen Spannungswandler z. B. auf der selben Sammelschiene wie der zumindest eine zweite Spannungswandler angeordnet sind, oder die hinter einem kurzen Kabel, das zwischen dem zumindest einen zweiten Spannungswandler und diesem bzw. diesen liegt, angeordnet sind) ermittelt werden. Hierzu kann beispielsweise ein temporärer Austausch eines (z. B. induktiven) Spannungswandlers (z. B. der zumindest eine erste Spannungswandler) an allen drei Phasen einer bestehenden Spannungsmessstelle durch den zumindest einen zweiten (z. B. kapazitiven oder vermessener induktiver) Spannungswandler mit bekannter Übertragungsfunktion, z. B. an der bestehenden Spannungsmessstelle, erfolgen. Alternativ kann der zumindest eine zweite Spannungswandler zusätzlich z. B. an die Sammelschiene, an der auch der zumindest eine erste Spannungswandler angeordnet ist, zumindest temporär angeordnet werden. Die Position (z. B. der Spannungsmessstelle), an der der zumindest eine zweite Spannungswandler angeordnet ist, ist vorstehend mit „K1“ bezeichnet. Mit dem zumindest einen zweiten Spannungswandler kann die korrekte Übertragungsfunktion aller elektrisch nahen (z. B. induktiven) Spannungswandler ermittelt werden, wobei die Position (z. B. Spannungsmessstelle), an der der jeweilige der zu dem zumindest einen zweiten Spannungswandler elektrisch nahen Spannungswandler angeordnet ist, vorstehend mit „K2“ bezeichnet ist. Die jeweilige Position „K1“ bzw. „K2“ der jeweiligen Spannungswandler sind beispielsweise derart definiert, dass „K1“ bzw. „K2“ die jeweiligen Primäranschlüsse der jeweiligen Spannungswandler an diesen Positionen repräsentieren.
Der Kalibrierungsfaktor (U1(f) / U2, alt (f)) kann beispielsweise in Messgeräte, die die ermittelten Messwerte des zumindest einen ersten Spannungswandlers nutzen, integriert werden (wenn z. B. Messdaten mittels digitaler Signalverarbeitung prozessiert werden), so dass bei jeder Frequenz anschließend die korrekte Spannungsamplitude gemessen wird. Dies ist beispielsweise auch in einem Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA-) System (z. B. eingesetzt von einer Netzleitstelle des Stromnetzes) oder in einer Software, mittels derer Knotenspannungen des Stromnetzes anzeigbar sind (z. B. eine Human-Machine-Interface (HMI) Software) und/oder mittels derer diese auswertbar sind (z. B. mittels einer Simulationsumgebung), möglich. Das Verwenden des Kalibrierungsfaktors, der z. B. von derartiger Software eingesetzt wird, ermöglicht es, dass einmal vermessene Spannungswandler, die insbesondere als geeichte Messgeräte in dem Stromnetz eingesetzt werden, nicht mit mitunter hohem Aufwand nachjustiert werden müssen. Auf Basis der gemessenen Messwerte der von dem Stromnetz umfassten ersten Spannungswandler und dem bestimmten Kalibrierungsfaktor, können stets korrekte Messwerte erzeugt werden. In der Folge, können insbesondere Oberwellen des Stromnetzes zuverlässig, genau und korrekt ermittelt (z. B. gemessen) werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aller Aspekte der Erfindung ist der zumindest eine zweite Spannungswandler temporär (z. B. zeitlich begrenzt) von dem Stromnetz umfasst.
Der zumindest eine zweite Spannungswandler ist beispielsweise temporär von dem Stromnetz umfasst, indem z. B. ein Austausch eines bereits von dem Stromnetz umfassten Spannungswandlers durch den zumindest einen zweiten Spannungswandler erfolgt. Da von dem zumindest einen zweiten Spannungswandler die Übertragungsfunktion bekannt ist, z. B. indem der zumindest einen zweite Spannungswandler beispielsweise vor der Anordnung in dem Stromnetz entsprechend vermessen wurde, kann mittels des zumindest einen zweiten Spannungswandlers z. B. der Kalibrierungsfaktor eines zumindest einen ersten Spannungswandlers (der z. B. elektrische nahe, z. B. an der gleichen Sammelschiene wie der zumindest eine zweite Spannungswandler angeordnet ist) bestimmt werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aller Aspekte der Erfindung erfolgt das Ermitteln der ersten Spannung und/oder der zweiten Spannung des zumindest einen ersten Spannungswandler an (allen) drei Phasen einer in dem Stromnetz bestehenden Spannungsmessstelle.
