DE19737590C1

DE19737590C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Spannungsqualität eines unterlagerten Netzteiles

Info

Publication number: DE19737590C1
Application number: DE19737590A
Authority: DE
Inventors: Michael Dr Ing Weinhold; Rainer Dipl Ing Zurowski; Leon Voss
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 1998-10-22
Anticipated expiration: 2017-08-29
Also published as: CN1276096A; NO20001006D0; JP2001515338A; US6348778B1; WO1999012242A1; ZA987727B; CA2302344A1; NO320726B1; NO20001006L; EP1012946A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor richtung zur Verbesserung der Spannungsqualität eines unter lagerten Netzteiles mittels einer Kompensationseinrichtung, die einen Pulsstromrichter mit wenigstens einem kapazitiven Speicher, einen Anpaßfilter, eine Regel- und Steuereinrich tung und eine Einspeiseeinrichtung aufweist, wobei diese Kom pensationseinrichtung mittels eines Transformators seriell ans Netz gekoppelt ist.

Eine derartige Kompensationseinrichtung ist aus dem Aufsatz "Netzqualität im Griff" abgedruckt in der Zeitschrift "EV Re port - Information des Bereichs Energieübertragung und -ver teilung", der Firma Siemens, Seiten 16 bis 18, 1996, Be stell-Nr. E50001-U700-R964, bekannt. Diese Kompensationsein richtung, die auch mit SIPCON S bezeichnet wird, wird direkt in den Lastfluß hineingeschaltet. Mittels dieser Kompensati onseinrichtung wird eine zusätzliche Spannung auf die Netz spannung addiert und somit die Versorgungsspannung einer Last konstant (unterlagertes Netzteil) gehalten. Die dabei einge speiste Energie wird aus dem Spannungszwischenkreis entnom men, der laufend mittels eines Diodengleichrichters als Ein speiseeinrichtung aus dem Netz gespeist wird. Als Einspeise einrichtung kann auch ein Energiespeicher vorgesehen sein. Mittels dieser Kompensationseinrichtung können auch unsymme trische Spannungseinbrüche oder -erhöhungen (1- oder 2-polige Fehler) im Netz eliminiert werden, wobei zur Kompensation von Spannungserhöhungen die Einspeiseeinrichtung rückspeisefähig ausgeführt sein muß. Außerdem können Spannungsverzerrungen in der Netzspannung, die durch Oberschwingungen erzeugt werden, mit dieser Kompensationseinrichtung von der Versorgungsspan nung einer Last ferngehalten werden.

Diesem Aufsatz kann auch entnommen werden, daß als Pulsstrom richter dieser Kompensationseinrichtung ein pulsweitenmodu lierter IGBT-Stromrichter, der einen Gleichspannungskondensa tor aufweist, vorgesehen ist. Die Anbringung ans Netz erfolgt über ein Anpaßfilter, beispielsweise eine LCL-Kombination. Die Ankoppelart dieser Kompensationseinrichtung bestimmt sei ne Wirkungsweise. Die serielle Ankoppelungsart optimiert die Spannungsqualität, die einer Last von außen angeboten wird. Demgegenüber bereinigt eine parallele Ankoppelart die Ströme, die von einer Last in ein Netz gehen. Dementsprechend ent spricht die Kompensationseinrichtung mit serieller Ankopplung einer gesteuerten Spannungsquelle, wogegen die Kompensations einrichtung mit paralleler Ankopplung einer gesteuerten Stromquelle entspricht.

Spannungsveränderungen in einem Energieversorgungsnetz ent stehen z. B. durch Netzfehler oder Schalthandlungen. Diese können den erlaubten Spannungsbereich verlassen und somit zu einem Ausfall von Lasten (z. B. Spannungseinbruch auf 50% des Nennwertes bewirkt einen Abfall eines Schützes oder das Ab schalten eines drehzahlveränderlichen Antriebs) oder sogar zu einer Zerstörung von Lasten (Überspannung von 20%) führen. Für einen störungsfreien Betrieb ist es daher notwendig, die se Netzspannungsveränderungen zu kompensieren. Studien haben gezeigt, daß die häufigste Ursache von Spannungseinbrüchen Fehler in den Übertragungs- und Verteilnetzen sind. Die Zeit dauer bis zur Fehlererkennung kann zwischen einigen Perioden und einigen Sekunden liegen. Diese Spannungseinbrüche (z. B. unter 70% für einige Perioden) können automatisierte Prozes se stören, da die Funktion von Computern, Robotern und An trieben stark von der Spannungsqualität abhängen.

Der zunehmende Einsatz von nichtlinearen Verbrauchern (insbesondere Diodengleichrichter, wie sie sich z. B. in Netz teilen von PCs, Fernsehgeräten, . . . befinden) in Energiever sorgungsnetzen verzerrt die Spannung zunehmend. Ihre Ströme sind nämlich stark oberschwingungsbehaftet und rufen an den Netzimpedanzen Spannungsabfälle hervor, die sich der ur sprünglich sinusförmigen Netzspannung überlagern. Diese Span nungsverzerrungen können bei zu großen Werten zur Überlastung von Netzbetriebsmitteln (z. B. Trafos, Kompensationsanlagen) führen und den geordneten Betrieb von anderen Verbrauchern stören.

Von Energieversorgungsunternehmen und nationalen Arbeitsgrup pen (beispielsweise IEC) wurden daher Empfehlungen bezüglich der maximal zulässigen Spannungsverzerrung erlassen, die ein Verbraucher hervorrufen darf. Diese Empfehlungen haben als Grundlage für die seit Januar 1996 in Kraft getretenen EN-Nor men gedient. Es wurden z. B. sogenannte Verträglichkeits pegel für einzelne Harmonische in Niederspannungsnetzen fest gelegt. Gerätehersteller müssen ihre Produkte so entwickeln, daß noch bei diesen Verzerrungswerten Geräte störungsfrei funktionieren. Energieversorgungsunternehmen müssen dafür sorgen, daß die Verträglichkeitspegel in ihren Netzen nicht überschritten werden.

Allerdings hat die Netzspannungsverzerrung in vielen Netzen bereits den Verträglichkeitspegel erreicht und eine weitere Erhöhung wird erwartet. Deshalb ist es wichtig, empfindliche Geräte gegen vorhandene Oberschwingungen der Netzspannung zu schützen. Zu diesem Problemkreis gehört auch das unerwünschte Absaugen eines Rundsteuersignals in unterlagerte Netzteile.

Bislang wird das Problem der Netzspannungsoberschwingungen und des Absaugen eines Rundsteuersignals mit konventionellen Sperrfilterkreisen gelöst. Seit Mitte der 80er Jahre sind auch aktive Filter im Einsatz, deren Regelverfahren sowohl im Zeit- als im Frequenzbereich arbeiten. Im Konferenzbericht mit dem Titel "New Trends in Active Filters" von H. Akagi, abgedruckt in "Conference Proceedings of EPE'95" in Sevilla, Seiten 0.017 bis 0.026 werden verschiedene aktive Filter vor gestellt.

