DE202010015825U1

DE202010015825U1 - Electric power supply system with parallel power modules

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Publication number: DE202010015825U1
Application number: DE202010015825U
Authority: DE
Original assignee: Danfoss Drives AS
Current assignee: Danfoss Power Electronics AS
Priority date: 2010-11-24
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2011-04-28
Anticipated expiration: 2020-11-25

Abstract

Ein elektrisches Energieversorgungssystem mit mindestens zwei parallelgeschalteten Leistungsmodulen (7, 8, 9, 10, 29, 30, 31, 32) mit einer zugehörigen Energieversorgungsleitung (1), wobei das elektrische Energieversorgungssystem Folgendes umfasst:
– ein erstes Leistungsmodul (7, 29) zur Lieferung von Energie an einen angeschlossenen Energieverbraucher (15, 52), wobei das erste Leistungsmodul erste Regelungsmittel zur Regelung des Betriebs des mindestens ersten Leistungsmoduls aufweist, und
– ein zweites Leistungsmodul (8, 30) zur Lieferung von Energie an den angeschlossenen Energieverbraucher (15, 52), wobei das zweite Leistungsmodul zweite Regelungsmittel zur Regelung des Betriebs des mindestens zweiten Leistungsmoduls aufweist,
wobei die Leistungsmodule zum Betrieb in einer mit anderen Leistungsmodulen koordinierten Weise konfiguriert sind, so dass der Betrieb jedes Leistungsmoduls das Ein- und/oder Ausschalten des Leistungsmoduls umfasst, wenn dies vom Verbrauch gefordert wird.An electrical power system comprising at least two power modules (7, 8, 9, 10, 29, 30, 31, 32) connected in parallel to an associated power supply line (1), the electric power system comprising:
A first power module (7, 29) for supplying energy to a connected energy consumer (15, 52), the first power module having first control means for controlling the operation of the at least first power module, and
A second power module (8, 30) for supplying energy to the connected energy consumer (15, 52), the second power module having second control means for controlling the operation of the at least second power module,
wherein the power modules are configured to operate in a manner coordinated with other power modules, such that the operation of each power module includes turning on and / or off the power module when demanded by the power.

Description

BEREICH DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Energieversorgungssystem mit einer Mehrzahl von Leistungsmodulen, wie z. B. Energieversorgungsmodulen oder aktiven Filtern, die parallelgeschaltet sind. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Energieversorgungssystem zum Einsetzen zwischen einem Versorgungsnetz und einem Energieverbraucher. Das Versorgungsnetz kann einphasig oder dreiphasig sein. Das Energieversorgungssystem nach der vorliegenden Erfindung ist imstande einzelne Leistungsmodule in Übereinstimmung mit beispielsweise der dem Energieverbraucher zu liefernden Energiemenge ein- oder auszuschalten. Durch die ununterbrochene Justierung der Anzahl von eingeschalteten Leistungsmodulen kann die gesamte Menge an elektrischen Verlusten und die durch das Energieversorgungssystem erzeugten elektromagnetischen Geräusche erheblich reduziert werden.The present invention relates to a power supply system having a plurality of power modules, such as. B. power supply modules or active filters, which are connected in parallel. In particular, the present invention relates to a power supply system for insertion between a utility grid and an energy consumer. The supply network can be single-phase or three-phase. The power supply system according to the present invention is capable of turning on or off individual power modules in accordance with, for example, the amount of power to be supplied to the power consumer. By continuously adjusting the number of power modules on, the total amount of electrical losses and the electromagnetic noise generated by the power system can be significantly reduced.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Verschiedene Typen von modularen Systemen, z. B. modulare Filtersysteme, sind im Bereich der Leistungselektronik vorgeschlagen worden. Z. B. hat die Firma Asea Brown Boveri (ABB) in der Broschüre „Quality Power Filter – Active Filtering Guide” offenbart, wie eine Mehrzahl von aktiven Filtern in einer parallelen Konfiguration angeordnet werden können. Indem von ABB vorgeschlagenen Filtersystem regelt ein aktiver Hauptfilter eine Reihe von aktiven Nebenfiltern.Various types of modular systems, e.g. As modular filter systems have been proposed in the field of power electronics. For example, Asea Brown Boveri (ABB) has disclosed in the brochure "Quality Power Filter - Active Filtering Guide" how to arrange a plurality of active filters in a parallel configuration. In the filter system proposed by ABB, an active main filter controls a number of active sub-filters.

Es ist aber ein Nachteil des von ABB offenbarten Systems, dass alle aktiven Nebenfilter jederzeit eingeschaltet sind. Ein solches andauerndes Einschalten aller aktiven Nebenfilter bewirkt, dass die gesamten Schaltverluste in den Filtern und die erzeugten elektromagnetischen Geräusche ein unnötig hohes Niveau erreichen. Aus einer Verlust- und Geräuschperspektive gesehen, kann das von ABB vorgeschlagene Filtersystem somit weiter verbessert werden.However, it is a disadvantage of the system disclosed by ABB that all active sub-filters are always on. Such continuous turn-on of all active sub-filters will cause the total switching losses in the filters and the generated electromagnetic noise to reach an unnecessarily high level. From a loss and noise point of view, the filter system proposed by ABB can thus be further improved.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Energieversorgungssystems, in dem die elektrischen Verluste in der Form von Leitungsverlusten und Schaltverlusten reduziert werden.An object of the present invention is to provide a power supply system in which electrical losses in the form of line losses and switching losses are reduced.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Energieversorgungssystems, in dem die elektromagnetischen Geräusche, wie z. B. Schaltgeräusche von steuerbaren Halbleiterschaltelementen, die in ein zugehöriges Versorgungsnetz übertragen werden, erheblich reduziert werden.Another object of the present invention is to provide a power supply system in which the electromagnetic noise, such. As switching noise of controllable semiconductor switching elements that are transmitted to an associated utility network, be significantly reduced.

Ein zusätzliches Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines redundanten und dadurch zuverlässigen Energieversorgungssystems.An additional object of the present invention is to provide a redundant and thereby reliable power supply system.

Ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines modularen Energieversorgungssystems, in dem die Anzahl von aktiven Leistungsmodulen ständig angepasst wird, um z. B. mit der zu liefernden Menge an elektrischer Energie übereinzustimmen.A still further object of the present invention is to provide a modular power system in which the number of active power modules is constantly adjusted to accommodate e.g. B. to match the amount of electrical energy to be supplied.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Die oben erwähnten Ziele werden in einem ersten Aspekt durch die Bereitstellung eines elektrischen Energieversorgungssystems erfüllt, das mindestens zwei mit einer zugehörigen Energieversorgungsleitung parallelgeschaltete Leistungsmodule aufweist, wobei das elektrische Energieversorgungssystem Folgendes aufweist

– ein erstes Leistungsmodul zur Lieferung von Energie an einen angeschlossenen Energieverbraucher, wobei das erste Leistungsmodul erste Regelungsmittel zur Regelung des Betriebs von mindestens dem ersten Leistungsmoduls aufweist, und
– ein zweites Leistungsmodul zur Lieferung von Energie an den angeschlossenen Energieverbraucher, wobei das zweite Leistungsmodul zweite Regelungsmittel zur Regelung des Betriebs von mindestens dem zweiten Leistungsmoduls aufweist,

wobei die Leistungsmodule zum Betrieb in einer mit anderen Leistungsmodulen koordinierten Weise konfiguriert sind, so dass der Betrieb jedes Leistungsmoduls das Ein- und/oder Ausschalten des Leistungsmoduls umfasst, wenn dies vom Verbrauch gefordert wird.The above-mentioned objects are met in a first aspect by the provision of an electric power supply system having at least two power modules connected in parallel with an associated power supply line, the electric power supply system comprising

A first power module for supplying power to a connected power consumer, the first power module having first control means for controlling the operation of at least the first power module, and
A second power module for supplying power to the connected power consumer, the second power module having second control means for controlling the operation of at least the second power module,

wherein the power modules are configured to operate in a manner coordinated with other power modules, such that the operation of each power module includes turning on and / or off the power module when demanded by the power.