Der zumindest eine erste und der zumindest eine zweite Spannungswandler sind beispielsweise an einer in dem Stromnetz bestehenden Spannungsmessstelle angeordnet bzw. von dieser umfasst, so dass durch den zumindest einen ersten und den zweiten Spannungswandler ein Ermitteln zumindest der ersten und zweiten Spannung durchgeführt werden kann. Ferner können zudem der Strom, Amplitude(n) und Phase(n) bzw. Amplituden- und Phasengang des zumindest einen ersten Spannungswandlers ermittelt werden. Hierzu sind der zumindest eine erste und der zweite Spannungswandler derart von dem Stromnetz umfasst, dass an allen drei Phasen des entsprechend dreiphasig ausgebildeten Stromnetzes Messwerte (z. B. Spannung, Strom, Amplitude, Phase, oder eine Kombination hiervon) ermittelt werden können.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aller Aspekte der Erfindung werden bei allen (z. B. praktisch) vorkommenden Schaltzuständen des Stromnetzes und/oder Betriebszuständen von einem oder mehreren Bauelementen des Stromnetzes die Schritte des gegenständlichen Verfahrens nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung durchgeführt.
Entsprechend erfolgt beispielsweise ein entsprechendes Ermitteln (z. B. Messung) nach vorstehend angeführter Art in verschiedenen, insbesondere sämtlichen möglichen Schaltzuständen und/oder Betriebszuständen von dem einen Bauelement oder den mehreren Bauelementen, die das Stromnetz aufweisen bzw. umfassen kann. Eine derartige Veränderung der Topologie des Stromnetzes durch ein Verändern von dem Schaltzustand des Stromnetzes und/oder von einem oder mehreren Betriebszuständen des einen Bauelements oder der mehreren Bauelemente von dem Stromnetz kann beispielsweise durch ein Öffnen oder Schließen verschiedener von dem Stromnetz umfasster Schalter (Ein- oder Ausschalten), und/oder ein Verändern des Betriebszustands von einem Bauelement oder mehreren Bauelementen des Stromnetzes (z. B. Arbeitspunkt- oder Drehzahlveränderung von einem Transformator oder einem Generator, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen), erfolgen. Ferner kann eine Veränderung der Topologie des Stromnetzes erfolgen, indem beispielsweise Verbindungen zu Knoten des Stromnetzes geöffnet oder geschlossen werden, z. B. über Schalter. So können beispielsweise in dem Stromnetz als Topologie vorhandene Ringnetze - falls vorhanden - verändert werden, um nur ein nicht-limitierendes Beispiel zu nennen. Da in jedem möglichen Schaltzustand und/oder Betriebszustand des einen Bauelements oder der mehreren Bauelemente des Stromnetzes unterschiedliche Beeinträchtigungen der Messung durch den zumindest einen ersten Spannungswandler auftreten können, die sich z. B. durch ein unterschiedliches Übertragungsverhalten des identischen zumindest einen ersten Spannungswandlers abzeichnen, ist es vorteilhaft, einen gegenständlichen Korrekturfaktor für verschiedene, insbesondere für jeden der möglichen Schaltzustände und/oder Betriebszustände von dem einen Bauelement oder den mehreren Bauelementen von dem Stromnetz zu bestimmen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aller Aspekte der Erfindung ist der zumindest eine zweite Spannungswandler temporär für einen Messzeitraum von etwa einem Tag bis zu 6 Monaten in dem Stromnetz angeordnet bzw. von diesem umfasst.
Zum Bestimmen des Kalibrierungsfaktors für den zumindest einen ersten Spannungswandlers, kann beispielsweise der zumindest eine zweite Spannungswandler über einen längeren Zeitraum (z. B. ein Tag bis hin zu mehreren Monaten (z. B. 2, 3, 4, 5 oder 6 Monate), oder dergleichen um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen) und bei allen (z. B. praktisch) vorkommenden Schaltzuständen des Stromnetzes und/oder Betriebszuständen des einen Bauelementes oder der mehreren Bauelemente des Stromnetzes ein entsprechendes Bestimmen des Kalibrierungsfaktors (z. B. für jeden möglichen Schaltzustand des Stromnetzes und/oder Betriebszustand des einen Bauelements oder der mehreren Bauelemente des Stromnetzes) in dem Stromnetz angeordnet sein bzw. von diesem umfasst sein. Über diesen längeren Zeitraum können beispielsweise nach vorstehend angeführter Art das gegenständliche Verfahren nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ausgeführt und/oder gesteuert werden, um insbesondere alle vorkommenden Frequenzen mit relevanter Spannungsamplitude erfassen zu können. Mit diesen korrekten Messungen können ferner alle weiteren und elektrisch nahen induktiven Spannungswandler für einen erweiterten Frequenzbereich (z. B. von 50 Hz bis 10 kHz) kalibriert werden. Sind alle in der Nähe der Spannungsmessstelle angeordneten und von dem Stromnetz umfassten Spannungswandler kalibriert, kann der (zumindest eine zweite) Spannungswandler mit bekannter Übertragungsfunktion (z. B. ein kapazitiver Spannungswandler oder z. B. ein entsprechend vermessener induktiver Spannungswandler) wieder durch den zuvor von dem Stromnetz umfassten Spannungswandler ersetzt werden. Basierend auf dem bestimmten Kalibrierungsfaktor z. B. der weiteren induktiven Spannungswandler kann anschließend für den rückgetauschten Spannungswandler ebenfalls ein entsprechender Kalibrierungsfaktor für diesen bestimmt werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aller Aspekte der Erfindung erfolgt mittels des zumindest einen zweiten Spannungswandlers ein Ermitteln des Korrekturfaktors für einen Frequenzbereich von 50 Hz bis 2,5 kHz, insbesondere von 50 Hz bis 5 kHz, besonders bevorzug von 50 Hz bis 10 kHz.