Ein ideales, dreiphasiges Versorgungsnetz stellt dem Verbrau cher drei rein sinusförmige Spannungen mit konstanter Fre quenz zur Verfügung, die um 120° el. zueinander verschoben sind, und konstante, identische Scheitelwerte besitzen, d. h. einen reinen Mitsystemraumzeiger mit Nennspannung als Ampli tude. Die idealen Netzströme für dieses Netz sind in jedem Strang proportional zur entsprechenden Leiter-Erde-Netz spannung, wobei der Proportionalitätsfaktor in allen drei Strängen gleich und bei stationären Lasten konstant ist. Dann nämlich wird eine gewünschte Energiemenge bzw. Wirkleistung mit dem minimalen kollektiven Stromeffektivwert und somit mit der geringstmöglichen Auslastung des Netzes übertragen. Diese Ströme werden als Wirkströme definiert. Ein solcher idealer Verbraucher verhält sich stationär für das Versorgungsnetz wie ein dreiphasiger, symmetrischer ohmscher Widerstand.

Jeder Verbraucher, der von diesem Verhalten abweicht, verur sacht Stromanteile, die nichts zur Wirkleistungsübertragung beitragen. Diese werden als Blindströme bezeichnet. Unter der Voraussetzung, daß die Versorgungsspannungen näherungsweise dem obengenannten Idealfall entsprechen, beinhalten diese Blindströme die Oberschwingungsströme (einschließlich eines Gleichanteils), deren Frequenz ein Vielfaches der Netzfre quenz sind, die Grundschwingungsverschiebungsblindströme, die durch die Phasenverschiebung zwischen Netzspannungsgrund schwingung und Netzstromgrundschwingung entstehen und die Grundschwingungsgegensystemströme, die auf unsymmetrische La sten zurückzuführen sind. Die Oberschwingungsströme werden allgemein in Harmonische (Oberschwingungsfrequenz ganzzahli ges Vielfaches der Netzfrequenz), Interharmonische (Oberschwingungsfrequenz rationales Vielfaches der Netzfre quenz) und Quasiharmonische (Oberschwingungsfrequenz irratio nales Vielfaches der Netzfrequenz) eingeteilt.

Diese Blindstromkomponenten führen zu einem unerwünschten Spannungsabfall an den Netzimpedanzen und verursachen ver zerrte Netzspannungen für andere Lasten. Ebenso rufen stati stisch (nicht periodisch) geschaltete Verbraucher oder Netz fehler verzerrte Spannungen für andere Lasten hervor.

Im allgemeinen setzt sich die Netzspannung aus dem erwünsch ten Grundschwingungs-Mitsystemanteil mit Nennwertamplitude und den Verzerrungsanteilen zusammen. Diese Verzerrungsantei le der Netzspannung lassen sich folgendermaßen unterscheiden:

1. Oberschwingungsanteile im weiteren Sinne (Harmonische, Interharmonische, Quasiharmonische)
2. Grundschwingungs-Gegensystem
3. Differenz der Amplitude des Grundschwingungs-Mit systems zum Nennwert

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der Spannungsqualität eines unterlagerten Netzteiles anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. Anspruch 7.

Um die Spannungsqualität eines unterlagerten Netzteiles zu verbessern, müssen verzerrte Netzspannungsanteile von diesem unterlagerten Netzteil, beispielsweise eine Last, ferngehal ten werden. Dazu muß die Kompensationseinrichtung diese An teile seriell mittels eines Transformators zwischen Netz und Last einspeisen. Zu diesem Zweck werden aus einem Netzspan nungs-Raumzeiger zunächst die zu kompensierenden, nicht idea len Spannungsanteile identifiziert. Aus diesen identifizier ten unerwünschten Spannungsanteilen wird zumindest ein Basis übertragungsverhältnis-Raumzeiger berechnet, mit dem dann ein entsprechender Kompensatorspannungs-Raumzeiger am Ausgang des Pulsstromrichters der Kompensationseinrichtung generiert wird. Mittels diesem Kompensatorspannungs-Raumzeiger wird ein Netzspannungs-Raumzeiger mit unerwünschten Spannungsanteilen in einen Netzspannungs-Sollraumzeiger überführt.

Aus der Veröffentlichung "Shunt-Connected Power Conditioner for Improvement of Power Quality in Distribution Networks", abgedruckt in "International Conference on Harmonics and Qua lity of Power", Las Vegas, October 16-18, 1996, ist ein Steu erverfahren für eine Kompensationseinrichtung mit paralleler Ankopplung bekannt. Diesem Konferenzbericht ist zu entnehmen, daß der Kompensatorspannungs-Raumzeiger aus der am kapaziti ven Speicher abfallenden Spannung und einem Übertragungsver hältnis-Raumzeiger berechnet wird. Außerdem ist diesem Be richt zu entnehmen, daß der Übertragungsverhältnis-Raumzeiger aus mehreren Teilverhältnis-Raumzeigern zusammengesetzt wer den kann. Ferner ist angegeben, wie die Teilübertragungsver hältnis-Raumzeiger bestimmt werden. Wie eingangs erwähnt, verhält sich eine Kompensationseinrichtung mit paralleler An kopplung wie eine gesteuerte Stromquelle und eine Kompensati onseinrichtung mit serieller Ankopplung wie eine gesteuerte Spannungsquelle. Somit kann das Regelverfahren für diese be kannte Kompensationseinrichtung nicht auf eine Kompensations einrichtung mit serieller Ankopplung angewendet werden.

Die genannten Verzerrungsanteile der Netzspannung können ein zeln oder in beliebiger Kombination miteinander eliminiert werden. Damit der Netzspannungs-Raumzeiger nur einen Mitsy stem-Raumzeiger des unterlagerten Netzteils mit Nennspannung als Amplitude (ideales Versorgungsnetz) aufweist, muß wenig stens ein dementsprechender Basisübertragungsverhält nis-Raumzeiger erzeugt werden.

Bei einem vorteilhaften Verfahren werden einzelne Harmonische des Mit- und/oder Gegensystems eliminiert, indem dementspre chende Teilübertragungsverhältnis-Raumzeiger gemäß Anspruch 2 ermittelt werden, die dann dem Basisübertragungsverhält nis-Raumzeiger aufaddiert werden.

Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren wird ein Teilüber tragungsverhältnis-Raumzeiger für einen Wirkleistungstransfer ermittelt und wenigstens dem Basisübertragungsverhält nis-Raumzeiger überlagert. Somit werden nicht nur unerwünschte Spannungsanteile vom überlagerten Netzteil ferngehalten, son dern es bewirkt auch einen Wirkleistungsaustausch und damit die Regelung der Zwischenkreisspannung des Pulsstromrichters.

Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren wird der Mitsy stem-Sollspannung ein Korrekturwert aufaddiert, der in Abhän gigkeit einer ermittelten Grundschwingungsverschiebungsblind leistung und einer Konstante ermittelt wird. Dadurch wird der Spannungsabfall am Ankoppelfilter und am Transformator kom pensiert, der durch einen Laststromanteil des Grundschwin gungs-Mitsystems hervorgerufen wird.

Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Regeleinrichtung des Pulsstromrichters eine Einrichtung zur Ermittlung eines Basisübertragungsver hältnis-Raumzeigers auf, die eingangsseitig einen Mit- und Gegensystem-Kanal aufweist, denen eine Recheneinrichtung nachgeschaltet ist. Mittels dieser beiden Kanäle wird eine Mit- und Gegensystem-Abweichung ermittelt, aus denen dann mit Hilfe der Recheneinrichtung in Abhängigkeit der Zwischen kreisspannung des Pulsstromrichters und eines Transformator-Über setzungsverhältnisses der Basisübertragungsverhältnis- Raumzeiger ermittelt wird. Mittels diesem Basisübertragungs verhältnis-Raumzeiger generiert der Pulsstromrichter einen Kompensatorspannungs-Raumzeiger, wodurch der Netzspannungs-Raum zeiger im unterlagerten Netzteil nur noch ein Mitsystem-Raum zeiger mit Nennspannung als Amplitude ist. Die ermittel ten Mit- und Gegensystem-Abweichungen sind jeweils ein Maß für die vorhandenen Verzerrungsanteile in der Netzspannung, die vom unterlagerten Netzteil ferngehalten werden.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung setzt sich der Übertragungsverhältnis-Raumzeiger aus dem Basisüber tragungsverhältnis-Raumzeiger und wenigstens einem Teilüber tragungsverhältnis-Raumzeiger zusammen, mit denen Harmonische des Mit- und Gegensystems kompensiert werden können. D.h., man benötigt beispielsweise drei weitere Regler, um die Ver zerrungsspannungsanteile Grundschwingungsgegensystems, 5. Harmonische des Gegensystems und 7. Harmonische des Mitsy stems der Netzspannung zu kompensieren. Jeder Regler berech net aus einem ermittelten Spannungs-Raumzeiger, beispielswei se einem Lastspannungs-Raumzeiger, einen Teilübertragungsver hältnis-Raumzeiger, der zu einem Gesamtübertragungsverhält nis-Raumzeiger addiert wird.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Vorrich tung wird der Grundschwingungs-Gegensystem-Istraumzeiger aus der Differenz des Netzspannungs-Raumzeigers und eines identi fizierten Grundschwingungs-Mitsystem-Istraumzeigers ermit telt. Da der Netzspannungs-Raumzeiger ohne weitere Operation zu dieser Ermittlung herangezogen wird, erhält man den Grund schwingungs-Istraumzeiger unmittelbar ohne Zeitverzögerung. Dadurch weist diese Einrichtung zur Ermittlung eines Basis übertragungsverhältnis-Raumzeigers eine sehr hohe Dynamik auf. Allerdings erhält man durch die Differenzbildung nicht nur den Grundschwingungs-Gegensystem-Istraumzeiger, sondern auch eventuell vorhandene Oberschwingungen der Netzspannung.

Wird der Grundschwingungs-Gegensystem-Istraumzeiger genauso wie der Grundschwingungs-Mitsystem-Istraumzeiger aus dem Netzspannungs-Raumzeiger identifiziert, verliert diese Ein richtung zur Ermittlung eines Basisübertragungsverhältnis-Raum zeigers entscheidend an Dynamik.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Vorrich tung ist eine Einrichtung zur Ermittlung eines Teilübertra gungsverhältnis-Raumzeigers für einen Wirkleistungstransfer in der Regeleinrichtung des Pulsstromrichters vorgesehen. Diese Einrichtung bewirkt einen Wirkleistungsaustausch, wo durch die Zwischenkreisspannung des Pulsstromrichters auf ei nen Sollwert geregelt wird. Dazu ist dieser Einrichtung ein Kompensatorstrom-Raumzeiger zugeführt, aus der mittels einer diskreten Fouriertransformation und einer inversen diskreten Fouriertransformation ein Frequenzsystem, beispielsweise das Grundschwingungs-Mitsystem, identifiziert wird. Anschließend wird dieser identifizierte Raumzeiger mit einer Stellgröße eines Zwischenkreisspannungs-Regelkreises multipliziert. Der so erhaltene Teilübertragungsverhältnis-Raumzeiger wird we nigstens mit dem Basisübertragungsverhältnis-Raumzeiger zu einem Gesamtübertragungsverhältnis-Raumzeiger addiert.

Zur weiteren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verbesserung der Spannungsqualität eines unterlagerten Netz teils mittels einer Kompensationseinrichtung mit einem Pulsstromrichter wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch veranschaulicht ist.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der bekannten Kompensati onseinrichtung, die

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des Pulsstromrichters der Kompensationseinrichtung nach Fig. 1, die

Fig. 3 zeigt den Aufbau eines Reglers zur Generierung ei nes Gesamtübertragungsverhältnis-Raumzeigers, wobei in

Fig. 4 eine bekannte Regelstruktur zur Generierung eines Teilübertragungsverhältnis-Raumzeigers dargestellt ist, die

Fig. 5 zeigt eine erste Regelstruktur zur Generierung ei nes Basisübertragungsverhältnis-Raumzeigers, woge gen die

Fig. 6 eine zweite Regelstruktur zur Generierung eines Ba sisübertragungsverhältnis-Raumzeigers darstellt und die

Fig. 7 zeigt eine Regelstruktur zur Generierung eines Teilübertragungsverhältnis-Raumzeigers für einen Wirkleistungstransfer.

Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer bekannten Kompensa tionseinrichtung 2, die in der eingangs genannten Firmenzeit schrift mit dem Titel "EV Report-Information des Bereichs Energieübertragung und -verteilung" vorgestellt worden ist. Diese Kompensationseinrichtung 2 weist einen Pulsstromrichter 4 mit wenigstens einem kapazitiven Speicher 6, einen Einspei sestromrichter 8 als Einspeiseeinrichtung und einen Transfor mator 10, der auch als Ankoppeltransformator bezeichnet wird, auf. Der Einspeisestromrichter 8 ist wechselspannungsseitig an eine Übertragungsleitung 12 angeschlossen, die ein Versor gungsnetz 14 mit einem unterlagerten Netzteil, beispielsweise einem nichtlinearen Verbraucher 16, verbindet. Gleichspan nungsseitig ist dieser Einspeisestromrichter 8 elektrisch parallel zum kapazitiven Speicher 6 des Pulsstromrichters 4 geschaltet. Als Einspeiseeinrichtung 8 kann auch ein Pulsstromrichter vorgesehen sein, wodurch diese Einspeiseein richtung 8 rückspeisefähig ist. Außerdem kann als Einspeise einrichtung 8 ein kapazitiver bzw. ein induktiver Energie speicher vorgesehen sein. Der Pulsstromrichter 4 ist wiederum mittels des Transformators 10 seriell in die Übertragungslei tung 12 eingebunden. Mittels des Einspeisestromrichters 8 wird dem kapazitiven Speicher 6 eine Zwischenkreisleistung zugeführt. Die Art des Einspeisestromrichters ergibt sich aus der Wirkleistungstransfer-Anforderung an den Zwischenkreis des Pulsstromrichters 4. Soll nur die Spannung eines passiven Verbrauchers 16 gestützt werden, ist eine Diodenbrücke als Einspeisestromrichter 8 ausreichend, da der Pulsstromrichter 4 nur Wirkleistung abgeben muß. Wird Wirkleistung aus dem Zwischenkreis des Pulsstromrichters 4 an das Netz 14 abgege ben, wird ein rückspeisefähiger Stromrichter als Einspeise stromrichter 8 benötigt.

