DE19846981A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Generierung eines Kompensatorstrom-Sollwertraumzeigers für einen geregelten Shunt-Aktivfilter - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Generierung eines Kompensatorstrom-Sollwertraumzeigers für einen geregelten Shunt-AktivfilterInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Generierung eines Kompensatorstrom-Sollwertraumzeigers DOLLAR I1 für einen geregelten Shunt-Aktivfilter (8) einer nichtlinearen und/oder rückspeisenden Last (2). Erfindungsgemäß wird ein Wirk-Ersatzleitwerk (G¶T¶(k È DELTAt)) gemäß der FBD-Methode berechnet, aus denen dann in Abhängigkeit eines ermittelten Lastspannungs-Raumzeigers DOLLAR I2 ein Netzstrom-Sollwertraumzeiger DOLLAR I3 bestimmt wird, aus dem durch Subtraktion eines ermittelten Laststrom-Raumzeigers (DELTA(t)) ein Kompensatorstrom-Sollwertraumzeiger DOLLAR I4 ermittelt wird. DOLLAR A Somit wird ein stabiler Betrieb eines Shunt-Aktivfilters (8) einer nichtlinearen Last (2) sichergestellt, wobei die guten dynamischen Eigenschaften der FBD-Methode erhalten bleiben.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor
richtung zur Generierung eines Kompensatorstrom-Sollwertraum
zeigers für einen geregelten Aktivfilter, der parallel zu ei
ner nichtlinearen und/oder rückspeisenden Last gekoppelt ist.
Im Aufsatz "New Trends in Active Filters" von H. Akagi, abge
druckt im Konferenzband "EPE '95", 1995, Sevilla, Seiten
0.017 bis 0.026, wird der Stand bezüglich Aktivfilter aufge
zeigt. Aktivfilter werden zur Kompensation von Flickerspan
nungen, zur Spannungsregelung von Versorgungsnetzen und zur
Lastflußregelung eingesetzt. Diese Aktivfilter können paral
lel oder seriell oder eine Kombination von beiden zu einer
Last im Netz eingebunden werden. Bei der Parallelschaltung
wird der Aktivfilter als Shunt-Aktivfilter bezeichnet. An
stelle der Bezeichnung Aktivfilter wird auch die Bezeichnung
Kompensationseinrichtung bzw. Kompensator verwendet. Diese
Kompensationseinrichtung, die schnell veränderliche Blind
ströme kompensieren soll, weisen einen selbstgeführten Strom
richter mit einer gleichspannungsseitig angeschlossenen Kon
densatorbatterie auf.
Sollen schnellveränderliche Anteile von Verbraucherströmen
von einem Netz ferngehalten werden, so muß eine parallel zur
Last geschaltete Kompensationseinrichtung so gesteuert wer
den, daß sie den schnell veränderlichen Anteilen entgegenge
setzt gleiche Ströme aufnimmt. Um die Ströme des Kompensators
entsprechend steuern oder regeln zu können, muß der Zeitver
lauf der Verbraucherblindströme bekannt sein. Nach Fryze er
hält man den Zeitverlauf der Blindkomponente eines Stromes,
wenn man von diesem Strom den Wirkanteil subtrahiert. Da der
Strom eines Verbrauchers praktisch verzögerungsfrei gemessen
werden kann, besteht das Grundproblem der Kompensation
schnell veränderlicher Blindströme darin, den Zeitverlauf des
Wirkstromes zu bestimmen. Eindeutig gelöst ist diese Aufgabe
bisher nur unter der Annahme, daß sowohl die Ströme als auch
die Spannungen eines Netzwerkes periodische Funktionen der
Zeit mit einer konstanten Schwingungsdauer sind.