In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Energieversorgungssystems mit mindestens zwei mit einer zugehörigen Energieversorgungsleitung parallelgeschalteten Leistungsmodulen, wobei das Verfahren erstens die Schritte zur Bereitstellung eines elektrischen Energieversorgungssystem umfasst, das Folgendes aufweist

– ein erstes Leistungsmodul zur Lieferung von Energie an einen zugehörigen Energieverbraucher, wobei das erste Leistungsmodul erste Regelungsmittel zur Regelung des Betriebs des zumindest ersten Leistungsmoduls aufweist, und
– ein zweites Leistungsmodul zur Lieferung von Energie an einen zugehörigen Energieverbraucher, wobei das zweite Leistungsmodul zweite Regelungsmittel zur Regelung des Betriebs des zumindest zweiten Leistungsmoduls aufweist,

und zweitens Betreiben der Leistungsmodule in einer mit anderen Leistungsmodulen koordinierten Weise, so dass der Betrieb jedes Leistungsmoduls das Ein- und/oder Ausschalten des Leistungsmoduls umfasst, wenn dies vom Verbrauch gefordert wird.In a second aspect, the present invention relates to a method of operating an electrical power system having at least two power modules connected in parallel with an associated power supply line, the method comprising, firstly, the steps of providing an electrical power system having the following

A first power module for supplying energy to an associated energy consumer, wherein the first power module has first control means for controlling the operation of the at least first power module, and
A second power module for supplying energy to an associated energy consumer, wherein the second power module has second control means for controlling the operation of the at least second power module,

and second, operating the power modules in a manner coordinated with other power modules, such that the operation of each power module includes turning on and / or off the power module as required by the power.

Die Ausdrücke „Energieversorgungssystem” und „Leistungsmodul” müssen sehr breit interpretiert werden, indem diese Ausdrücke nicht lediglich als Energie erzeugende Mittel, wie z. B. ein Generator mit dazu passenden Gleichrichtern und/oder andere Umformer, die den gelieferten Strom in eine gewünschte Form umwandelt, interpretiert werden sollen. Als Folge der oben erwähnten breiten Interpretation kann ein Leistungsmodul z. B. als ein kompletter Frequenzumformer, ein aktiver Gleichrichter, ein aktives Frontend oder Rearend eines Frequenzumformers, ein aktiver Filter, eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung etc. interpretiert werden. Alle diese Leistungsmodule können steuerbare Halbleiterschaltelemente anwenden, wie z. B. Thyristoren, Leistungstransistoren, beispielsweise Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), zur Lieferung von elektrischer Energie an einen Energieverbraucher in einer gewünschten Form. Die Lieferung von Energie an einen angeschlossenen Energieverbraucher oder die Filterung eines an der Energieversorgungsleitung auftretenden harmonischen Geräusches kann von einer oder mehreren Modulierungstechniken zur Verfügung gestellt werden, die in dem Technikbereich wohl bekannt sind, beispielsweise Pulsbreiten- oder Pulsamplitudenmodulierungstechniken.The terms "power supply system" and "power module" must be interpreted very broadly by not using these terms merely as energy-producing means, such as energy. B. a generator with matching rectifiers and / or other converters, which converts the supplied current into a desired shape, to be interpreted. As a consequence of the above-mentioned broad interpretation, a power module may e.g. B. as a complete frequency converter, an active rectifier, an active front end or Rearend a frequency converter, an active filter, a power factor correction circuit, etc. are interpreted. All of these power modules can apply controllable semiconductor switching elements, such. As thyristors, power transistors, such as insulated gate bipolar transistors (IGBT), for supplying electrical energy to an energy consumer in a desired form. The supply of energy to a connected power consumer or the filtering of harmonic noise occurring on the power supply line may be provided by one or more modulation techniques well known in the art, such as pulse width or pulse amplitude modulation techniques.

Nach den ersten und zweiten Aspekten der vorliegenden Erfindung wird somit ein Energieversorgungssystem mit zwei oder mehreren parallelgeschalteten Leistungsmodulen bereitgestellt.According to the first and second aspects of the present invention, there is thus provided a power supply system having two or more power modules connected in parallel.

Eine solche Konfiguration gewährleistet ein redundantes und zuverlässiges Energieversorgungssystem.Such a configuration ensures a redundant and reliable power supply system.

Es ist ein großer Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass die elektrischen Verluste in der Form von Leitungsverlusten und Schaltverlusten auf ein Minimum reduziert werden, indem laufend gewährleistet wird, dass nur eine minimale Anzahl von Leistungsmodulen aktiv ist. Zusätzlich werden elektromagnetische Geräusche, wie z. B. schaltelektromagnetische Geräusche, die von steuerbaren Halbleiterschaltelementen herrühren, die in das zugehörige Versorgungsnetz übertragen werden, erheblich reduziert.It is a great advantage of the present invention that electrical losses in the form of line losses and switching losses are minimized by continually ensuring that only a minimum number of power modules are active. In addition, electromagnetic noise, such. B. switching electromagnetic noise, resulting from controllable semiconductor switching elements, which are transmitted to the associated supply network, significantly reduced.

Das elektrische Energieversorgungssystem kann außerdem ein oder mehrere zusätzliche Leistungsmodule aufweisen, die mit der zugehörigen Energieversorgungsleitung parallelgeschaltet und zur Lieferung von Energie an den zugehörigen Energieverbraucher vorgesehen sind, wobei jedes der einen oder mehreren zusätzlichen Leistungsmodul(en) zum Betrieb in einer mit einem oder mehreren anderen Leistungsmodulen koordinierten Weise konfiguriert ist, wobei der Betrieb jedes einzelnen zusätzlichen Leistungsmoduls das selbsttätige Ein- und/oder Ausschalten umfasst, wenn der Verbrauch dies erfordert. In dieser Weise kann das elektrische Energieversorgungssystem maßgeschneidert sein, um im Voraus definierte Forderungen zu erfüllen, wie z. B. die zu liefernde Maximalleistung, ein einzuhaltendes spezifisches Verlust- oder Geräuschniveau etc.The electrical power system may also include one or more additional power modules connected in parallel with the associated power supply line and provided for supplying power to the associated power consumer, each of the one or more additional power modules for operation in one or more other ones Power Modules is configured in a coordinated manner, wherein the operation of each additional power module comprises the automatic on and / or off, as required by the consumption. In this way, the electrical power system may be tailored to meet predefined demands, such as: B. the maximum power to be delivered, a specific loss or noise level to be met, etc.