In der Fig. 2 ist der Pulsstromrichter 4 der Kompensationsein richtung 2 ausführlicher dargestellt. Dieser Pulsstromrichter 4 weist neben der Stromrichterschaltung (Hardware) eine Re gel- und Steuereinrichtung 18 (Software) und einen Anpaßfil ter 20 auf. Das Anpaßfilter 20 ist hier ersatzweise durch ei ne Induktivität L_K dargestellt, wogegen in der eingangs ge nannten Firmenzeitschrift dieses Anpaßfilter 20 im Detail an gegeben ist. Die Regel- und Steuereinrichtung 18 weist eine Regeleinrichtung 22 zur Bestimmung eines Übertragungsverhält nis-Raumzeigers und einen Pulsweitenmodulator 24 auf, der durch eine unterbrochene Linie dargestellt ist. Der Übertra gungsverhältnis-Raumzeiger ist die Stellgröße des Puls stromrichters 4, die mittels des Pulsweitenmodulators 24 in Steuersignale S_ν für diesen Pulsstromrichter 4 umgewandelt wird. Der Aufbau der Regeleinrichtung 16 ist in der Fig. 3 nä her dargestellt. Dieser Pulsstromrichter 4 ist mittels des Transformators 10 seriell in der Übertragungsleitung 12 ein gebunden.

Der Regel- und Steuereinrichtung 18 sind ein Netzspannungs- Raumzeiger _N, ein Spannungs-Raumzeiger _L des unterlagerten Netzteils 16, ein Kompensatorstrom-Raumzeiger _K und eine Zwischenkreisspannung V_dc = 2E_d, die an den beiden kapazitiven Speichern 6 des Pulsstromrichters 4 abfällt, zugeführt. Diese Raumzeiger _N, _L und _K werden mittels einer Raumzei ger-Transformationseinrichtung aus gemessenen Leiterspannungen, Verbraucherspannungen und Kompensatorströmen generiert. Im allgemeinen setzt sich die Netzspannung _N aus dem er wünschten Grundschwingungs-Mitsystemanteil _N,1+ mit Nenn wertamplitude und den Verzerrungsanteilen _N,ν± zusammen. Um verzerrte Netzspannungsanteile _N,ν± von dem Verbraucher 16 fernzuhalten, muß die Kompensationseinrichtung 2 diese Antei le _N,ν± seriell mittels des Ankoppeltransformators 10 zwi schen Netz 14 und Verbraucher 16 einspeisen. Zu diesem Zweck werden aus dem Netzspannungs-Raumzeiger _N zunächst die zu kompensierenden, nicht idealen Anteile _N,ν± berechnet. Aufga be der Regeleinrichtung 22 ist es, den zur Erzeugung eines Kompensatorspannungs-Raumzeigers _K notwendigen Gesamtüber tragungsverhältnis-Raumzeiger zwischen der Zwischenkreis spannung V_dc und dem netzseitigen Kompensatorspannungs-Raum zeiger _K zu bestimmen. Die Zwischenkreisspannung V_dc = 2E_d wird durch den Einspeisestromrichter 8 vorgegeben.

Um die Kompensation der nicht idealen Netzspannungskomponen ten _N,ν± nach einzelnen Harmonischen, Grundschwingungsmitsy stem und Grundschwingungsgegensystem durchführen zu können, weist die Regel- und Steuereinrichtung 10 gemäß Fig. 3 für je de Komponente einen getrennten Regler 26, 28, 30, 32, 34 und 36 auf, deren Ausgänge mit einer Summationsstelle 38 verknüpft sind. Der Aufbau des Reglers 26 ist in der Fig. 5 bzw. der Fig. 6 näher dargestellt, wogegen die Regler 28, 30, 32, 34 und 36 durch eine stellvertretende Regelstruktur der Fig. 4 näher dargestellt sind. Dem Regler 26 ist der ermittelte Netzspan nungs-Raumzeiger _N und die Parameter Mitsystem-Sollspannung u_Nsoll, Zwischenkreisspannung V_dc und der Wert des Transforma tions-Übersetzungsverhältnisses ü_Tr als Reziprokwert zuge führt. Bei einer besonderes vorteilhaften Ausführungsform ist ebenfalls der Kompensatorstrom-Raumzeiger _K zugeführt. Den Reglern 28 bis 36 ist jeweils ein Spannungs-Raumzeiger _L des unterlagerten Netzteils 16 zugeführt. Jeder Regler 26 bis 36 berechnet aus seinem Eingangssignal einen Teilübertra gungsverhältnis-Raumzeiger _b, _1-, _5-, ₇₊, _11- und ₁₃₊, aus denen mittels der Summationsstelle 38 ein Gesamtübertra gungsverhältnis-Raumzeiger gebildet wird.

Der Regler 26 berechnet als Teilübertragungsverhältnis-Raum zeiger den Basisübertragungsverhältnis-Raumzeiger _b zur Kompensation einer Grundschwingungs-Mitsystem-Spannungs differenz. Der Regler 28 berechnet einen Teilübertragungsver hältnis-Raumzeiger _1- zur Kompensation einer Grundschwin gungs-Gegensystem-Spannung der Netzspannung u_L des unterla gerten Netzteils 16, wogegen die Regler 30 bis 36 jeweils ei nen Teilübertragungsverhältnis-Raumzeiger _5-, ₇₊, _11- und ₁₃₊ berechnet zur Kompensation der vier größten Harmonischen einer Netzspannung u_L des unterlagerten Netzteils 16.

Die Regler 28, 30, 32, 34 und 36, die Teilübertragungsverhält nis-Raumzeiger _1-, _5-, ₇₊, _11- und ₁₃₊ generieren, unter scheiden sich durch die Ordnungszahl V der Oberschwingungen und davon, ob diese im Mit- (+) oder Gegensystem (-) auftre ten. Deshalb ist stellvertretend für diese Regler 28, . . ., 36 eine verallgemeinerte Regelstruktur in der Fig. 4 näher darge stellt.