Für den Fall, daß sowohl die Spannungen als auch die Ströme
eines Verbrauchers periodische Funktionen der Zeit mit der
gleichen Schwingungsdauer sind, hat Fryze gezeigt, daß man
jeden Strom in Bezug auf die zugeordnete Spannung immer ein
deutig in einen Wirk- und in einen Blindanteil aufspalten
kann. Bei einem mehrphasigen Verbraucher mit m-Anschlüssen
ist das System der Wirkströme gleich den Strömen eines Ver
brauchers, der aus m-gleichen Widerständen besteht und der
die gleiche mittlere Leistung P aufnimmt, wie der wirkliche
Verbraucher. Im Aufsatz "Kompensation schnell veränderlicher
Blindströme", abgedruckt in der DE-Zeitschrift "etz-a", Band
98, 1977, Heft 6, Seiten 408 bis 411, ist eine Beziehung für
die Berechnung der Wirkströme angegeben. Das Problem, den
Wirkanteil eines nichtperiodischen Stromes zu finden, ist
gemäß dieser angegebenen Beziehung damit auf die Aufgabe zu
rückgeführt, die Wirkleistung P so zu definieren, daß daraus
eine eindeutige und praktisch brauchbare Meßvorschrift auch
für Ströme mit nichtperiodischen Zeitfunktionen abgeleitet
werden kann. In diesem genannten Aufsatz wird eine Vorschrift
für den nichtperiodischen Fall angegeben.
Aus dem Aufsatz "Dynamic Compensation of Non-Active Power
Using the FBD Method - Basic Properties Demonstrated by
Benchmark Examples" von M. Depenbrock und H.-Ch. Skudelny,
abgedruckt in der Zeitschrift "ETEP", Ausgabe 4, Nr. 5. Sep
tember/Oktober 1994, Seiten 381 bis 388, ist ein Verfahren
zur Generierung eines Kompensatorstrom-Sollwertes bekannt.
Dieses Verfahren wird bei einem Aktivfilter verwendet, der
parallel zu einer passiven Last geschaltet ist. Mittels
dieses Shunt-Aktivfilters sollen die Gesamtblindströme der
passiven Last kompensiert werden. Für die Ermittlung eines
Kompensatorstrom-Sollwertes wird die sogenannte FBD-Methode
(Fryze, Buchholz, Depenbrock-Methode) verwendet. Mittels
dieser FBD-Methode, die beispielsweise im Aufsatz "The FBD-
Method, a Generally Applicable Tool for Analyzing Power
Relations",.abgedruckt in der Zeitschrift IEEE Transactions
on Power Systems, Ausgabe 8, Nr. 2. Mai 1993, Seiten 381 bis
387, näher erläutert ist, wird ein Wirk-Ersatzleitwert in Ab
hängigkeit eines gemessenen Laststromes und einer gemessenen
Lastspannung berechnet. Dieser berechnete Wirk-Ersatzleitwert
wird anschließend mit der gemessenen Lastspannung multipli
ziert und man erhält somit den Zeitverlauf des Wirkanteils
des Laststromes. Wird nun von diesem Wirkanteil der Laststrom
subtrahiert, so erhält man den Zeitverlauf eines Kompensator
strom-Sollwertes, der dem Blindstromanteil des Laststromes
entgegengesetzt ist. Der Schwerpunkt dieses Aufsatzes ist die
Herleitung einer Gleichung zur Berechnung eines Wirk-Ersatz
leitwertes. Mittels dieser FBD-Methode wird ein dynamischer
Sollwert für einen Shunt-Aktivfilter generiert, wodurch der
Shunt-Aktivfilter dynamisch auftretende Blindanteil eines
Laststromes einer passiven Last, kompensieren kann.
Wenn nicht bekannt ist, ob die Last immer passiv ist oder die
Last sich zeitweise aktiv und zeitweise passiv verhält, kommt
es zu instabilen Verhalten des geregelten Shunt-Aktivfilters.
Das heißt, die FBD-Methode ist in ihrer Grundform nicht mehr
anwendbar.
Im Aufsatz "Dynamic Parallel Compensation of Active Non-
Linear Loads using the FBD-Method", abgedruckt im Konferenz
band "IEEE Int. Conf. of Harmonics and Quality of Power VII
(ICHQP VII)", Las Vegas, Okt. 1996, Seiten 21 bis 26, wird
eine Möglichkeit vorgestellt, mit der das Instabilitätspro
blem eines geregelten Shunt-Aktivfilters bei der Verwendung
der FBD-Methode bei der Generierung eines Sollwertes des Kom
pensator-Stromes gelöst wird. Zur Lösung des Instabilitäts
problems wird parallel zum Shunt-Aktivfilter und zur Last ein
Kondensator und eine Induktivität geschaltet. Mit einem Sta
bilitätskriterium nach Hurwitz werden der Kondensator und die
Induktivität bemessen. Diese Bemessung ist vom Netzersatzwi
derstand abhängig, d. h., der Netzersatzwiderstand sollte un
gefähr bekannt sein, zumindest muß dieser Widerstand einen
genügend großen Wert aufweisen. Durch diese Maßnahme kann bei
bekannten Netzersatzwiderstand eine Stabilität erreicht wer
den.