Das elektrische Energieversorgungssystem kann sogar zusätzlich ein System aufweisen, in dem

– das erste Leistungsmodul ein Hauptleistungsmodul ist, das Hauptregelungsmittel aufweist, die zumindest zur Regelung von einem oder mehreren Nebenleistungsmodulen vorgesehen sind, und
– das zweite Leistungsmodul ein Nebenleistungsmodul ist, das Regelungsmittel aufweist, die zur Kommunikation mit den Hauptregelungsmitteln des Hauptleistungsmoduls vorgesehen sind,

und wobei das Nebenleistungsmodul zum Betrieb in Übereinstimmung mit seiner Kommunikation mit den Hauptregelungsmitteln des Hauptleistungsmoduls konfiguriert ist, und wobei der Betrieb des Nebenleistungsmoduls das Ein- und/oder Ausschalten des Nebenleistungsmoduls umfasst, wenn dies vom Verbrauch gefordert wird.The electric power supply system may even additionally comprise a system in which

The first power module is a main power module having main control means provided at least for controlling one or more auxiliary power modules, and
The second power module is a sub power module having control means provided for communicating with the main power module main control means,

and wherein the sub-power module is configured to operate in accordance with its communication with the main control means of the main power module, and wherein the operation of the sub-power module includes turning on and / or off the sub power module when required by the consumption.

Zusätzlich kann jedes der einen oder mehreren Nebenleistungsmodule Regelungsmittel aufweisen, die zur Kommunikation mit den Hauptregelungsmitteln des Hauptleistungsmoduls vorgesehen sind. Das eine oder die mehreren zusätzlichen Nebenleistungsmodule können zum Betrieb in Übereinstimmung mit ihrer jeweiligen Kommunikation mit den Hauptregelungsmitteln des Hauptleistungsmoduls konfiguriert sein, wobei der Betrieb des einen oder der mehreren Nebenleistungsmodule das Ein- und/oder Ausschalten des einen oder der mehreren Nebenleistungsmodule umfasst, wenn dies vom Verbrauch gefordert wird.In addition, each of the one or more sub power modules may include control means provided for communicating with the main power module main control means. The one or more additional sub power modules may be configured to operate in accordance with their respective communication with the main power module main control means, the operation of the one or more sub power modules including turning on and / or off the one or more sub power modules, if so required by consumption.

Die Bezeichnungen Haupt-/Nebenleistungsmodule sind nicht unbedingt statisch. Ein Nebenleistungsmodul kann somit zum Hauptleistungsmodul ernannt werden, wenn z. B. ein vorheriges Hauptleistungsmodul während des Betriebs versagt oder stehen bleibt. Das neue Hauptleistungsmodul kann manuell oder automatisch ernannt werden, z. B. von einem hochrangigeren Regelungssystem. Der Betrieb ohne Hauptleistungsmodul ist auch möglich. In diesem Fall hat das hochrangigere Regelungssystem eine Hauptfunktion oder jedes Leistungsmodul hat die Fähigkeit als Hauptleistungsmodul zu arbeiten.The terms main / auxiliary power modules are not necessarily static. An auxiliary power module can thus be appointed to the main power module when z. B. a previous main power module fails during operation or stops. The new main power module can be manually or automatically appointed, e.g. From a higher level regulatory system. Operation without main power module is also possible. In this case, the higher-level control system has a main function or each power module has the ability to work as the main power module.

Die Haupt und Nebenleistungsmodule können mit Hilfe von Kommunikationsmitteln, z. B. einem Daten- oder Kommunikationsbus, beispielsweise einem seriellen Datenbus, mit einander verbunden sein. In dieser Weise kann das Hauptleistungsmodul den Betrieb des Nebenleistungsmoduls regeln, einschließlich das Ein- und/oder Ausschalten des Nebenleistungsmoduls, so dass die Anzahl von eingeschalteten Leistungsmodulen mit beispielsweise der zu liefernden Energiemenge, einem zu beachtenden, spezifischen Verlust- oder Geräuschniveau etc. übereinstimmt. The main and auxiliary power modules can be controlled by means of communication, e.g. B. a data or communication bus, such as a serial data bus to be connected to each other. In this way, the main power module may regulate the operation of the sub-power module, including turning on and / or off the sub-power module so that the number of power modules powered up coincides with, for example, the amount of energy to be delivered, a specific loss or noise level to be considered.

Wie oben erwähnt kann die Vielzahl von Leistungsmodulen solche Leistungsmodule wie z. B. einen oder mehrere Wechselstrom-zu-Gleichstrom Gleichrichter, die ein Frontend eines Frequenzumformers bilden, einen oder mehrere Gleichstrom-zu-Wechselstrom Umformer, die ein Rearend eines Frequenzumformers bilden, einen oder mehrere komplette Frequenzumformer, einen oder mehrere aktive Filter oder einen oder mehrere Leistungsfaktorkorrekturschaltungen etc. umfassen.As mentioned above, the plurality of power modules may include such power modules as e.g. For example, one or more AC-to-DC rectifiers forming a front end of a frequency converter, one or more DC-to-AC converters forming a rear end of a frequency converter, one or more complete frequency converters, one or more active filters or one or more include multiple power factor correction circuits, etc.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile werden noch einleuchtender durch die folgende Beschreibung von möglichen Ausführungen der Erfindung, die unter Hinweis auf die beigefügten Figuren beschrieben werden, worin:The present invention and its advantages will become more apparent from the following description of possible embodiments of the invention, described with reference to the accompanying drawings, in which:

1 eine Ausführung der vorliegenden Erfindung mit vier parallelgeschalteten, aktiven Filtern zeigt, 1 shows an embodiment of the present invention with four active filters in parallel,

2 eine zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung mit vier parallelgeschalteten, aktiven Filtern und Mitteln zur Regelung des einzelnen Filters zeigt, 2 shows a second embodiment of the present invention with four parallel active filters and means for controlling the single filter,

3 das Flussdiagramm für ein Verfahren zur Regelung der in der zweiten Ausführung gezeigten Filter zeigt, 3 the flowchart for a method of controlling the filters shown in the second embodiment,

4 eine dritte Ausführung der Erfindung, in der ein Haupt-/Nebenregelungsverfahren angewandt wird, zeigt, 4 A third embodiment of the invention, in which a main / secondary control method is applied, shows

5 das Flussdiagramm für das in der dritten Ausführung gezeigte Haupt-/Nebenregelungsverfahren zeigt, 5 shows the flowchart for the main / sub-control method shown in the third embodiment,

6 eine vierte Ausführung der Erfindung mit vier parallelgeschalteten, aktiven Filtern zeigt, 6 shows a fourth embodiment of the invention with four active filters in parallel,

7 eine fünfte Ausführung der Erfindung mit vier parallelgeschalteten, aktiven Filtern zeigt, und 7 shows a fifth embodiment of the invention with four active filters in parallel, and

8 eine sechste Ausführung der Erfindung mit vier parallelgeschalteten, aktiven Filtern zeigt. 8th shows a sixth embodiment of the invention with four active filters in parallel.