Derart ist der zumindest eine erste Spannungswandler beispielsweise für einen erweiterten Frequenzbereich, vorliegend von 50 Hz bis 10kHz, kalibrierbar. Dieser erweiterte Frequenzbereich ist insbesondere zur Bestimmung (z. B. Ermitteln) von möglichen Oberwellen, die in dem Stromnetz z. B. durch ein Einspeisen von elektrischer Energie durch eine oder mehrere WEA auftreten können, sinnvoll.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aller Aspekte der Erfindung erfolgt das Ermitteln des Korrekturfaktors jeweils für alle elektrisch nahen induktiven Spannungswandler.
Unter elektrisch nahe wird gegenständlich insbesondere verstanden, dass das entsprechende elektrisch nahe Bauelement von dem Stromnetz umfasst ist, und insbesondere z. B. an einer identischen Sammelschiene wie der zumindest eine zweite Spannungswandler angeordnet bzw. mit einem Kabel mit dem zumindest einen zweiten Spannungswandler direkt, d.h. ohne Umleitung über entfernte Strukturen des Stromnetzes verbunden ist.
Zusätzlich können für alle elektrisch nahen induktiven Spannungswandler ferner entsprechende Korrekturfaktoren und anschließend entsprechende Kalibrierungsfaktoren ermittelt werden. Ferner kann für alle elektrisch nahen induktiven Spannungswandler als zumindest ein erster Spannungswandler der jeweilige ermittelte Kalibrierungsfaktor ausgegeben bzw. dessen jeweilige Ausgabe veranlasst wird.
Entsprechend kann das gegenständliche Verfahren beispielsweise für mehrere erste Spannungswandler, insbesondere mittels des zumindest einen zweiten Spannungswandler, der elektrisch nahe zu den mehreren ersten Spannungswandler im Stromnetz angeordnet ist (z. B. an der identischen Sammelschiene), ausgeführt und/oder gesteuert werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aller Aspekte der Erfindung wird der elektrisch nahe zumindest eine erste Spannungswandler für einen erweiterten Frequenzbereich (z. B. von 50 Hz bis 10 kHz) zumindest teilweise basierend auf dem jeweiligen ermittelten Kalibrierungsfaktor kalibriert.
Insbesondere können beispielsweise mehrere elektrische nahe erste Spannungswandler für den erweiterten Frequenzbereich zumindest teilweise basierend auf dem jeweiligen der mehreren ersten Spannungswandler ermittelten Kalibrierungsfaktoren kalibriert werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aller Aspekte der Erfindung ist der zumindest eine zweite Spannungswandler ein kapazitiver oder ein vermessener induktiver Spannungswandler.
Unter einem vermessenen induktiven Spannungswandler wird gegenständlich insbesondere ein induktiver Spannungswandler verstanden, der vor einer Anordnung in dem Stromnetz vermessen wurde, so dass dessen Übertragungsfunktion bestimmt wurde und/oder bereits vor der Anordnung im Stromnetz bekannt ist. Basierend auf der bestimmten und/oder bekannten Übertragungsfunktion des vermessenen induktiven Spannungswandler (gegenständlich der zumindest eine zweite Spannungswandler) kann entsprechend die Übertragungsfunktion des zumindest einen ersten Spannungswandlers ermittelt werden.
Unter einem kapazitiven Spannungswandler wird gegenständlich insbesondere ein Spannungswandler verstanden, der eine hohe Isolationsfestigkeit bei hohen Spannungen aufweist. Dies lässt sich im Gegensatz hierzu bei induktiven Spannungswandlern nur mit großem Aufwand im Transformator bzw. hohen Kosten sicherstellen. Ein derartiger kapazitiver Spannungswandler weist einen (hochspannungsfesten) Kondensator auf, der mit einer zu messenden Spannung (z. b. mittels einer Sammelschiene) verbunden ist. Derartige kapazitive Spannungswandler ermitteln insbesondere korrekte Messwerte auch in dem erweiterten Frequenzbereich von 50 Hz bis 10 kHz, da diese im Wesentlichen unempfindlich gegenüber auftretenden Beeinträchtigungen des Stromnetzes (z. B. Oberwellen, oder Resonanzen, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen) sind.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aller Aspekte der Erfindung wird die korrigierte Übertragungsfunktion für den zumindest einen ersten Spannungswandler zumindest teilweise basierend auf dem Korrekturfaktor nachjustiert.