Nachteilig bei diesem Verfahren wirken sich die Netzimpedanz
und die zusätzlichen Komponenten Kondensator und Induktivität
aus, wobei diese Komponenten mit Rücksicht auf Verlustbe
trachtung dimensioniert werden müssen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Generierung eines Sollwertes eines Kompensatorstromes für
einen geregelten Shunt-Aktivfilter anzugeben, das unabhängig
von einem Netzersatzwiderstand und von parallel geschalteten
Komponenten ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Merkmal des An
spruchs 1 gelöst.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß, wenn die nicht
lineare Last mittels einer Rechengröße nachgebildet wird,
auch die körperlich vorhandenen Komponenten Kapazität und In
duktivität durch entsprechende Rechengrößen in das Verfahren
zur Generierung eines Sollwertes des geregelten Shunt-Aktiv
filters einbindbar sind. Deshalb wurde die FBD-Methode derart
abgeändert, daß nun der Zeitverlauf des Wirkanteils des Last
stromes mittels eines Modellnetzwerkes berechnet wird, daß
den berechneten Wirk-Ersatzleitwert und die Modellelemente
Kapazität und Induktivität sowie einen Widerstand aufweist.
Dadurch erhält man ein Verfahren zur Generierung eines Soll
wertes eines Kompensatorstromes für einen geregelten Shunt-
Aktivfilter, ohne daß die genannten Nachteile auftreten. So
mit wird unabhängig vom Innenwiderstand des speisenden Netzes
ein stabiler Betrieb des geregelten Shunt-Aktivfilters einer
nichtlinearen Last sichergestellt. Das heißt, man erhält eine
auf der FBD-Methode basierende Regelung eines Shunt-Aktivfil
ters, die unabhängig von der Energieflußrichtung einsetzbar
ist.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung
Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel schematisch
veranschaulicht ist.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer bekannten
Kompensationsschaltung, die
Fig. 2 zeigt ein Ersatzschaltbild des Blockschalt
bildes nach Fig. 1, die
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines Sollwert
bildners nach Fig. 2, die
Fig. 4 zeigt ein Ersatzschaltbild des Blockschalt
bildes nach Fig. 1 für die Stabilitätsanalyse
und die
Fig. 5 bis 10 zeigen Simulationsergebnisse, die mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren erstellt sind.
Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer bekannten Kompensa
tionsschaltung, bei der eine nichtlineare Last mittels einer
elektrischen Leitung 4 mit einem Energieversorgungsnetz 6
verknüpft ist. Elektrisch parallel zur nichtlinearen Last 2
ist ein Aktivfilter 8 angeschlossen, der mittels einer Regel
einrichtung 10 angesteuert wird. Als Aktivfilter 8 ist ein
selbstgeführter Stromrichter mit gleichspannungsseitiger Kon
densatorbatterie vorgesehen. Außerdem ist eine Vorrichtung 12
zur Bildung eines Kompensatorstrom-Sollwertraumzeigers
vorgesehen, der ausgangsseitig mit einem Sollwert-Eingang 14
der Regeleinrichtung 10 und eingangsseitig mit einer Strom-
und Spannungsmeßeinrichtung 16 und 18 verknüpft ist. Die Vor
richtung 12, die auch als Sollwertbildner 12 bezeichnet wird,
ist eingangsseitig mit den Ausgängen zweier Einrichtungen 20
und 22 zur Bildung von Raumzeigern und verbunden.
Diesem Blockschaltbild ist zu entnehmen, daß es sich beim
Energieversorgungsnetz 6 um ein Drehstromsystem handelt. Aus
diesem Grund werden aus den gemessenen Lastphasenströmen
iR(t), is(t), iT(t) und den gemessenen Lastphasenspannungen
uR(t), us(t), uT(t) die eingangsseitig an den Einrichtungen 20
und 22 anstehen, jeweils ein Laststrom-Raumzeiger und
ein Lastspannungs-Raumzeiger erstellt. Aus diesen Raum
zeigern und wird mittels der Vorrichtung 12 ein Kom
pensatorstrom-Sollwertraumzeiger generiert, aus dem die
Regeleinrichtung 10 Steuersignale Sv für die Stromrichterven
tile des selbstgeführten Stromrichters erzeugt.