Die Erfindung kann mehrere Änderungen oder alternative Formen haben, wird aber in den Figuren durch eine beispielhafte, spezifische Ausführung gezeigt, die im Folgenden näher erläutert wird. Es wird jedoch betont, dass sich die Erfindung nicht auf die speziellen, offenbarten Formen beschränkt. Eher soll die Erfindung alle Änderungen, Äquivalenten und Alternativen decken, die unter den Sinn und den Schutzumfang der Erfindung fallen, die in den beigefügten Ansprüchen definiert werden.The invention may have several modifications or alternative forms, but will be shown in the figures by way of example, specific embodiment, which will be explained in more detail below. It is to be understood, however, that the invention is not limited to the specific forms disclosed. Rather, the invention is intended to cover all changes, equivalents and alternatives which fall within the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

NÄHERE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

In ihrer generellsten Form betrifft die vorliegende Erfindung ein Energieversorgungssystem mit zwei oder mehr parallelgeschalteten Leistungsmodulen, die ein redundantes und zuverlässiges Energieversorgungssystem ergeben. Die Leistungsmodule werden in einer Weise geregelt, die nur die Anzahl von Leistungsmodulen einschaltet, die mit der zu liefernden Energiemenge übereinstimmt. Wenn andauernd sichergestellt wird, dass nur eine minimale Anzahl von Leistungsmodulen aktiv ist, werden elektrische Verluste in der Form von Leitungs- und Schaltverlusten auf ein Minimum reduziert. Zusätzlich können elektromagnetische Geräusche, z. B. Schaltgeräusche von steuerbaren Halbleiterschaltelementen, die in ein zugehöriges Versorgungsnetz geleitet werden, erheblich reduziert werden. Verschiedene Typen von Halbleiterschaltelementen können aber verwendet werden. Halbleiterschaltelemente wie z. B. Thyristoren, Leistungstransistoren, z. B. IGBT, sind die meist verbreiteten Typen von Halbleiterschaltelementen.In its most general form, the present invention relates to a power supply system having two or more power modules connected in parallel, resulting in a redundant and reliable power supply system. The power modules are controlled in a manner that only turns on the number of power modules that matches the amount of power to be delivered. By constantly ensuring that only a minimum number of power modules are active, electrical losses in the form of line and switching losses are minimized. In addition, electromagnetic noise, z. As switching noise of controllable semiconductor switching elements, which are routed to an associated utility network, be significantly reduced. However, different types of semiconductor switching elements may be used. Semiconductor switching elements such. B. thyristors, power transistors, z. As IGBT, are the most common types of semiconductor switching elements.

Bisher ist die vorliegende Erfindung unter Hinweis auf die Anwendung einer Vielzahl von parallelgeschalteten Leistungsmodulen offenbart worden. Das Prinzip der vorliegenden Erfindung betrifft aber auch, zum Beispiel, parallelgeschaltete, aktive Filter oder Leistungsfaktorkorrekturschaltungen.So far, the present invention has been disclosed with reference to the application of a plurality of power modules connected in parallel. However, the principle of the present invention also relates to, for example, parallel, active filter or power factor correction circuits.

1 zeigt eine Ausführung der vorliegenden Erfindung mit, zum Beispiel, vier parallelgeschalteten, aktiven Filtern. Die vorliegende Erfindung beschränkt sich aber nicht auf Systeme die lediglich parallelgeschaltete, aktive Filter umfassen. Die in 1 gezeigten aktiven Filter sind somit nur beispielhaft und können durch komplette Frequenzumformer, aktive Frontenden eines Frequenzumformers etc. ersetzt werden, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. 1 shows an embodiment of the present invention with, for example, four active filters in parallel. However, the present invention is not limited to systems comprising only parallel active filters. In the 1 Thus, active filters shown are merely exemplary and may be replaced by complete frequency converters, active front ends of a frequency converter, etc., without departing from the scope of the present invention.

Wie in 1 gezeigt, sind vier aktive Filter 7, 8, 9, 10 zwischen einem Versorgungsnetz 1 und einem Energieverbraucher 15 eingesetzt. Die vom Verbraucher erzeugten Harmonischen oder Geräusche und folglich die von den aktiven Filtern geforderte Arbeit variieren mit der Zeit, wie es in dem Technikbereich wohl bekannt ist. Ein optionaler Netzumformer 2 ist zwischen dem Versorgungsnetz 1 und den mit den jeweiligen Filtern 7, 8, 9, 10 verbundenen Leitungen 3, 4, 5, 6 eingesetzt worden.As in 1 shown are four active filters 7 . 8th . 9 . 10 between a supply network 1 and an energy consumer 15 used. The harmonics or noises generated by the consumer and hence the work required of the active filters varies with time, as is well known in the art. An optional network converter 2 is between the supply network 1 and with the respective filters 7 . 8th . 9 . 10 connected lines 3 . 4 . 5 . 6 been used.

Jedes der aktiven Filter ist in sich imstande, einen Teil der vom nichtlinearen Energieverbraucher erzeugten harmonischen Geräuschleistung zu kompensieren, jedoch nicht die maximal mögliche harmonische Geräuschleistung. Dies ist der Grund dafür, dass in dieser Ausführung vier aktive Filter parallelgeschaltet sind. In Systemen nach dem Stand der Technik, wie oben beschrieben, hat dies den Nachteil von erhöhten Schaltverlusten gegenüber einem System mit einem einzigen aktiven Filter mit großer Kapazität. In dieser Ausführung der Erfindung werden die vier aktiven Filter aber so geregelt, dass nur die Anzahl von aktiven Filtern eingeschaltet ist, die für die zu liefernde Energiemenge erforderlich ist. Wenn z. B. die von den aktiven Filtermodulen benötigte Energiemenge maximal ist, sind alle aktiven Filter eingeschaltet, und wenn nur die halbe Energiemenge von den aktiven Filtermodulen benötigt wird, werden die Filter 9 und 10 ausgeschaltet und die Filter 7 und 8 bleiben eingeschaltet. Wenn andauernd sichergestellt wird, dass nur eine minimale Anzahl von Leistungsmodulen aktiv ist, werden elektrische Verluste in der Form von Leitungs- und Schaltverluste auf ein Minimum reduziert. Auch elektromagnetische Geräusche, wie z. B. Schaltgeräusche von steuerbaren Halbleiterschaltelementen, die in ein Versorgungsnetz eingeleitet werden, können erheblich reduziert werden.Each of the active filters is capable of compensating some of the harmonic noise power generated by the non-linear power consumer, but not the maximum harmonic power possible. This is the reason that in this embodiment, four active filters are connected in parallel. In prior art systems, as described above, this has the disadvantage of increased switching losses over a system having a single large capacity active filter. In this embodiment of the invention, however, the four active filters are controlled so that only the number of active filters required for the amount of energy to be delivered is switched on. If z. For example, if the amount of energy required by the active filter modules is maximum, all active filters are turned on, and if only half the amount of energy is needed by the active filter modules, the filters will become active 9 and 10 turned off and the filters 7 and 8th stay switched on. By constantly ensuring that only a minimal number of power modules are active, electrical losses in the form of line and switching losses are minimized. Also electromagnetic noise, such. B. switching noise of controllable semiconductor switching elements, which are introduced into a supply network, can be significantly reduced.