Die Übertragungsfunktion für den zumindest einen ersten Spannungswandler kann beispielsweise softwareseitig nachjustiert werden. Indem beispielsweise die Änderung (z. B. von elektrisch nahen) weiteren ersten Spannungswandlern ermittelt wird, und auf die Übertragungsfunktion des zumindest einen ersten Spannungswandlers angewendet wird, ist dessen Übertragungsfunktion beispielsweise nachjustierbar.
Alternativ oder zusätzlich kann die Übertragungsfunktion des zumindest einen ersten Spannungswandlers nachjustiert werden für den Fall, dass der zumindest eine erste Spannungswandler beispielsweise eine Schnittstelle (z. B. einen digitalen Eingang oder dergleichen) aufweist. Über die Schnittstelle ist der zumindest eine erste Spannungswandler beispielsweise steuer- und/oder regelbar. Ferner könnte die Schnittstelle analog ausgebildet sein. In diesem Fall kann die Übertragungsfunktion des zumindest einen ersten Spannungswandlers beispielsweise nachjustiert werden, indem ein Strom (z. B. von 0 bis 20mA) zur Übertragung eines entsprechend modulierten Steuersignals zum Nachjustieren der Übertragungsfunktion des zumindest einen ersten Spannungswandlers eingesetzt wird.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aller Aspekte der Erfindung werden der bestimmte Korrekturfaktor und/oder die korrigierte Übertragungsfunktion in einem Speicher hinterlegt werden.
Der Speicher umfasst beispielsweise eine Datenbank. In der Datenbank kann beispielsweise eine Verknüpfung zwischen einer Identifikationsinformation (z. B. ID des zumindest einen ersten Spannungswandlers) und einem Korrekturfaktor, einem Kalibrierungsfaktor, einer Übertragungsfunktion, oder einer Kombination hiervon, hinterlegt sein. Z. B. kann basierend auf der Identifikationsinformation z. B. ein Netzleitsystem den Korrekturfaktor, den Kalibrierungsfaktor, die Übertragungsfunktion, oder eine Kombination hiervon abfragen und entsprechend für weitere Anwendungen nutzen, z. B. zum Korrigieren von dem zumindest einen ersten Spannungswandler ermittelten Messwerten.
Ferner kann in dem Speicher, insbesondere der von dem Speicher umfassten Datenbank, der bestimmte Korrekturfaktor und/oder die korrigierte Übertragungsfunktion in Abhängigkeit des Schaltzustandes des Stromnetzes und/oder des Betriebszustands von dem einen Bauelement oder den mehreren Bauelementen des Stromnetzes, in welcher und/oder in welchem zumindest der bestimmte Korrekturfaktor und/oder die korrigierte Übertragungsfunktion ermittelt wurde, hinterlegt (z. B. gespeichert) sein.
Der Speicher bzw. die von dem Speicher umfasste Datenbank kann alternativ oder zusätzlich in einem Netzgerät (z. B. von einer Spannungsmessstelle umfasst, wobei das Netzgerät z. B. an eine Netzleitstelle die ermittelten Messwerte übermittelt) zur Korrektur von dem zumindest einen ersten Spannungswandler ermittelten Messwerten integriert, von diesem umfasst, oder mit diesem verbunden sein. Entsprechend kann eine Korrektur von dem zumindest einen ersten Spannungswandler ermittelten Messwerten unmittelbar in dem Netzgerät erfolgen. Entsprechend erfolgt beispielsweise seitens des Netzgerätes eine Übermittlung von bereits korrigierten Messwerten, z. B. an eine Netzleitstelle, so dass seitens dieser Netzleitstellte keine weitere Korrektur der Messwerte des zumindest einen ersten Spannungswandlers zumindest teilweise basierend auf dem Korrekturfaktor, dem Kalibrierungsfaktor, der Übertragungsfunktion, oder einer Kombination hiervon vorgenommen werden muss.
Für den Fall, dass mehrere erste Spannungswandler von dem Stromnetz umfasst sind, können in dem Speicher, insbesondere der von dem Speicher umfassten Datenbank, für jeden der von dem Stromnetz umfassten ersten Spannungswandler zumindest ein Korrekturfaktor und/oder eine korrigierte Übertragungsfunktion hinterlegt sein.
Die oben beschriebenen, zunächst grundsätzlich für sich alleine stehenden Ausführungsformen und beispielhaften Ausgestaltungen aller Aspekte der vorliegenden Erfindung sollen auch in allen Kombinationen miteinander offenbart verstanden werden.