In der Fig. 2 ist ein zugehöriges Ersatzschaltbild als Block
schaltbild nach Fig. 1 dargestellt. In diesem Ersatzschaltbild
ist das dreiphasige Energieversorgungsnetz 6 als Spannungs
quelle 24, der innere Scheinwiderstand des Netzes als Induk
tivität LS, die auch als Netzersatzinduktivität bezeichnet
wird, und die nichtlineare Last als Stromquelle 26 und als
Spannungsquelle 28 mit nachgeschalteter Reihenschaltung eines
Widerstandes RL und einer Induktivität LL dargestellt. Diese
Ersatzschaltung der nichtlinearen Last 2 läßt erkennen, daß
diese Energie aufnehmen und abgeben kann. Da das erfindungs
gemäße Verfahren vom Netzersatzwiderstand RS unabhängig ist,
ist dieser in diesem Ersatzschaltbild nicht mehr dargestellt.
An sich ist dieses Ersatzschaltbild aus dem eingangs genann
ten Konferenzbericht "IEEE Int. Conf. of Harmonics and
Quality of Power VII", Las Vegas, bekannt.
In der Fig. 3 ist das Blockschaltbild des Sollwertbildners 12
näher dargestellt. Dieser Sollwertbildner 12 weist eingangs
seitig eine Einrichtung 30 zur Bestimmung eines Wirk-Ersatz
leitwertes GT(k.Δt), dem eine Einrichtung 32 zur Berechnung
eines Netzstrom-Sollwertraumzeigers nachgeschaltet ist,
und ausgangsseitig einen Subtrahierer 34 aufweist. Die beiden
Eingänge der Einrichtung 30 sind mit den Ausgängen der Ein
richtungen 20 und 22 verknüpft, mittels denen aus gemessenen
Lastphasenströmen iR(t), is(t), iT(t) und Lastphasenspannungen
uR(t), us(t), uT(t) ein Laststrom-Raumzeiger und ein
Lastspannungs-Raumzeiger gebildet werden. Der Aufbau
derartiger Einrichtungen 20 und 22 sind aus der feldorien
tierten Regelung bekannt, so daß hier nicht näher darauf ein
gegangen werden muß. Wie in der Einrichtung 30 ein Wirk-Er
satzleitwert GT(k.Δt) bestimmt wird, ist ausführlich in den
Entgegenhaltungen "ETEP" und "ICHQP VII" angegeben und erläu
tert worden. Dieser Wirk-Ersatzleitwert GT(k.Δt) wird mittels
der FBD-Methode bestimmt, die beispielsweise durch die fol
gende Gleichung
wiedergegeben wird. Da das erfindungsgemäße Verfahren diesen
Teil unverändert läßt und die FBD-Methode durch die eingangs
genannten Aufsätze hinreichend erläutert worden ist, erübrigt
sich an dieser Stelle eine nähere Erläuterung der Berechnung
des Wirk-Ersatzleitwertes GT(k.Δt).
Nachdem für jedes Zeitintervall Δt ein Wirk-Ersatzleitwert
GT(k.Δt) berechnet worden ist, werden diese Werte GT(k.Δt)
nacheinander der Einrichtung 32 zur Berechnung eines Netz
strom-Sollwertraumzeigers zugeführt. Dieser Einrichtung
32 wird außerdem der gebildete Lastspannungs-Raumzeiger
zugeführt. Ferner weist diese Einrichtung 32 Modellparameter
Modellwiderstand Rp, Modellkapazität Cp und Modellinduktivi
tät Lp auf. Diese Modellparameter Rp, Cp und Lp bilden zusam
men mit dem Wirk-Ersatzleitwert GT(k.Δt) ein Modellnetzwerk
36. Bei diesem Modellnetzwerk 36 sind die Modellkapazität Cp
und die Modellinduktivität Lp elektrisch parallel geschaltet.