2 zeigt eine zweite Ausführung der Erfindung mit, zum Beispiel, vier parallelgeschalteten, aktiven Filtern. Wie oben beschrieben können auch andere Arten von Modulen verwendet werden. 2 zeigt auch Mittel zur Regelung der einzelnen Filter. 2 shows a second embodiment of the invention with, for example, four active filters in parallel. As described above, other types of modules may be used. 2 also shows means for controlling the individual filters.

Wie in 2 gezeigt, sind die vier parallelgeschalteten, aktiven Filter 7, 8, 9, 10 zwischen einem Versorgungsnetz 1 und einem Energieverbraucher 15 eingesetzt. Ein optionaler Netzumformer 2 ist zwischen dem Versorgungsnetz 1 und den mit den jeweiligen Filtern 7, 8, 9, 10 verbundenen Leitungen 3, 4, 5, 6 eingesetzt worden.As in 2 shown are the four active filters in parallel 7 . 8th . 9 . 10 between a supply network 1 and an energy consumer 15 used. An optional network converter 2 is between the supply network 1 and with the respective filters 7 . 8th . 9 . 10 connected lines 3 . 4 . 5 . 6 been used.

Die aktiven Filter 7, 8, 9, 10 sind untereinander durch mehrere binäre Kommunikationsleitungen 16, 17, 18, 19 verbunden, und dadurch können die aktiven Filter 7, 8, 9, 10 mit einander kommunizieren und beschließen ob sie im ,Lauf' (,aktiv', ,eingeschaltet' oder ,wach') Modus oder im ,Stopp' (,inaktiv', ,schlaf', ,stopp' oder ,ausgeschaltet') Modus sein sollen, so dass die Anzahl von aktiven Filtern 7, 8, 9, 10 in ,Lauf' Modus an die zu liefernde Energiemenge so gut wie möglich angepasst ist. Wenn andauernd sichergestellt ist, dass nur die minimale Anzahl von aktiven Filtern 7, 8, 9, 10 im ,Lauf' Modus ist, können die oben beschriebenen Vorteile erzielt werden.The active filters 7 . 8th . 9 . 10 are interconnected by multiple binary communication lines 16 . 17 . 18 . 19 connected, and thereby the active filters 7 . 8th . 9 . 10 communicate with each other and decide if they should be in the 'run' mode ('active', 'on' or 'awake') mode, or in 'stop' mode ('inactive', 'sleep', 'stop' or 'off' mode) , so the number of active filters 7 . 8th . 9 . 10 in 'run' mode is adapted to the amount of energy to be delivered as well as possible. If it is constantly ensured that only the minimum number of active filters 7 . 8th . 9 . 10 in 'run' mode, the advantages described above can be achieved.

Die binäre Kommunikationsleitung 16 leitet Signale vom aktiven Filter 7 zu den anderen aktiven Filtern 8, 9, 10. Ein solches Signal kann eine hohe Spannung (oder ,1') sein, die die Tatsache anzeigt, dass das aktive Filter 7 im ,Lauf' Modus ist, und eine niedrige Spannung (oder ,0') zeigt an, dass das aktive Filter 7 im ,Stopp' Modus und ausgeschaltet ist, oder jedes andere im Technikbereich bekannte Kommunikationsmittel. Die binären Kommunikationsleitungen 17, 18 und 19 verbinden die anderen aktiven Filter 8, 9, 10 in ähnlicher Weise.The binary communication line 16 directs signals from the active filter 7 to the other active filters 8th . 9 . 10 , Such a signal may be a high voltage (or '1') indicating the fact that the active filter 7 in 'run' mode, and a low voltage (or '0') indicates that the active filter 7 in 'stop' mode and off, or any other means of communication known in the art. The binary communication lines 17 . 18 and 19 connect the other active filters 8th . 9 . 10 in a similar way.

In dieser Ausführung müssen alle aktiven Filter 7, 8, 9, 10 die gesamte Systembelastung kennen oder überwachen. Dies erfolgt durch die Verwendung eines Belastungs- oder Strommessgerätes 27 und die Kommunikationsleitung 28, die die Belastungsinformation an die einzelnen aktiven Filter 7, 8, 9, 10 weiterleitet. Da die einzelnen aktiven Filter 7, 8, 9, 10 unter Verwendung der binären Kommunikationsleitungen 16, 17, 18, 19 wie oben beschrieben untereinander Informationen austauschen können, können sie sich selbst regeln ohne von Außen kommende Befehle. Das Regelungsverfahren wird jetzt beschrieben.In this implementation, all active filters must 7 . 8th . 9 . 10 know or monitor the entire system load. This is done by using a load or ammeter 27 and the communication line 28 passing the load information to each active filter 7 . 8th . 9 . 10 forwards. Because the individual active filters 7 . 8th . 9 . 10 using the binary communication lines 16 . 17 . 18 . 19 As described above, they can exchange information with each other, they can regulate themselves without coming from outside commands. The control method will now be described.

Wenn man davon ausgeht, dass die Nennleistung von jedem aktiven Filter 7, 8, 9, 10 den gleichen Wert hat, wird die Referenz R für die Leistung von jedem aktiven Filter mit Hilfe der folgenden Formel berechnet: R = L / m wo L gleich dem aktuellen Wert der gesamten Systembelastung (gemessen von dem Belastungs- oder Strommessgerät 27 und geliefert an die einzelnen aktiven Filter 7, 8, 9, 10 über die Kommunikationsleitung 28) ist, und m die Anzahl von aktiven Filtern die momentan im ,Lauf' Modus ist. Der Wert m steht über die binären Kommunikationsleitungen 16, 17, 18, 19 für die einzelnen aktiven Filter 7, 8, 9, 10 zur Verfügung. Wenn im ,Lauf' Modus, wird ein einzelnes aktives Filter 7, 8, 9, 10 den harmonischen Geräuschinhalt des Versorgungsnetzes 1 durch Anwendung von einem bis zu einer maximalen Leistung von R reduzieren.If one assumes that the rated power of each active filter 7 . 8th . 9 . 10 has the same value, the reference R for the power of each active filter is calculated using the following formula: R = L / m where L equals the current value of the total system load (as measured by the load or ammeter) 27 and delivered to the individual active filters 7 . 8th . 9 . 10 over the communication line 28 ), and m is the number of active filters currently in 'run' mode. The value m stands over the binary communication lines 16 . 17 . 18 . 19 for the individual active filters 7 . 8th . 9 . 10 to disposal. When in 'run' mode, it becomes a single active filter 7 . 8th . 9 . 10 the harmonic noise content of the supply network 1 reduce it by applying one to a maximum power of R.