Diese Regelstruktur weist eingangsseitig eine Einrichtung 40 zur Bildung eines komplexen Fourierkoeffizienten C _ν+ bzw. C _ν- auf, der ein PI-Regler 42 nachgeschaltet ist. Ausgangsseitig ist dieser PI-Regler 42 mit einer Einrichtung 44 zur Bildung eines Teilübertragungsverhältnis-Raumzeigers _ν+ bzw. _ν- verknüpft. Die Einrichtung 40 weist einen komplexen Multipli zierer 46 mit nachgeschaltetem Mittelwertbildner 48 auf, wo bei ein Eingang dieses komplexen Multiplizierers 46 mit einem Ausgang eines Einheits-Raumzeigers-Bildners 50 verbunden ist. Am zweiten Eingang dieses komplexen Multiplizierers 46 steht ein Netzspannungs-Raumzeiger _L des unterlagerten Netzteils 16 an. Aus dem am Ausgang des komplexen Multiplizierers 46 anstehenden Produkt y(t) wird mittels des Mittelwertbildners 48 bezüglich einer Netzperiode ein komplexer Fourierkoeffizi ent C _ν+ bzw. C _ν- wobei v die Ordnungszahl der kompensierenden Oberschwingung und "+" bzw. "-" das Mitsystem bzw. Gegensystem kennzeichnen, ermittelt. Der konjugiert komplexe Einheits Raumzeiger * rotiert im Mitsystem mit einer Drehfrequenz +νω und im Gegensystem mit einer Drehfrequenz -νω, wobei ω die Drehfrequenz des Netzspannungsgrundschwingungs-Raum zeigers ist. Durch die Mittelwertbildung über die Netzpe riode wird aus dem Produkt y(t) von Netzspannungs-Raumzeiger _L des unterlagerten Netzteils 16 und konjugiert komplexen Einheits-Raumzeiger * der komplexe Fourierkoeffizient C _ν+ bzw. C _ν- des entsprechenden Netzspannungsanteils. Das Ausgangssignal des I-Reglers 42 wird mittels eines weiteren komplexen Multiplizierers 52 mit dem Einheits-Raumzeiger multipliziert. Der Einheits-Raumzeiger wird von einem wei teren Einheits-Raumzeiger-Bildner 54 gebildet. Das Produkt dieser Multiplikation ist ein Teilübertragungsverhältnis-Raum zeiger _ν+ oder _ν-. Der I-Regler 42 verändert den Betrag und den Winkel des Teilübertragungsverhältnis-Raumzeigers _ν+ oder _ν- dann so lange, bis eine entsprechende Harmonische ν-ter-Ordnungszahl des Mit- oder Gegensystems in der Netzspan nung u_L des unterlagerten Netzteils 16 eliminiert ist.

Für jede zu kompensierende Oberschwingung muß ein Regler 28, . . ., 36 vorgesehen werden. Zur Kompensation der Grundschwin gungsunsymmetrie muß ein Gegensystemregler mit der Ordnungs zahl ν = 1 vorgesehen sein (Regler 28).

Die Fig. 5 zeigt eine erste Regelstruktur des Reglers 26, an dessen Ausgang ein Basisübertragungsverhältnis-Raumzeiger _b ansteht. Dieser Regler 26 weist eingangsseitig einen Mit- und Gegensystem-Kanal 56 und 58 auf, die ausgangsseitig mit einer Recheneinheit 60 verknüpft sind. Der Mitsystem-Kanal 56 weist eingangsseitig eine Einrichtung 62 zur diskreten Fourier transformation auf, der eine Einrichtung 64 zur inversen dis kreten Fouriertransformation nachgeschaltet ist. Der Aufbau dieser Einrichtung 62 entspricht dem Aufbau der Einrichtung 40 zur Bildung eines komplexen Fourierkoeffizienten der Fig. 4, wobei anstelle des Netzspannungs-Raumzeigers _L des unterlagerten Netzteils 16 hier ein Netzspannungs-Raumzeiger _N verwendet wird. Die Einrichtung 64 entspricht der Ein richtung 44 der Fig. 4. Am Ausgang der Einrichtung 64 steht dann ein Grundschwingungs-Mitsystem-Istraumzeiger _N,1+ an.

Der Ausgang der Einrichtung 64 ist einerseits mit einem in vertierenden Eingang eines Vergleichers 66 und andererseits über eine Einrichtung 68 zur Bildung eines Grundschwingungs-Mit system-Sollraumzeigers _N,1+soll mit einem nichtinvertieren den Eingang dieses Vergleichers 66 verbunden.

Die Einrichtung 68 zur Bildung eines Grundschwingungs- Mitsystem-Sollraumzeigers _N,1+soll weist einen Betragsbildner 70, einen Reziprokbildner 72 und zwei Multiplizierer 74 und 76 auf. Der Betragsbildner 70 ist eingangsseitig dieser Ein richtung 68 angeordnet und eingangsseitig mit einem Ausgang der Einrichtung 64 verknüpft. Ausgangsseitig ist dieser Be tragsbildner 70 mit dem Reziprokbildner 72 verbunden, der ausgangsseitig mit einem ersten Eingang des Multiplizierers 74 verknüpft ist. Der zweite Eingang dieses Multiplizierers 74 ist mit dem Ausgang der Einrichtung 64 verknüpft. Aus gangsseitig ist dieser Multiplizierer 74 mit einem ersten Eingang des zweiten Multiplizierers 76 verknüpft, wogegen an seinem zweiten Eingang eine vorbestimmte Mitsystem-Soll spannung u_Nsoll ansteht. Am Ausgang dieses zweiten Multipli zierers 76 steht der gebildete Grundschwingungs-Mitsystem-Soll raumzeiger _N,1+soll an.

Der Gegensystem-Kanal 58 weist nur die Einrichtung 62 und 64 und einen Vergleicher 78 auf. Diese beiden Einrichtungen 62 und 64 sind ebenfalls elektrisch in Reihe geschaltet. Aus gangsseitig ist die Einrichtung 64 mit dem nichtinvertieren den Eingang dieses Vergleichers 78 verbunden, wobei am inver tierenden Eingang ein Grundschwingungs-Gegensystem-Sollraum zeiger _N,1-soll ansteht. Der Wert dieses Sollraumzeigers _N,1-soll ist hier gleich Null. Deshalb kann auf diesen Ver gleicher 78 verzichtet werden.

An den Ausgängen des Mit- und Gegensystem-Kanals 56 und 58 stehen eine Mit- und Gegensystem-Abweichung _D,1+ und _D,1- an, die mittels eines eingangsseitigen Addierers 80 der Re cheneinheit 60 aufsummiert werden. Der Ausgang dieses Addie rers 80 ist mit einem ersten Eingang eines Multiplizierers 82 verbunden, an dessen zweiten Eingang der reziproke Wert des Transformator-Übersetzungsverhältnisses ü_Tr ansteht. Aus gangsseitig ist dieser Multiplizierer 82 mit einem ersten Eingang eines zweiten Multiplizierers 84 verknüpft, dessen zweiter Eingang mit einem Ausgang eines zweiten Reziprokbild ners 86 verbunden ist. Am Eingang dieses Reziprokbildners 86 steht der Wert 2E_d der Zwischenkreisspannung V_dc an. Mittels dieser Recheneinheit 60 werden aus den ermittelten Abweichun gen _D,1+ und _D,1- eine Gesamtabweichung _D,1 gebildet, die auf Stromrichterseite des Ankopplungstransformators 10 umge rechnet und als Basisübertragungsverhältnis-Raumzeiger _b der Summationsstelle 38 zugeführt wird.