Diese Parallelschaltung 38 ist elektrisch in Reihe zum Mo
dellwiderstand Rp geschaltet. Diese Parameterschaltung 40 ist
elektrisch parallel zum Wirk-Ersatzleitwert GT(k.0t) angeord
net. Am Eingang dieses Modellnetzwerkes 36 steht der gebil
dete Lastspannungs-Raumzeiger an. In Abhängigkeit von
den Wirk-Ersatzleitwerten GT(k.Δt) und den Werten der Modell
parameter Rp, Cp und Lp, stellt sich ein Strom ein, der ohne
Blindstromanteile von der Last 2 aufgeilommen oder abgegeben
wird. Da der Shunt-Aktivfilter 8 Blindstromanteile des Last
stromes i(t) kompensieren soll, ist der sich einstellende
Strom des Modellnetzwerkes 36 ein Sollwert. Deshalb wird die
ser Strom als Netzstrom-Sollwertraumzeiger bezeichnet.
Mittels des Subtrahierers 34 wird von diesem Netzstrom-Soll
wertraumzeiger der gebildete Laststrom-Raumzeiger
subtrahiert, und man erhält einen Kompensator-Sollwertraum
zeiger . Damit ein stabiler Betrieb des Shunt-Aktivfil
ters 8 erreicht wird, müssen die Modellparameter Rp, Cp und Lp
dimensioniert werden. Die Dimensionierungsvorschrift wird
mittels einer Stabilitätsuntersuchung hergeleitet.
Die Stabilitätsuntersuchung erfolgt unter der Annahme, daß
der stationäre Wirk-Ersatzleitwert in jedem Zeitintervall
Δt konstant ist. In diesem Fall kann das Verhalten von Last 2
und Shunt-Aktivfilter 8 zusammen durch das Ersatzschaltbild
nach Fig. 4 dargestellt werden. Für diese Ersatzschaltung gilt
folgende Zustandsgleichung:
Die Stabilität dieses Systems wird bestimmt, indem die
Hurwitz-Methode auf
det (s . I - A) = 0
angewendet wird, wobei
s = komplexe Frequenz
I = Einheitsmatrix
A = Koeffizientenmatrix
ist.
I = Einheitsmatrix
A = Koeffizientenmatrix
ist.
Durch die Anwendung der Hurwitz-Methode mit 1/Lp = ω2.Cp er
hält man folgende Gleichung:
(LsRpCp + LSCp)s3 + (RpCp + LS )s2
+ (ω2LSCp . Rp + (ω2LSCp+1)s +ω2 RpCp = 0 (3)
+ (ω2LSCp . Rp + (ω2LSCp+1)s +ω2 RpCp = 0 (3)
Zusammen fünf Ungleichungen, die durch die Hurwitz-Methode
gegeben sind, erfüllen eine asymptotische Stabilität, aber
nur zwei Ungleichungen bleiben übrig, welche die Grenzen der
gewählten Parameter setzen, wenn folgende Parameter einge
führt werden.
A = ω2 . LS . Cp = ω2/ws 2 mit ωs = 1/ (4)
mit ωs = Resonanzfrequenz der Reihenschaltung
Modellkapazität Cp und Netzinduktivität LS
B = ω . Cp.Rp (5)
und
X = ω . Cp . (6)
mit = 1/
Die Stabilität ist genau dann gegeben, wenn
Rp/(-)<1 (7)
und
erfüllt werden.
Wenn
A << 1 und (A/X)2 << 1
dann kann die Näherung
verwendet werden.
Mit diesen Gleichungen (7) und (8) bzw. (7) und (9) können
die Modellparameter Rp, Cp und Lp dimensioniert werden. In den
Fig. 5 bis 10 sind nun die Simulationsergebnisse dargestellt,
wobei zwei Fälle dargestellt sind. In einem ersten Fall wird
bei der Berechnung des Wirk-Ersatzleitwertes GT(k.Δt) die
Integrationszeit Ti gleich der Schwingungsdauer T der perio
dischen Funktion des Laststromes i(t) bzw. u(t) gesetzt, mit
dem Zeitintervall Δt = 0,417 ms. Damit ergeben sich pro Inte
grationszeit Ti 48 Werte des Wirk-Ersatzleitwertes GT. Die
zugehörigen Diagramme sind in den Fig. 5, 7 und 9 jeweils dar
gestellt.
In einem zweiten Fall ist die Integrationszeit Ti gleich der
halben Schwingungsdauer T der periodischen Funktion des Last
stromes i(t) bzw. u(t) mit einem Zeitintervall Δt = 0,277 ms.