Wenn man davon ausgeht, dass die Nennleistung von jedem aktiven Filter 7, 8, 9, 10 den gleichen Wert hat und jeder aktive Filter eine Nummer (n_u) zwischen 1 und N (N gleich die gesamte Anzahl von aktiven Filtern) bekommt, wird die Bedingung für jedes aktive Filter zur Änderung seines Modus auf ,Stopp': L < ( p / N(n_u – 1) – h) (1) wobei P die Energiekapazitätssumme aller parallelgeschalteten, aktiven Filter ist, die für jedes aktive Filter durch Vorprogrammierung zur Verfügung steht, N die Anzahl von parallelgeschalteten, aktiven Filtern ist, die für jedes aktive Filter durch Vorprogrammierung zur Verfügung steht, n_u die zugeteilte Nummer des betroffenen aktiven Filters (n_u = 1, 2 ... N) ist und h ein Hysteresewert ist. Die Hysterese kann verwendet werden, um Signale so zu filtern, dass die Leistung durch Beachtender jüngsten Geschichte langsam reagiert.If one assumes that the rated power of each active filter 7 . 8th . 9 . 10 has the same value and each active filter gets a number (n _u ) between 1 and N (N equal to the total number of active filters), the condition for each active filter to change its mode to 'stop' becomes: L <(p / N (n _u -1) -h) (1) where P is the energy capacity sum of all active filters in parallel, pre-programmed for each active filter, N is the number of parallel active filters available for each active filter pre-programmed, n _{u is} the assigned number of the affected one active filter (n _u = 1, 2 ... N) and h is a hysteresis value. Hysteresis can be used to filter signals so that performance responds slowly by watching recent history.

Die entsprechende Bedingung für ein spezielles aktives Filter, um auf ,Lauf' Modus zurückzukehren, ist: L > ( P / N(n_u – 1) + h) (2) The corresponding condition for a particular active filter to return to 'run' mode is: L> (P / N (n _u -1) + h) (2)

Die Bedingungen (1) und (2) werden laufend von jedem aktiven Filter berechnet.Conditions (1) and (2) are continuously calculated by each active filter.

3 zeigt das Flussdiagramm für das oben beschriebene Verfahren. Beim Start 20 werden die vorprogrammierten Werte für P, N, n_u und h gelesen. Der Wert der Referenz R wird bei 21 unter Verwendung des Werts der momentanen Belastung L, der vom Belastungs- oder Strommessgerät 27 erhalten wird, berechnet. Beim Entscheidungspunkt 22 wird ein Sprung zum Entscheidungspunkt 25 gemacht, wenn das aktive Filter nicht im ,Lauf' Modus ist, ansonsten wird bei 23 eine Entscheidung getroffen in Abhängigkeit vom Ergebnis der oben beschriebenen Bedingung (1). Wenn das Ergebnis negativ ist, d. h. L ist größer als ( P / N (n_u – 1) – h), geht die Regelung zu einer Neuberechnung von R bei 21. Wenn das Ergebnis positiv ist, wird das aktive Filter bei 24 in den ,Stopp' Modus versetzt und die Bedingung (2) wird bei 25 berechnet, um über einen Wiederkehr zum ,Lauf' Modus zu entscheiden. 3 shows the flowchart for the method described above. At the start 20 the preprogrammed values for P, N, n _u and h are read. The value of the reference R is added 21 using the value of the instantaneous load L from the load or ammeter 27 is obtained, calculated. At the decision point 22 gets a jump to the decision point 25 is made if the active filter is not in 'run' mode, otherwise it will be added 23 made a decision depending on the result of the condition (1) described above. If the result is negative, ie L is greater than ( P / N (n _u - 1) - h), the rule goes to a recalculation of R 21 , If the result is positive, the active filter becomes active 24 is put into 'stop' mode and condition (2) is added 25 calculated to decide on a return to, run 'mode.

4 zeigt eine dritte Ausführung der Erfindung, in der ein Haupt-/Nebenregelungsverfahren angewandt wird, wobei eines der Module als Hauptleistungsmodul arbeitet und das/die andere(n) Leistungsmodul(e) als Nebenleistungsmodul(e) arbeiten. Diese Leistungsmodule sind durch Kommunikationsmittel, z. B. einen seriellen Datenbus, mit einander verbunden. Auf diese Weise ist das Hauptleistungsmodul imstande den Betrieb des einen oder der mehreren Nebenleistungmodul(s)(e) zu regeln, einschließlich das Ein- und/oder Ausschalten der Nebenleistungsmodule, so dass die Anzahl von aktiven Leistungsmodulen mit der zu liefernden Energiemenge übereinstimmt, mit den daraus folgenden, oben beschriebenen Vorteilen. 4 shows a third embodiment of the invention, in which a main / Nebenregelungsverfahren is applied, wherein one of the modules operates as a main power module and the other (s) power module (s) as Nebenleistungsmodul (e) work. These power modules are supported by communication means, e.g. As a serial data bus, connected to each other. In this way, the main power module is capable of regulating the operation of the one or more auxiliary power module (s), including turning on and / or off the auxiliary power modules so that the number of active power modules matches the amount of energy to be supplied the consequent advantages described above.

Mit der Verwendung einer seriellen Kommunikation gibt es im Prinzip keine Begrenzung der Anzahl von Regelungsvariablen, die die Module austauschen können. Das Hauptleistungsmodul kann ein Regelwort senden mit solchen diskreten Werte als ,Start', ,Stopp' und ,Stand-by'. Die Nebenleistungsmodule können mit einem Statuswort antworten, die diskrete Werte wie Warnungen oder Alarme enthalten. Diese können vom Hauptleistungsmodul verwendet werden, um zu entscheiden und einzustellen welches Nebenleistungsmodul den größten Teil der zu leistenden Arbeit ausführen soll.In principle, with the use of serial communication, there is no limit to the number of control variables that the modules can exchange. The main power module can send a control word with such discrete values as 'start', 'stop' and 'stand-by'. The sub-power modules can respond with a status word containing discrete values such as warnings or alarms. These can be used by the main power module to decide and set which sub-power module to do the majority of the work to be done.

4 zeigt als Beispiel vier parallelgeschaltete, aktive Filter 29, 30, 31, 32. Die vier aktive Filter 29, 30, 31, 32 sind zwischen einem Versorgungsnetz 1 und einem Energieverbraucher 15 eingesetzt. Ein optionaler Netzumformer 2 ist zwischen dem Versorgungsnetz 1 und den mit den entsprechenden aktiven Filtern 29, 30, 31, 32 verbundenen Leitungen 3, 4, 5, 6 eingesetzt. Eines der aktiven Filter, z. B. das aktive Filter 29, wird als aktives Hauptfilter betrieben, wogegen die restlichen aktiven Filter 30, 31, 32 als aktive Nebenfilter betrieben werden. 4 shows as an example four active filters in parallel 29 . 30 . 31 . 32 , The four active filters 29 . 30 . 31 . 32 are between a utility network 1 and an energy consumer 15 used. An optional network converter 2 is between the supply network 1 and the one with the corresponding active filters 29 . 30 . 31 . 32 connected lines 3 . 4 . 5 . 6 used. One of the active filters, z. B. the active filter 29 , is operated as the main active filter, whereas the remaining active filters 30 . 31 . 32 be operated as an active secondary filter.