Weitere vorteilhafte beispielhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden detaillierten Beschreibung einiger beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, insbesondere in Verbindung mit den Figuren zu entnehmen. Die der Anmeldung beiliegenden Figuren sollen jedoch nur dem Zwecke der Verdeutlichung, nicht aber zur Bestimmung des Schutzbereiches der Erfindung dienen. Die beiliegenden Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu und sollen lediglich das allgemeine Konzept der vorliegenden Erfindung beispielhaft widerspiegeln. Insbesondere sollen Merkmale, die in den Figuren enthalten sind, keineswegs als notwendiger Bestandteil der vorliegenden Erfindung erachtet werden.
Figurenliste
In der Zeichnung zeigt

1 ein beispielhaftes System gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel;
3 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Vorrichtung, die beispielsweise ein gegenständliches Verfahren nach allen Aspekten ausführen und/oder durchführen kann;
4 unterschiedliche Ausführungsbeispiele eines Speichermediums.

Detaillierte Beschreibung einiger beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt ein beispielhaftes System 100 eines Ausführungsbeispiels gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Das System 100 umfasst vorliegend zwei erste Spannungswandler 150, einen zweiten Spannungswandler 160, ein von einer Spannungsmessstelle 190 umfasstes Netzgerät 191, einen Server 170, der beispielsweise ein Netzleitsystem ausführt und/oder steuert, und/oder eine Simulationssoftware ausführt und/oder steuert, einen Server 110, der beispielsweise das gegenständliche Verfahren nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ausführt und/oder steuert, eine optionale Datenbank 120, vorliegend zwei WEA 130, die elektrische Energie in das Stromnetz 140 einspeisen, und ein Kommunikationsnetz 180 (z. B. das Internet), über das zumindest der Server 170 mit dem Server 110 kommunizieren kann. Alternativ können der Server 170 und der Server 110 direkt miteinander verbunden sein und z. B. über eine drahtgebundene Kommunikationsverbindung (z. B. nach dem Local Area Network (LAN) Standard) kommunizieren. Alternativ kann der Server 110 von dem Server 170 umfasst sein, so dass ein gegenständlicher (d. h. greifbarer) Server z. B. sowohl ein Netzleitsystem des Stromnetzes 140 und das gegenständliche Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung ausführt und/oder steuert.
In Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird beispielsweise ein Korrekturfaktor ermittelt, z. B. von dem Server 110. Hierzu wird zunächst eine erste Spannung von einem oder beiden der ersten Spannungswandler 150 ermittelt. Anschließend wird beispielsweise der zweite Spannungswandler 160 temporär in dem Stromnetz angeordnet, z. B. an der gleichen Sammelschiene wie die beiden anderen ersten Spannungswandler 150. Alternativ kann der zweite Spannungswandler 160 einen der beiden ersten Spannungswandler 150 ersetzen (in 1 schematisch nicht dargestellt).
Die erste Spannung des zumindest einen ersten Spannungswandlers 150 und eine zweite Spannung des zumindest einen ersten Spannungswandlers 150 wird ermittelt, indem beispielsweise die erste (frequenzabhängige) Spannung ermittelt wird, z. B. bevor der zweite Spannungswandler 160 in dem Stromnetz 140 angeordnet wird. Die zweite (frequenzabhängige) Spannung wird ermittelt nachdem der zweite Spannungswandler 160 in dem Stromnetz 140 angeordnet und von diesem umfasst ist. Die zweite Spannung des zumindest einen ersten Spannungswandlers 150 wird zumindest teilweise basierend auf einer vorbekannten Übertragungsfunktion von dem zumindest einem zweiten Spannungswandler 160 ermittelt, entspricht also der korrekten und an dem zumindest einen ersten Spannungswandler 150 gemessenen Spannung.
Nach dem Ermitteln der ersten und der zweiten Spannung werden diese beispielsweise von dem Netzgerät 191 an den Server 110 übermittelt, z. B. über den mit dem Stromnetz 140 verbundenen Server 170 und das Kommunikationsnetz 180 (z. B. das Internet). Entsprechend kann zumindest das Netzgerät 191 eine Kommunikationsverbindung über das Kommunikationsnetz 180 mit dem Server 110 aufbauen und zur Übermittlung, z. B. der ersten und der zweiten Spannung von zumindest einem der beiden ersten Spannungswandler 150 nutzen. Anschließend ermittelt der Server 110 zumindest teilweise basierend auf der ersten und der zweiten ermittelten Spannung einen Korrekturfaktor des zumindest einen ersten Spannungswandlers 150.
Zumindest teilweise basierend auf dem ermittelten Korrekturfaktor bestimmt z. B. der Server 110 einen Kalibrierungsfaktor. Dieser Kalibrierungsfaktor für den zumindest einen ersten Spannungswandler 150 kann beispielsweise bestimmt werden, indem die korrekte Spannung derjenigen Spannung entspricht, die sich aus der ersten Spannung, der korrekten Spannung und der zweiten Spannung z. B. nach der folgenden Formel bestimmt: $\begin{matrix} Kalibrierungsfaktor für den zumindest einen ersten Spannungswandler 150 = erste \\ Spannung * (korrekte Spannung/zweite Spannung), \end{matrix}$
wobei die jeweiligen Spannungen z. B. jeweils in Abhängigkeit der Frequenz ermittelt werden können.