Damit ergeben sich pro Integrationszeit Ti 36 Werte des Wirk-
Ersatzleitwertes GT. Zusätzlich wird eine erweiterte Defini
tion GE des Ersatzleitwertes verwendet, die in "Kompensation
schnell veränderlicher Blindströme", etz-A, Band 98, Nr. 6,
Seiten 408 bis 411, beschrieben ist und daher keiner näheren
Erläuterung bedarf. Die zugehörigen Diagramme sind jeweils in
den Fig. 5, 8 und 10 dargestellt. Dieser Wert GE wird als
Energieausgleich-Ersatzleitwert bezeichnet.
In den Fig. 5 und 6 sind jeweils über der normierten Zeit t/T
die normierten Größen Wirk-Ersatzleitwert GT/Gn, α-Komponente
isα/in des Netzstrom-Raumzeigers , α-Komponente uα/un des
Lastspannungs-Raumzeigers und Energie w(t)/wn des Shunt-
Aktivfilters 8 dargestellt. Wegen der kleineren Integrations
zeit Ti sind in der Fig. 6 die Überschwingungen des normierten
Wirk-Ersatzleitwertes GT/Gn größer. Demgegenüber ist die nor
mierte Energie w(t)/wn des Shunt-Aktivfilters 8 wegen der
Verwendung des Energieausgleichs-Ersatzleitwertes wesentlich
kleiner.
In den Fig. 7 und 8 sind jeweils die Trajektorien des normier
ten Netzstrom-Raumzeigers und des normierten Lastspan
nungs-Raumzeigers für die nichtlineare Last 2, die sich
zeitweise passiv und zeitweise aktiv verhält, in der komple
xen Ebene dargestellt. Die Fig. 9 und 10 zeigen demgegenüber
jeweils die Trajektorien des normierten Kompensatorstrom-
Raumzeigers in der komplexen Ebene. Ein Vergleich die
ser beiden Fig. 9 und 10 zeigen, daß der Spitzenwert des nor
mierten Kompensatorstrom-Raumzeigers im zweiten Fall
viel kleiner ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Generierung eines
Kompensatorstrom-Sollwertraumzeigers wird ein stabiler
Betrieb eines Aktivfilters 8, der parallel zu einer nichtli
nearen und/oder rückspeisenden Last 2 geschaltet ist, sicher
gestellt, wobei die guten dynamischen Eigenschaften einer auf
der FBD-Methode basierenden Regelung unverändert erhalten
bleiben. Gegenüber dem bekannten Verfahren aus dem Konferenz
bericht ICHQP VII, Las Vegas, ist das erfindungsgemäße Ver
fahren vom Innenwiderstand des speisenden Netzes 6 unabhängig
und der Modellparameter Rp kann ohne Rücksicht auf Verlustbe
trachtungen dimensioniert werden. Dadurch erhält man eine auf
der FBD-Methode basierende Regelung eines Shunt-Aktivfilters,
die unabhängig von der Energieflußrichtung einsetzbar ist.
Claims (8)
1. Verfahren zur Generierung eines Kompensatorstrom-Sollwert
raumzeigers für einen geregelten Aktivfilter (8) der
parallel zu einer nichtlinearen und/oder rückspeisenden Last
(2) gekoppelt ist, mit folgenden Verfahrensschritten:
- a) Ermittlung eines Laststrom-Raumzeigers ( und eines Lastspannungs-Raumzeigers ( jeweils aus gemessenen Lastphasenströmen (iR(t), is(t), iT(t)) und Lastphasen spannungen (uR(t), us(t), uT(t)),
- b) sukzessive Berechnung von Wirk-Ersatzleitwerten (GT(k.Δt)) in Abhängigkeit der ermittelten Laststrom- und Lastspan nungs-Raumzeiger , ,
- c) Berechnung eines Netzstrom-Sollwertraumzeigers () mittels eines Modellnetzwerkes (36) bestehend aus dem Wirk-Ersatzleitwert (GT(k.Δt)), einem Modellwiderstand (Rp), einer Modellinduktivität (Lp) und eines Modellkon densators (Cp) und des ermittelten Lastspannungs-Raumzei gers () und
- d) Bestimmung eines Kompensatorstrom-Sollwertraumzeigers () durch Subtraktion des ermittelten Laststrom-Raum zeigers () vom ermittelten Netzstrom-Sollwertraumzei gers ().