Ein Kommunikationsmittel 11, z. B. ein serieller Datenbus, stellt eine geeignete Kommunikation zwischen den aktiven Filtern 29, 30, 31, 32 sicher, insbesondere zwischen dem aktiven Hauptfilter 29 und den drei aktiven Nebenfiltern 30, 31, 32. Über das Kommunikationsmittel 11 kann das aktive Hauptfilter 29, das von einem hochrangigeren Regelsystem geregelt sein kann, die Betriebsparameter aller aktiven Nebenfilter 30, 31, 32 regeln. Solche Betriebsparameter können unter anderem das Ein- und/oder Ausschalten der aktiven Nebenfilter 30, 31, 32 umfassen, wenn dies vom Bedarf gefordert wird, oder sie können umfassen, dass ein gegebener, aktiver Nebenfilter oder eine Gruppe von aktiven Nebenfiltern in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Satz von Betriebsparametern betrieben werden sollen, z. B. einem vorgegeben harmonischen Geräuschniveau, einer zu liefernden Energiemenge, der Qualität der zu liefernden elektrischen Energie etc.A means of communication 11 , z. A serial data bus, provides appropriate communication between the active filters 29 . 30 . 31 . 32 safe, especially between the active main filter 29 and the three active sub-filters 30 . 31 . 32 , About the means of communication 11 can be the main active filter 29 which can be governed by a higher-level control system, the operating parameters of all active secondary filters 30 . 31 . 32 regulate. Such operating parameters may include, among other things, the switching on and / or off of the active secondary filter 30 . 31 . 32 as required by the demand, or may include operating a given active sub-filter or group of active sub-filters in accordance with a predetermined set of operating parameters, e.g. B. a predetermined harmonic noise level, an amount of energy to be supplied, the quality of the electrical energy to be supplied, etc.

Es ist somit ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass das aktive Hauptfilter 29 die Anzahl der aktiven Nebenfilter 30, 31, 32 regeln kann, so dass nur die benötigte Anzahl von Nebenfiltern aktiv ist, wobei eine überragende Leistung in Bezug auf minimale Verluste und minimale Geräuscherzeugung erzielt wird.It is thus an advantage of the present invention that the main active filter 29 the number of active sub-filters 30 . 31 . 32 so that only the required number of sub-filters are active, providing superior performance in terms of minimum losses and minimum noise generation.

Die Ausdrücke Haupt/Neben sind nicht unbedingt statisch. Ein Nebenfilter kann somit als neuer Hauptfilter ernannt werden, zum Beispiel wenn ein vorher ernannter Hauptfilter versagt oder ausgeschaltet wird. Das neue Hauptfilter kann manuell oder automatisch ernannt werden, z. B. vom hochrangigeren Regelsystem.The terms main / secondary are not necessarily static. A sub-filter can thus be designated as a new main filter, for example, when a previously designated main filter fails or is turned off. The new main filter can be manually or automatically appointed, eg. From the higher level control system.

Die Anzahl von Haupt- und Nebenfiltern kann sich selbstverständlich von der im 4 gezeigten unterscheiden. Eine Vielzahl von Hauptfiltern kann somit eingesetzt werden. Entsprechend kann sich die Anzahl von Nebenfiltern von den in 4 gezeigten drei Nebenfiltern unterscheiden.The number of main and secondary filters may of course be different from those in the 4 differentiate shown. A variety of main filters can thus be used. Accordingly, the number of sub-filters of the in 4 distinguish three sub-filters shown.

5 zeigt das Flussdiagramm für das in der dritten Ausführung gezeigte Haupt-/Nebenregelverfahren und zeigt den logischen Prozess gefolgt von dem Regelsystem des Hauptfilters 29. Die Nebenfilter 30, 31, 32 müssen in dieser Ausführung lediglich ,Lauf' und ,Stopp' Modus Befehle vom aktiven Hauptfilter 29 entsprechend beantworten und relevante Warnungen und Statusmitteilungen senden. 5 FIG. 10 shows the flowchart for the main / sub-rule method shown in the third embodiment, and shows the logical process followed by the control system of the main filter 29 , The secondary filters 30 . 31 . 32 In this embodiment, only 'run' and 'stop' mode commands must be used by the main active filter 29 answer accordingly and send relevant warnings and status messages.

Beim Start 33 werden die vorprogrammierten Werte für P, N, m und h gelesen. Der momentane Wert der Referenz R wird bei 34 berechnet, und zwar unter Verwendung der vom Belastungs- oder Strommessgerät 27 ermittelten momentanen Belastungswert L, und m, der Anzahl von aktiven Filtern, die momentan im ,Lauf' Modus sind. Am Entscheidungspunkt 35 wird die oben beschriebene Gleichung (1) für den ersten aktiven Filter (n_u = 1) berechnet und es wird entschieden, ob der erste aktive Filter in den ,Stopp' Modus 36 versetzt oder ob direkt mit einer Neuberechung der Referenz R bei 37 fortgesetzt werden soll. Bei 38 wird die Gleichung (1) für den zweiten aktiven Filter (n_u = 2) berechnet und es wird entschieden, ob das zweite aktive Filter in den ,Stopp' Modus 39 versetzt oder ob direkt mit einer Neuberechung der Referenz R fortgesetzt werden soll. Dieses Verfahren mit der Berechnung der momentanen Referenz R, Berechnung der Gleichung (1) und stoppen des entsprechenden Filters wird fortgesetzt bis der letzte Filter (n_u = N) erreicht ist, 40, 41, 42. Eine ähnliche Sequenz wird dann diesmal unter Verwendung der Gleichung (2) durchgeführt, um zu entscheiden, ob die entsprechenden Filter in den ,Lauf' Modus versetzt werden sollen, 43–51, und die Sequenz kehrt schließlich zu einer Neuberechnung von R bei 34 zurück.At the start 33 the preprogrammed values for P, N, m and h are read. The current value of the reference R is at 34 calculated using the load or current meter 27 determined instantaneous load value L, and m, the number of active filters currently in run mode. At the decision point 35 For _example , the above-described equation (1) for the first active filter (n _u = 1) is calculated, and it is decided whether the first active filter is in the 'stop' mode 36 offset or whether directly with a recalculation of the reference R at 37 should be continued. at 38 equation (1) for the second active filter (n _u = 2) is calculated and it is decided whether the second active filter is in the 'stop' mode 39 offset or whether to continue directly with a recalculation of the reference R. This procedure with the calculation of the instantaneous reference R, calculation of the equation (1) and stopping of the corresponding filter is continued until the last filter (n _u = N) is reached, 40 . 41 . 42 , A similar sequence is then performed this time using Equation (2) to decide whether to put the corresponding filters into 'run' mode, 43 - 51 , and the sequence eventually returns to a recalculation of R 34 back.