Anschließend wird der bestimmte Kalibrierungsfaktor ausgegeben, z. B. von dem Server 110 an den Server des Netzleitsystems 170, der den Kalibrierungsfaktor zum Bestimmen der jeweils korrekten Spannung an zumindest einem der ersten Spannungswandler 150 benutzen kann. Basierend auf der korrekten Spannung kann der Server des Netzleitsystems 170 beispielsweise schnell und zuverlässig möglicherweise in dem Stromnetz 140 auftretende bzw. bereits aufgetretene Oberwellen messen, so dass z. B. rechtzeitig geeignete Maßnahmen zur Beseitigung bzw. Vermeidung von Oberwellen des Stromnetzes 140, z. B. durch ein nicht gleichmäßiges Einspeisen von elektrischer Energie in das Stromnetz 140 durch die WEA 130, ergriffen werden können.
2 zeigt ein Flussdiagramm 200 eines beispielhaften Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Das Flussdiagramm 200 kann beispielsweise von dem Server 110 nach 1 ausgeführt und/oder gesteuert werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Flussdiagramm 200 beispielsweise von dem Netzgerät 191 nach 1 ausgeführt und/oder gesteuert werden.
In einem ersten Schritt 201 erfolgt ein Ermitteln eines Korrekturfaktors für zumindest einen in einem Stromnetz (z. B. Stromnetz 140 nach 1) angeordneten ersten Spannungswandler (z. B. einer der Spannungswandler 150 nach 1).
Der Korrekturfaktor ist indikativ für eine Korrektur zur Erlangung von korrekten und von dem zumindest einen ersten Spannungswandler (z. B. einer der Spannungswandler 150 nach 1) gemessenen Messwerte, wobei das Ermitteln des Korrekturfaktors des zumindest einen ersten Spannungswandlers zumindest teilweise basierend auf einer ersten Spannung des zumindest einen ersten Spannungswandlers und einer zweiten Spannung des zumindest einen ersten Spannungswandlers erfolgt, wobei die zweite Spannung des zumindest einen ersten Spannungswandlers zumindest teilweise basierend auf einer vorbekannten Übertragungsfunktion von zumindest einem zweiten Spannungswandler (z. B. Spannungswandler 160 nach 1) ermittelt wird und die erste Spannung des zumindest einen ersten Spannungswandlers ohne Berücksichtigung der vorbekannten Übertragungsfunktion des zumindest einen zweiten Spannungswandlers ermittelt wird.
In einem zweiten Schritt 202 erfolgt ein Bestimmen eines Kalibrierungsfaktors für den zumindest einen ersten Spannungswandler (z. B. Spannungswandler 150 nach 1) zumindest teilweise basierend auf dem ermittelten Korrekturfaktor.
In einem dritten Schritt 203 erfolgt eine Ausgabe oder Veranlassen der Ausgabe des bestimmten Kalibrierungsfaktors, z. B. von dem Server 110 nach 1 an den Server des Netzleitsystems 170 nach 1.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Vorrichtung 300, die im Kontext aller Aspekte eingesetzt werden kann. Die Vorrichtung 300 repräsentiert beispielsweise den Server 110 nach 1, oder den Server des Netzleitsystems 170 nach 1, oder das von der Spannungsmessstelle des Stromnetzes (Stromnetz 140 nach 1) umfasste Netzgerät 191 nach 1.
Die Vorrichtung 300 kann beispielsweise ein gegenständliches Verfahren nach allen Aspekten ausführen und/oder steuern. Hierzu kann die Vorrichtung beispielsweise Mittel zum Ausführen und/oder Durchführen eines gegenständlichen Verfahrens nach allen Aspekten aufweisen und/oder umfassen. Das gegenständliche Verfahren nach allen Aspekten kann ferner von mehreren (d.h. zumindest zwei) Vorrichtungen 30 ausgeführt und/oder durchgeführt werden.
Die Vorrichtung 300 kann beispielsweise das Flussdiagramm 200 der 2 ausführen.
Die Vorrichtung 300 umfasst einen Prozessor 310 mit zugeordnetem Arbeitsspeicher bzw. Hauptspeicher 311 und Programspeicher 312. Der Prozessor 310 führt beispielsweise Programmanweisungen aus, die im Programmspeicher 312 gespeichert sind. Die Programmanweisungen führen das gegenständliche Verfahren (z. B. gemäß der Schritte 201 bis 203 nach 2) aus und/oder steuern dieses. Damit enthält der Programmspeicher 312 ein Computerprogramm und stellt ein Computerprogrammprodukt zu dessen Speicherung dar. Vorrichtung 300 stellt ein Beispiel einer Vorrichtung eines Systems (z. B. das System 100 nach 1) dar.