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Modellgrößen (Rp, Lp,
Cp) mittels folgender Parameter:
A = ω2 . LS . Cp = ω2/ω2 s mit ωS = 1/ (4)
B = ω . Cp . Rp (5)
X = ω . Cp . (6)
und folgender Stabilitätskriterien
Rp/(-) < 1 (7)
und
dimensioniert werden.
A = ω2 . LS . Cp = ω2/ω2 s mit ωS = 1/ (4)
B = ω . Cp . Rp (5)
X = ω . Cp . (6)
und folgender Stabilitätskriterien
Rp/(-) < 1 (7)
und
dimensioniert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Näherungsgleichung
verwendet wird, wenn
A << 1 und (A/X)2 << 1
gilt.
verwendet wird, wenn
A << 1 und (A/X)2 << 1
gilt.
4. Vorrichtung (12) zur Generierung eines Kompensatorstrom-
Sollwertraumzeigers () für eine Regeleinrichtung (10)
eines Aktivfilters (8), der parallel zu einer nichtlinearen
und/oder rückspeisenden Last (2) gekoppelt ist, wobei die
Vorrichtung (12) ausgangsseitig mit einem Sollwert-Eingang
der Regeleinrichtung (10) des Aktivfilters (8) verbunden ist,
wobei diese Vorrichtung (12) eine Einrichtung (30) zur Be
stimmung eines Wirk-Ersatzleitwertes (GT(k.Δt)), eine Ein
richtung (32) zur Berechnung eines Netzstrom-Sollwertraumzei
gers () und einen Vergleicher (34) aufweist, dessen in
vertierender Eingang mit einer Einrichtung (20) zur Bildung
des Laststorm-Raumzeigers () und dessen nichtinvertieren
den Eingang mit dem Ausgang der Einrichtung (32) zur Berech
nung des Netzstrom-Sollwertraumzeigers () verknüpft sind
und wobei diese Einrichtung (32) eingangsseitig einerseits
mit einem Ausgang der Einrichtung (22) zur Bildung des Last
spannungs-Raumzeigers () und andererseits mit einem Aus
gang der Einrichtung (30) zur Bestimmung des Wirk-Ersatzleit
wertes (GT(k.Δt)) verknüpft ist, die ihrerseits eingangssei
tig jeweils mit einem Ausgang der beiden Einrichtungen (20,
22) zur Bildung der Raumzeiger (), ) verbunden ist.
5. Vorrichtung (12) nach Anspruch 4, wobei die Einrichtungen
(20, 22) zur Bildung von Raumzeigern (), ) jeweils ei
nen Koordinatwandler mit nachgeschalteten Kathesisch-Polar-
Koordinatwandler aufweist.
6. Vorrichtung (12) nach Anspruch 4, wobei als Einrichtung
(30) zur Bildung eines Wirk-Ersatzleitwertes (GT(k.Δt)) eine
Recheneinheit vorgesehen ist.
7. Vorrichtung (12) nach Anspruch 4, wobei als Einrichtung
(32) zur Bestimmung eines Netzstrom-Sollwertraumzeigers
() eine Recheneinheit vorgesehen ist.
8. Vorrichtung (12) nach Anspruch 4, wobei für die Vorrich
tungselemente (30, 32, 34) der Vorrichtung (12) ein Signal
prozessor vorgesehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19846981A DE19846981A1 (de) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Verfahren und Vorrichtung zur Generierung eines Kompensatorstrom-Sollwertraumzeigers für einen geregelten Shunt-Aktivfilter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19846981A DE19846981A1 (de) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Verfahren und Vorrichtung zur Generierung eines Kompensatorstrom-Sollwertraumzeigers für einen geregelten Shunt-Aktivfilter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19846981A1 true DE19846981A1 (de) | 2000-04-13 |
Family
ID=7884199
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19846981A Withdrawn DE19846981A1 (de) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Verfahren und Vorrichtung zur Generierung eines Kompensatorstrom-Sollwertraumzeigers für einen geregelten Shunt-Aktivfilter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19846981A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1557924A2 (de) * | 2004-01-20 | 2005-07-27 | RAI RADIOTELEVISIONE ITALIANA (S.p.A.) | Simulator einer komplexen elektrischen Last |
-
1998
- 1998-10-12 DE DE19846981A patent/DE19846981A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1557924A2 (de) * | 2004-01-20 | 2005-07-27 | RAI RADIOTELEVISIONE ITALIANA (S.p.A.) | Simulator einer komplexen elektrischen Last |
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