6 zeigt eine vierte Ausführung der Erfindung mit vier parallelgeschalteten, aktiven Filtern. Die vier aktiven Filter 7, 8, 9, 10 sind mit einem Versorgungsnetz 1 verbunden, das auch einen Energieverbraucher 52 versorgt. Die harmonischen Geräusche, die vom Verbraucher erzeugt werden und folglich die von den aktiven Filtern erforderliche Arbeit variiert über die Zeit, wie es in dem Technikbereich wohl bekannt ist. Wie oben in Verbindung mit den anderen Ausführungen beschrieben, ist jeder der aktiven Filter einzeln imstande, einen Teil der harmonischen Geräuscherzeugung des nichtlinearen Energieverbrauchers zu kompensieren, jedoch nicht die maximal mögliche Geräuscherzeugung. Wie oben beschrieben, werden die vier aktiven Filter so geregelt, dass nur die passende Anzahl von aktiven Filtern eingeschaltet ist, die erforderlich ist, um bei der zu liefernden Energiemenge die erzeugten harmonischen Geräusche zu kompensieren. In dieser Ausführung müssen alle aktiven Filter 7, 8, 9, 10 die gesamte Systembelastung kennen oder überwachen. Dies wird durch die Verwendung eines Belastungs- oder Strommessgerätes 27 und der Kommunikationsleitung 28 erreicht, die die Belastungsinformation an die einzelnen aktiven Filter 7, 8, 9, 10 liefert. 6 shows a fourth embodiment of the invention with four active filters in parallel. The four active filters 7 . 8th . 9 . 10 are with a utility network 1 connected, which is also an energy consumer 52 provided. The harmonic noises generated by the consumer and, consequently, the work required of the active filters varies over time, as is well known in the art. As described above in connection with the other embodiments, each of the active filters is individually capable of compensating for a portion of the harmonic noise production of the non-linear energy consumer, but not the maximum possible noise generation. As described above, the four active filters are controlled so that only the appropriate number of active filters is required, which is required to compensate for the generated harmonic noise in the amount of energy to be supplied. In this implementation, all active filters must 7 . 8th . 9 . 10 know or monitor the entire system load. This is done by using a load or current meter 27 and the communication line 28 achieved the load information to the individual active filters 7 . 8th . 9 . 10 supplies.

7 zeigt eine fünfte Ausführung der Erfindung mit vier parallelgeschalteten, aktiven Filtern. Diese Ausführung entspricht der Ausführung der 6, nur ist das Belastungs- oder Strommessgerät 27 anders angeordnet. 7 shows a fifth embodiment of the invention with four active filters in parallel. This version corresponds to the execution of 6 , only is the load or current meter 27 arranged differently.

8 zeigt eine sechste Ausführung der Erfindung mit vier parallelgeschalteten, aktiven Filtern. Diese Aus führung entspricht der Ausführung der 6, jedoch mit einem hinzugefügten zweiten Belastung 15, die von den vier parallelgeschalteten, aktiven Filtern 7, 8, 9, 10 mit Energie versorgt wird. Eine solche Ausführung belegt die Tatsache, dass solche Filter gleichzeitig harmonische Geräusche kompensieren können, die von Belastungen, die als 52 oder 15 angeschlossen sind, erzeugt werden. 8th shows a sixth embodiment of the invention with four active filters in parallel. This embodiment corresponds to the execution of the 6 but with an added second load 15 that of the four active filters in parallel 7 . 8th . 9 . 10 is energized. Such a design proves the fact that such filters can simultaneously compensate for harmonic noises caused by stresses as 52 or 15 are connected to be generated.

Auch wenn verschiedene Ausführungen der vorliegenden Erfindung beschrieben und gezeigt worden sind, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann, innerhalb des Schutzbereichs des in den folgenden Ansprüchen definierten Gegenstandes, auch auf andere Weisen ausgeführt werden.Although various embodiments of the present invention have been described and shown, the invention is not so limited but, within the scope of the subject matter defined in the following claims, may be practiced otherwise.

Claims

An electric power supply system with at least two parallel connected power modules ( 7 . 8th . 9 . 10 . 29 . 30 . 31 . 32 ) with an associated power supply line ( 1 ), the electric power supply system comprising: - a first power module ( 7 . 29 ) for the supply of energy to a connected energy consumer ( 15 . 52 ), wherein the first power module has first control means for controlling the operation of the at least first power module, and - a second power module ( 8th . 30 ) for the supply of energy to the connected energy consumer ( 15 . 52 wherein the second power module comprises second control means for controlling the operation of the at least second power module, the power modules being configured to operate in a coordinated manner with other power modules, such that the operation of each power module comprises turning on and / or off the power module, if required by consumption.

An electric power supply system according to claim 1, comprising one or more additional power modules (15) connected in parallel. 9 . 10 . 31 . 32 ) with the associated power supply line ( 1 ) having.

An electric power supply system according to claim 2, in which the additional power module (s) (e) 9 . 10 . 31 . 32 ) for the supply of energy to the connected energy consumer ( 15 . 52 ), and each of the one or more additional power modules (s) ( 9 . 10 . 31 . 32 ) is configured to operate in a manner co-ordinated with one or more other power modules, such that the operation of each additional power module includes turning on and / or off the power module when demanded by the power.

An electric power supply system according to any preceding claim, wherein - the first power module is a main power module ( 29 ) having main control means, at least for the regulation of one or more auxiliary power module (s) ( 30 . 31 . 32 ), and - the second power module is an auxiliary power module ( 30 ), the control means for communicating with the main control means of the main power module ( 29 ), wherein the sub-power module is configured to operate in accordance with its communication with the main control means of the main power module, and wherein the operation of the sub-power module includes turning on and / or off the sub-power module when required by the consumption.

An electrical power system according to claim 4, wherein one or more additional power modules provide additional auxiliary power modules (15). 31 . 32 ) are.

An electric power supply system according to claim 5, wherein each of said one or more auxiliary power modules ( 31 . 32 ) Control means for communicating with the main control means of the main power module ( 29 ) having.

An electric power supply system according to claim 6, wherein said one or more additional sub-power modules are configured to respond in response to their respective communication with said main power module main control means (12). 2 ), wherein the operation of the one or more additional power modules includes turning on and off the one or more additional sub power modules when required by the consumption.

An electrical power system according to any one of claims 4-7, wherein the communication between the main power module ( 29 ) and the auxiliary power modules ( 30 . 31 . 32 ) using a means of communication ( 11 ), z. B. a data bus, takes place.

An electric power supply system according to any one of the preceding claims, in which a number of the at least two power modules ( 7 . 8th . 9 . 10 . 29 . 30 . 31 . 32 ) comprises one or more of the following: an AC-to-DC rectifier forming the front end of a frequency converter, a DC-to-AC converter forming a rear end of a frequency converter, a frequency converter.

An electrical power system according to any one of claims 1-8, wherein a number of the at least two power modules ( 7 . 8th . 9 . 10 . 29 . 30 . 31 . 32 ) comprises one or more of the following devices: an active filter and a power factor correction circuit.