Der Programmspeicher 312 kann beispielsweise ein persistenter Speicher, wie beispielsweise ein Read-Only-Memory (ROM)-Speicher sein. Der Programmspeicher 312 kann beispielsweise fest mit dem Prozessor 310 verbunden sein, kann aber alternativ auch lösbar mit dem Prozessor 310 verbunden sein, beispielsweise als Speicherkarte, Diskette, oder optisches Datenträgermedium (z.B. eine CD oder DVD). In dem Programmspeicher 312, oder in einem separaten Speicher, können auch weitere Informationen abgespeichert sein.
Der Hauptspeicher 311 wird beispielsweise zur Speicherung temporärer Ergebnisse während der Abarbeitung der Programmanweisungen genutzt, es handelt sich hierbei beispielsweise um flüchtigen Speicher, wie beispielsweise einen Random-Access-Memory (RAM)-Speicher.
Der Prozessor 310 ist ferner operativ mit einer Kommunikationsschnittstelle 313 verbunden, mit der beispielsweise ein Informationsaustausch mit anderen Vorrichtungen möglich ist (siehe z.B. die Pfeile in 1). Mittels der Kommunikationsschnittstelle 313 kann beispielsweise eine bestimmte Kalibrierungsinformation ausgegeben werden (Schritt 203 nach 2).
Die Vorrichtung 300 kann weitere Komponenten enthalten. Falls die Vorrichtung 300 die Vorrichtung zur Ausführung und/oder Durchführungen eines gegenständlichen Verfahren (z. B. Server 110 nach 1) repräsentiert, ist optional eine Ermittlungseinheit (in 3 nicht dargestellt) vorgesehen, die beispielsweise zum Ermitteln eines Korrekturfaktors (Schritt 201 nach 2) eingerichtet ist und mit dem Prozessor 310 operativ verbunden ist. Ferner ist optional eine Bestimmungseinheit (in 3 nicht dargestellt) vorgesehen, die beispielsweise zum Bestimmen eines Kalibrierungsfaktors (Schritt 202 nach 2) eingerichtet ist und mit dem Prozessor 310 operativ verbunden ist.
Optional kann die Vorrichtung 300 eine Benutzerschnittstelle (z. B. ein Ein-/Ausgabegerät 314) aufweisen, mittels der beispielsweise eine Wiedergabe von Informationen (z.B. eine optische Wiedergabe) möglich ist. Beispielsweise ist die Benutzerschnittstelle eine Displayvorrichtung (z.B. ein Liquid Crystal Display (LCD), oder ein Light Emitting Diode (LED)-Display oder dergleichen). Ferner können mittels der Benutzerschnittstelle eine oder mehrere Eingaben eines Benutzers aufgenommen werden, z. B. mittels einer Tastatur, Maus, oder einer berührungsempfindlichen Displayvorrichtung.
4 zeigt unterschiedliche Ausführungsbeispiele von Speichermedien, auf denen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Computerprogramms gespeichert sein kann. Das Speichermedium kann beispielsweise ein magnetisches, elektrisches, optisches und/oder andersartiges Speichermedium sein. Das Speichermedium kann beispielsweise Teil eines Prozessors (z. B. Prozessor 310 der 3) sein, beispielsweise (ein nicht-flüchtiger oder flüchtiger) Programmspeicher des Prozessors oder ein Teil davon (wie Programmspeicher 312 der 3). Ausführungsbeispiele eines Speichermediums sind ein Flash-Speicher 410, eine SSD-Festplatte 411, eine magnetische Festplatte 412, eine Speicherkarte 413, ein Memory Stick 414 (z. B. ein USB-Stick) eine CD-ROM oder DVD 415, oder eine Diskette 416.
Die in dieser Spezifikation beschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und die diesbezüglich jeweils angeführten optionalen Merkmale und Eigenschaften sollen auch in allen Kombinationen miteinander offenbart verstanden werden. Insbesondere soll auch die Beschreibung eines von einem Ausführungsbeispiel umfassten Merkmals - sofern nicht explizit gegenteilig erklärt - vorliegend nicht so verstanden werden, dass das Merkmal für die Funktion des Ausführungsbeispiels unerlässlich oder wesentlich ist. Die Abfolge der in dieser Spezifikation geschilderten Verfahrensschritte in den einzelnen Ablaufdiagrammen ist nicht zwingend, alternative Abfolgen der Verfahrensschritte sind denkbar. Die Verfahrensschritte können auf verschiedene Art und Weise implementiert werden, so ist eine Implementierung in Software (durch Programmanweisungen), Hardware oder eine Kombination von beidem zur Implementierung der Verfahrensschritte denkbar.