Mittels diesem Grundschwingungs-Regler 26 wird das Grund schwingungs-Mitsystem der Netzspannung u_N zunächst identifi ziert. Dieser identifizierte Raumzeiger _N,1+ wird durch sei nen Betrag geteilt und mit diesem identifizierten Raumzeiger _N,1+ multipliziert. Das Ergebnis ist ein Grundschwingungs-Mit system-Einheitsraumzeiger _N,1+, der in die Richtung des Grundschwingungs-Mitsystem-Raumzeigers _N,1+ zeigt und den Betrag Eins hat. Dieser Einheits-Raumzeiger _N,1+ wird mit dem Sollwert der Mitsystemspannung u_Nsoll gewichtet. Die Dif ferenz zwischen dem gewichteten Einheits-Raumzeiger _N,1+soll = _Nsoll._N,1+ und dem identifizierten Anteil _N.1+ ergibt die vom Kompensator zu erzeugende Grundschwingungs- Mitsystem-Spannung _K,1+.

Da bei dieser ersten Ausführungsform des Grundschwingungs-Re glers 26 der Grundschwingungs-Gegensystem-Istraumzeiger _N,1- ebenfalls mittels einer diskreten Fouriertransformation aus dem Netzspannungs-Raumzeiger _N identifiziert wird (analog zum Grundschwingungs-Mitsystem-Istraumzeiger _N,1+), erhält man den Grundschwingungs-Gegensystem-Istraumzeiger _N,1- ohne irgendwelche Oberschwingungen. Da jedoch der Grundschwingungs-Gegensystem-Istraumzeiger _N,1- ebenfalls mittels einer diskreten Fouriertransformation berechnet wird, ist die Dynamik dieser ersten Ausführungsform des Grund schwingungs-Reglers 26 nicht sehr hoch.

In der Fig. 6 ist eine vorteilhafte Ausführungsform des Grund schwingungs-Reglers 26 näher dargestellt. Diese Ausführungs form unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 5 dadurch, daß der Gegensystem-Kanal 58 keine Einrichtungen 62 und 64 mehr aufweisen. An deren Stelle ist bei dieser vor teilhaften Ausführungsform ein Vergleicher 88 vorgesehen. Am nichtinvertierenden Eingang dieses Vergleichers 88 steht ein Netzspannungs-Raumzeiger _N und am invertierenden Eingang dieses Vergleichers 88 der identifizierte Grundschwingungs- Mitsystem-Istraumzeiger _N,1+ an. Der Ausgang dieses Verglei chers 88 ist mit dem nichtinvertierenden Eingang des Verglei chers 78 verbunden. Am Ausgang dieses Vergleichers 88 steht nun ein Raumzeiger _N,1- an, der nicht nur das Grundschwin gungs-Gegensystem enthält, sondern auch eventuell vorhandene Oberschwingungen der Netzspannung u_N. In der Praxis sind das vor allem ein Gegensystem der 5. Oberschwingung und ein Mit system der 7. Oberschwingung.

In dieser Ausführungsform sind die Ausgänge des Mit- und Ge gensystem-Kanals 56 und 58 jeweils mit einem Multiplizierer 90 und 92 versehen, an deren zweiten Eingängen jeweils ein Drehwinkel e^jδ und e^-jδ ansteht, mit dem die Totzeit der dis kreten Rechnung kompensiert wird. Da der Drehwinkel e^-jδ nur für das Grundschwingungs-Gegensystem korrekt ist, werden die Oberschwingungen im mittels des Gegensystem-Kanals 58 ermit telten Raumzeiger _N,1- nicht kompensiert, sondern verändern diese Oberschwingungen in der Netzspannung u_N.

Da jedoch das Grundschwingungs-Gegensystem aus der Differenz des Netzspannungs-Raumzeigers _N und des identifizierten Grundschwingungs-Mitsystem-Istraumzeigers _N,1+ berechnet wird, erhält man den Grundschwingungs-Gegensystem-Raumzeiger _N,1- unmittelbar ohne Zeitverzögerung. Dadurch weist diese Ausführungsform des Grundschwingungs-Reglers 26 eine sehr ho he Dynamik auf.

Gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 5 weist der Mitsy stem-Kanal 56 außerdem eine Einrichtung 94 zur Ermittlung ei nes Korrekturwerte u_Nkor auf. Diese Einrichtung 94 weist ein gangsseitig eine Einrichtung 96 zur Bestimmung einer Grund schwingungsverschiebungsblindleistung Q_L und ausgangsseitig zwei Multiplizierer 98 und 100 auf. Die Einrichtung 96 zur Bestimmung einer Grundschwingungsverschiebungsblindleistung Q_L weist eine Recheneinrichtung 102 zur Bestimmung einer Au genblicksleistung q_L, auch als Transversalblindleistung be zeichnet, und einen nachgeschalteten Mittelwertbildner 104 auf. Dieser Mittelwertbildner 104 bildet einen Mittelwert der Transversalblindleistung q_L über eine Netzperiode. Die Trans versalblindleistung q_L wird mittels der Recheneinrichtung 102 aus dem identifzierten Grundschwingungs-Mitsystem-Istraum zeiger _N,1+ und einem konjugiert komplexen Kompensator strom-Raumzeiger _K* berechnet. Die am Ausgang des Mittelwertbild ners 104 anstehende Grundschwingungsverschiebungsblindlei stung Q_L wird dem ersten Multiplizierer 98 zugeführt. Der zweite Eingang dieses Multiplizierers 98 ist mit einem Aus gang des zweiten Multiplizierers 100 verbunden. Der erste Eingang ist mit dem Ausgang des Reziprokbildners 72 der Ein richtung 68 zur Bildung eines Grundschwingungs-Mitsystem- Sollraumzeigers _N,1+soll verbunden, wobei am zweiten Eingang der Wert ω.L_K der Impedanz der Kompensatorinduktivität an steht. Am Ausgang des ersten Multiplizierers 98 steht ein Korrekturwert u_Nkor an, mittels der die vorbestimmte Mitsy stem-Sollspannung u_Nsoll korrigiert wird. Mittels dieser Ein richtung 94 werden die Spannungsabfälle des Grundschwingungs-Mit systems am Ankoppeltransformator 10 und am Anpaßfilter 20 kompensiert.

Die Fig. 7 zeigt die Regelstruktur einer weiteren Regelein richtung 106, mit dem ein Teilübertragungsverhältnis- Raumzeiger _w,ν± für einen Wirkleistungstransfer erzeugt wird. Diese Regeleinrichtung 106 weist eine Einrichtung 62 zur dis kreten Fouriertransformation, eine Einrichtung 64 zur inver sen diskreten Fouriertransformation, einen Zwischenkreisspan nungs-Regelkreis 108 und zwei Multiplizierer 110 und 112 auf. Die beiden Einrichtungen 62 und 64 sind elektrisch in Reihe geschaltet und eingangsseitig dieser Regeleinrichtung 106 an geordnet. Ausgangsseitig ist die Einrichtung 64 mittels des Multiplizierers 110 mit einem Eingang des ausgangsseitig an geordneten Multiplizierers 112 verbunden. Der zweite Eingang des Multiplizierers 110 ist mit dem Ausgang des Zwischen kreisspannungs-Regelkreis 108 verknüpft. Am zweiten Eingang des ausgangsseitigen Multiplizierers 112 steht ein Drehwinkel e^jδ zur Totzeitkompensation an. Der Zwischenkreisspannungs-Re gelkreis weist einen Vergleicher 114 und einen Spannungs regler 116 auf. Am nichtinvertierenden Eingang dieses Ver gleichers 114 steht ein Zwischenkreisspannungs-Sollwert V_dscoll und am invertierenden Eingang dieses Vergleichers 114 ein Zwischenkreisspannungs-Istwert V_dc an. Die gebildete Span nungsdifferenz ΔV_dc wird mittels des Spannungsreglers 116 ausgeregelt. Als Spannungsregler 116 ist ein I-Regler vorge sehen.

Gilt für eine bestimmte Konfiguration (geringer Wirklei stungstransfer im Vergleich zur Kompensatornennleistung not wendig), z. B. im Falle reiner Oberschwingungskompensation, so kann ein im Netzstrom _L des unterlagerten Netzteils 16 vor handenes Frequenzsystem (z. B. Grundschwingungs-Mitsystem) zum Wirkleistungstransfer benutzt werden. Diese Aufgabe übernimmt die Regeleinrichtung 106 gemäß Fig. 7. Aus dem ermittelten Kompensatorstrom-Raumzeiger _K wird mittels einer diskreten Fouriertransformation (Einrichtung 62) und der inversen Ope ration (Einrichtung 64) der Anteil ν eines Frequenzsystems "+" bzw. "-" identifiziert. Anschließend wird der identifi zierte Stromraumzeiger _K,ν± mit einem Phasenkorrekturfaktor V_dcy multipliziert, der am Ausgang des Spannungsreglers 116 ansteht. Die Amplitude des am Ausgang des Multiplizierers 110 anstehenden Raumzeigers ist die Ausgangsgröße V_dcy des Span nungsreglers 116, dessen Eingangsgröße ΔV_dc die Differenz zwischen der Soll-Zwischenkreisspannung V_dcsoll und der gemes senen Zwischenkreisspannung V_dc ist. Der ermittelte Teilüber tragungsverhältnis-Raumzeiger _w,ν±, der am Ausgang des Multi plizierers 112 ansteht, wird an den Pulsweitenmodulator 24 der Regel- und Steuereinrichtung 18 des Pulsstromrichters 4 weitergegeben und bewirkt einen Wirkleistungsaustausch und damit eine Regelung der Zwischenkreisspannung V_dc auf den Sollwert V_dcsoll.

Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Kompensati onseinrichtung 2 mit serieller Ankopplung, wobei diese Kom pensationseinrichtung einen Pulsstromrichter 4 mit wenigstens einem kapazitiven Speicher 6 aufweist, die Spannungsqualität eines unterlagerten Netzteils 16, das mehrere Lasten aufwei sen kann, verbessern. Dabei können mehrere Maßnahmen zur Ver besserung der Spannungsqualität dieses unterlagerten Netz teils 16 einzeln oder in beliebiger Kombination miteinander gleichzeitig durchgeführt werden. Zu diesen Maßnahmen gehören die aktive Filterung von Netzspannungs-Oberschwingungen, die dynamische und stationäre Kompensation von Spannungseinbrü chen und -schwankungen und das Abblocken eines Rundsteuersi gnals.

Claims

1. Verfahren zur Verbesserung der Spannungsqualität eines un terlagerten Netzteils (16) mittels einer Kompensationsein richtung (2), die einen Pulsstromrichter (4) mit wenigstens einem kapazitiven Speicher (6), einen Anpaßfilter (20), eine Regel- und Steuereinrichtung (18) und eine Einspeiseeinrich tung (8) aufweist, wobei diese Kompensationseinrichtung (2) mittels eines Ankoppeltransformators (10) seriell ans Netz (14) gekoppelt ist, mit folgenden Verfahrensschritten:

a) Ermittlung einer Grundschwingungs-Mitsystem-Abweichung (_D,1+) eines ermittelten Netzspannungs-Raumzeigers (_N) in Abhängigkeit einer vorbestimmten Mitsystem-Sollspannung (u_Nsoll),
b) Ermittlung einer Grundschwingungs-Gegensystem-Abweichung (_D,1-) des ermittelten Netzspannungs-Raumzeigers (_N) in Abhängigkeit eines vorbestimmten Grundschwingungs- Gegensystem-Sollraumzeigers (_N,1-soll),
c) Ermittlung eines Basisübertragungsverhältnis-Raumzeigers (_b) in Abhängigkeit der ermittelten Grundschwingungs- Mit- und Gegensystem-Abweichungen (_D,1+, _D,1-), eines Transformations-Übersetzungsverhältnisses (ü_Tr) des Ankop peltransformators (10) und eines Wertes einer Zwischen kreisspannung (V_dc) des Pulsstromrichters (4) und
d) Generierung von Steuersignalen (S_ν) für den Pulsstromrich ter (4) der Kompensationseinrichtung (2) in Abhängigkeit dieses ermittelten Basisübertragungsverhältnis-Raumzeigers (_b) der Zwischenkreisspannung (V_dc) des Pulsstromrichters (4).

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

e) Ermittlung wenigstens eines komplexen Fourier-Ko effizienten (C _ν+ bzw. C _ν-) des Mit- und/oder Gegensy stems aus dem Produkt (y(t)) eines Netzspannungs-Raum zeigers (_L) des unterlagerten Netzteils (16) und ei nes konjugiert komplexen Einheits-Raumzeigers (*),
f) Bestimmung eines Teilübertragungsverhältnis-Raumzeigers (_ν+), in Abhängigkeit des ermittelten komplexen Fourier koeffizienten, (C _ν+) und eines Einheits-Raumzeigers () und
g) vektorielle Addition des Basisübertragungsverhältnis-Raum zeigers (_b) und des Teilübertragungsverhältnis-Raum zeigers (_ν±) zu einem Gesamtübertragungsverhält nis-Raumzeiger ().

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

h) Ermittlung eines Stromanteils (_K,ν±) eines ermittelten Kompensatorstrom-Raumzeigers (_K),
i) Ermittlung eines Phasenkorrekturfaktors (V_dcy) in Abhängig keit eines Zwischenkreisspannungs-Istwertes (V_dc) und ei nes Zwischenkreisspannungs-Sollwertes (V_dcsoll) und
j) Berechnung eines Übertragungsverhältnis-Raumzeigers (_w,ν±) durch Multiplikation des identifizierten Stromanteils (_K.ν±) mit dem ermittelten Phasenkorrekturfaktor (V_dcy).