In den Patentansprüchen verwendete Begriffe wie „umfassen“, „aufweisen“, „beinhalten“, „enthalten“ und dergleichen schließen weitere Elemente oder Schritte nicht aus. Unter die Formulierung „zumindest teilweise“ fallen sowohl der Fall „teilweise“ als auch der Fall „vollständig“. Die Formulierung „und/oder“ soll dahingehend verstanden werden, dass sowohl die Alternative als auch die Kombination offenbart sein soll, also „A und/oder B“ bedeutet „(A) oder (B) oder (A und B)“. Die Verwendung des unbestimmten Artikels schließt eine Mehrzahl nicht aus. Eine einzelne Vorrichtung kann die Funktionen mehrerer in den Patentansprüchen genannten Einheiten bzw. Vorrichtungen ausführen. In den Patentansprüchen angegebene Bezugszeichen sind nicht als Beschränkungen der eingesetzten Mittel und Schritte anzusehen.

Claims

Verfahren, durchgeführt von zumindest einer Vorrichtung, umfassend: - Ermitteln eines Korrekturfaktors für zumindest einen in einem Stromnetz angeordneten ersten Spannungswandler, wobei der Korrekturfaktor indikativ für eine Korrektur zur Erlangung von korrekten und von dem zumindest einen ersten Spannungswandler gemessenen Messwerten ist, wobei das Ermitteln des Korrekturfaktors des zumindest einen ersten Spannungswandlers zumindest teilweise basierend auf einer ersten gemessenen Spannung des zumindest einen ersten Spannungswandlers und einer zweiten gemessenen Spannung des zumindest einen ersten Spannungswandlers erfolgt, wobei die zweite gemessene Spannung des zumindest einen ersten Spannungswandlers zumindest teilweise basierend auf einer vorbekannten Übertragungsfunktion von zumindest einem zweiten Spannungswandler ermittelt wird und die erste gemessene Spannung des zumindest einen ersten Spannungswandlers ohne Berücksichtigung der vorbekannten Übertragungsfunktion des zumindest einen zweiten Spannungswandlers ermittelt wird; - Bestimmen eines Kalibrierungsfaktors für den zumindest einen ersten Spannungswandler zumindest teilweise basierend auf dem ermittelten Korrekturfaktor; und - Ausgabe oder Veranlassen der Ausgabe des bestimmten Kalibrierungsfaktors.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: - Bestimmen einer korrigierten Übertragungsfunktion für den zumindest einen ersten Spannungswandler, wobei die korrigierte Übertragungsfunktion zumindest teilweise basierend auf dem bestimmten Kalibrierungsfaktor bestimmt wird; und - Ausgabe oder Veranlassen der Ausgabe der korrigierten Übertragungsfunktion.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine zweite Spannungswandler temporär von dem Stromnetz umfasst ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Messen der ersten Spannung und/oder der zweiten Spannung des zumindest einen ersten Spannungswandler an allen drei Phasen einer in dem Stromnetz bestehenden Spannungsmessstelle erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei allen vorkommenden Schaltzuständen des Stromnetzes und/oder Betriebszuständen von einem oder mehreren Bauelementen des Stromnetzes die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der zumindest eine zweite Spannungswandler temporär für einen Messzeitraum von etwa einem Tag bis zu 6 Monaten in dem Stromnetz angeordnet oder von diesem umfasst ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels des zumindest einen zweiten Spannungswandlers ein Ermitteln des Korrekturfaktors für einen Frequenzbereich von 50 Hz bis 2,5 kHz, insbesondere von 50 Hz bis 5 kHz, besonders bevorzug von 50 Hz bis 10 kHz erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln des Korrekturfaktors jeweils für alle elektrisch nahen induktiven Spannungswandler erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der elektrisch nahe zumindest eine erste Spannungswandler für einen erweiterten Frequenzbereich zumindest teilweise basierend auf dem jeweiligen ermittelten Kalibrierungsfaktor kalibriert wird, wobei der elektrisch nahe zumindest eine erste Spannungswandler von dem Stromnetz umfasst ist und an einer identischen Sammelschiene wie der zumindest eine zweite Spannungswandler angeordnet oder mit einem Kabel mit dem zumindest einen zweiten Spannungswandler direkt verbunden ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine zweite Spannungswandler ein kapazitiver oder ein vermessener induktiver Spannungswandler ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei die korrigierte Übertragungsfunktion für den zumindest einen ersten Spannungswandler zumindest teilweise basierend auf dem Korrekturfaktor nachjustiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei der bestimmte Korrekturfaktor und/oder die korrigierte Übertragungsfunktion in einem Speicher hinterlegt werden.
Vorrichtung eingerichtet zur Ausführung und/oder Steuerung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder umfassend jeweilige Mittel zur Ausführung und/oder Steuerung der Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
System, umfassend eine oder mehrere Vorrichtungen, die eingerichtet sind zur Ausführung und/oder Steuerung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder Mittel zur Ausführung und/oder Steuerung der Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweisen.
Computerprogramm, umfassend Programmanweisungen, die einen Prozessor zur Ausführung und/oder Steuerung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 veranlassen, wenn das Computerprogramm auf dem Prozessor läuft.