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

k) Ermittlung eines Grundschwingungs-Mitsystem-Istraumzeigers (_N,1+) des ermittelten Spannungs-Raumzeigers (_N),
l) Berechnung einer Grundschwingungs-Mitsystem-Einheits-Raum zeigers (_N,1+) dieses identifizierten Grundschwin gungs-Mitsystems-Istraumzeigers (_N,1+),
m) Ermittlung eines Grundschwingungs-Mitsystem-Sollraum zeigers (_N,1+soll) in Abhängigkeit dieses Grundschwingungs- Mitsystem-Einheitsraumzeigers (_N,1+) und eines Wertes ei ner Mitsystem-Sollspannung (u_Nsoll) und
n) Ermittlung der Grundschwingungs-Mitsystem-Abweichung (_D,1+) durch Vergleich des Grundschwingungs-Mitsystem-Ist raumzeigers (_N,1+) mit dem Grundschwingungs-Mitsystem-Soll raumzeiger (_N,1+soll).

5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

o) Ermittlung eines Grundschwingungs-Gegensystem-Ist raumzeigers (_N,1-) und
p) Ermittlung der Grundschwingungs-Gegensystem-Abweichung (_D,1-) durch Vergleich des Grundschwingungs-Gegensystem-Ist raumzeigers (_N,1-) mit einem vorbestimmten Grund schwingungs-Gegensystem-Sollraumzeiger (_N,1-soll).

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vor bestimmten Mitsystem-Sollspannung (u_Nsoll) ein Korrekturwert (u_Nkor) aufaddiert wird, der durch Multiplikation einer aus dem ermittelten Grundschwingungs-Mitsystem-Istraumzeiger (_N,1+) und einem ermittelten Kompensatorstrom-Raumzeiger (_K) bestimmten Grundschwingungsverschiebungs-Blindleistung (Q_L) mit einer Konstanten bestimmt wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 für eine Kompensationseinrichtung (2), die einen Pulsstrom richter (4) mit wenigstens einem kapazitiven Speicher (6), einen Anpaßfilter (20), eine Regel- und Steuereinrichtung (18) und eine Einspeiseeinrichtung (8) aufweist, wobei diese Regel- und Steuereinrichtung (18) eine Regeleinrichtung (22) zur Bestimmung eines Übertragungsverhältnis-Raumzeigers () und einen Pulsweitenmodulator (24), an dessen Ausgängen die Steuersignale (S_ν) für den Pulsstromrichter (4) anstehen, aufweist, wobei die Kompensationseinrichtung (2) mittels eines Ankoppeltransformators (10) seriell ans Versorgungsnetz (14) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (22) einen Regler (26) zur Ermittlung eines Basisübertragungsverhältnis-Raumzeigers (_b) aufweist, der eingangsseitig einen Mit- und Gegensystem-Kanal (56, 58) auf weist, die ausgangsseitig mit Eingängen einer ausgangsseiti gen Recheneinrichtung (60) verknüpft sind, an deren Ausgang der Basisübertragungsverhältnis-Raumzeiger (_b) ansteht, daß den Mit- und Gegensystem-Kanälen (56, 58) jeweils ein ermit telter Netzspannungs-Raumzeiger (_N) zugeführt ist, an deren Ausgängen jeweils eine Grundschwingungs-Mit- und Gegensystem-Ab weichung (_D,1+, _D,1-) anstehen, und daß an der Rechenein richtung (60) ein Wert der Zwischenkreisspannung (V_dc) des kapazitiven Speichers (6) des Pulsstromrichters (4) und ein Wert des Transformator-Übersetzungsverhältnisses (ü_Tr) des Ankoppeltransformators (10) anstehen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rege leinrichtung (22) n weitere Regler (28, . . ., 36) zur Bestim mung von n Teilübertragungsverhältnis-Raumzeigern (_ν±) auf weist, die jeweils eine Einrichtung (40) zur Bildung eines komplexen Fourierkoeffizienten, (C _ν+) einen I-Regler (42) und eine Einrichtung (44) zur Bildung eines Teilübertragungsver hältnis-Raumzeigers (_ν±) aufweisen, und daß die Ausgänge dieser n weiteren Regler (28, . . ., 36) mit einer Summations stelle (38) verknüpft sind, deren erster Eingang mit dem Aus gang des Reglers (26) zur Ermittlung eines Basisübertragungs verhältnis-Raumzeigers (_b) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mit system-Kanal (56) eingangsseitig eine Einrichtung (62) zur diskreten Fourier-Transformation aufweist, der eine Einrich tung (64) zur inversen diskreten Fourier-Transformation nach geschaltet ist, deren Ausgang einerseits mit einem invertie renden Eingang eines Vergleichers (66) und andererseits über eine Einrichtung (68) zur Bildung eines Grundschwingungs- Mitsystem-Sollraumzeigers (_N,1+soll) mit einem nichtinvertie renden Eingang dieses Vergleichers (66) verknüpft ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ge gensystem-Kanal (58) eingangsseitig eine Einrichtung (62) zur diskreten Fourier-Transformation aufweist, der eine Einrich tung (64) zur inversen diskreten Fourier-Transformation nach geschaltet ist, deren Ausgang mit einem nichtinvertierenden Eingang eines Vergleichers (78) verknüpft ist, an dessen in vertierenden Eingang ein Grundschwingungs-Gegensystem-Soll raumzeiger (_N,1-soll) ansteht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ge gensystem-Kanal (58) eingangsseitig einen Vergleicher (88) aufweist, dessen invertierenden Eingang mit dem Ausgang der Einrichtung (64) zur inversen diskreten Fourier-Transforma tion, dessen nichtinvertierender Eingang mit dem Eingang des Gegensystem-Kanals (58) und dessen Ausgang mit einem nichtin vertierenden Eingang eines weiteren Vergleichers (78) ver knüpft sind, an dessen invertierenden Eingang ein Grund schwingungs-Gegensystem-Sollraumzeiger (_N,1-soll) ansteht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rege leinrichtung (22) zur Bestimmung eines Übertragungsverhält nis-Raumzeigers () eine Einrichtung (106) zur Ermittlung eines Teilübertragungsverhältnis-Raumzeigers (_w,ν±) für einen Wirkleistungstransfer aufweist, die eingangsseitig einerseits eine Einrichtung (62) zur diskreten Fourier-Transformation mit einer nachgeschalteten Einrichtung (64) zur inversen dis kreten Fourier-Transformation und andererseits einen Zwi schenkreisspannungs-Regelkreis (108) und ausgangsseitig einen Multiplizierer (110) aufweist, deren beide Eingänge einer seits mit einem Ausgang des Regelkreises (108) und anderer seits mit einem Ausgang der Einrichtung (64) verknüpft sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Si gnalprozessor für die Regeleinrichtung (22) vorgesehen ist.