DE2705242C2 - Regelanordnung zur Regelung des Wirk- und Blindleistungsverhaltens einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage (HGÜ-Anlage) - Google Patents
Regelanordnung zur Regelung des Wirk- und Blindleistungsverhaltens einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage (HGÜ-Anlage)Info
- Publication number
- DE2705242C2 DE2705242C2 DE2705242A DE2705242A DE2705242C2 DE 2705242 C2 DE2705242 C2 DE 2705242C2 DE 2705242 A DE2705242 A DE 2705242A DE 2705242 A DE2705242 A DE 2705242A DE 2705242 C2 DE2705242 C2 DE 2705242C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- current
- control
- station
- setpoint
- adder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/66—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal
- H02M7/68—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters
- H02M7/72—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/75—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M7/757—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
- H02M7/7575—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only for high voltage direct transmission link
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelanordnung zur Regelung des Wirk- und Blindleistungsverhaltens
einer Hochspannungs-Glelchstrom-Übertragungsanlage
(HGÜ) mit einer an ein erstes Drehstromnetz angeschlossenen
Gleichrichterstation und einer an ein zweites Drehstromnetz angeschlossenen und mit der ersten Station
über zwei Gleichstromleitungen "erbundenen Wechselrichterstation, wobei die beiden Stromrichterstationen
jeweils aus zwei Hälften gleichartiger Stromrichter bestehen, die beiden Stationshälften jeder Stromrichterütation
einerseits gemeinsam an Erde oder an eine metallische RückleitUiig angeschlossen sind, andererseits die Stationshälfte
jeder Stromrichterstation mit der positiven Gleichstromleitung als dem positiven Pol bzw. mit der
negativen Gleichstromleitung als dem negativen Pol, verbunden ist und jede Stromrichterstation mit Strom-
und Spannungsreglern sowie mit Steuer- bzw. Löschwinkelsteuersätzen ausgebildet ist, wobei ferner beim
Ansprechen einer Schutzeinrichtung eines Poles und bei nachfolgendem Lastabwurf des gestörten Poles für eine
kurze Zeitdauer in die Regeleinrichtung des intakten Poles eingegriffen wird, insbesondere zur Vermeidung
von im Anschluß an den Lastabwurf auftretenden netzfrequenten Überspannungen. Eine derartige Regelanordnung
ist aus der DE-OS 24 18 468 bekannt.
Bei HGÜ-Anlagen der in Rede stehenden Art erfolgt nach einem Ansprechen der Leitungsschutzeinrichtungen
einer Stationshälfte allgemein das kurzzeitige Abschalten der gestörten Stationshälfte, so daß bei diesem
Lastabwurf eine Spannungserhöhung im speisenden Drehstromnetz bzw. an den Stromrichtertransformatoren
auftritt, welche die an die Stromrichtertransfonmtoren
angeschlossenen Stromrichterstationen, hier insbesondere die steuerbaren Stromrichterventile, gefährdet.
Dieses Problem wird bei der bekannten Regelanordnung der eingangs genannten Gattung gelöst, indem,
falls Wiederhochfahrversuche des gestörten Poles erfolglos verlaufen, die Regeleingriffe in den intakten Stationshälften
in ihrer Intensität, ihrem Zeitpunkt und ihrer zeitlichen Abfolge auf die Vermeidung von netzfrequenten
Überspannungen im speisenden Drehstromnetz abgestimmt sind, insbesondere soll der Steuerwinkel in
der intakten Gleichrichterstation vor Eintritt der Störung an in ca. 10 bis 25 ms stetig steigend auf einen Wert von
maximal ca. 60 bis 70° gebracht werden (DE-OS 24 18 468). Die Steuerung der intakten Gleichrichter- und
Wechselrichterstationshälfte unter Veränderung des Steuerwinkels der Gleichrichterstationshälfte und der
Stromsollwerte von Gleich- und Wechselrichterstatlonshälfte im kurzzeitigen Störfall muß in Abstimmung mit
der im Normalfall vorgesehenen Regelung geschehen. Diese Maßgabe und die Aufrechterhaltung einer Wirkleistungsübertragung,
möglichst weitgehend im Rahmen der intakten HGÜ, sind im bekannten Fall nicht genügend
berücksichtigt.
Es ist weiterhin bekannt, eine HGÜ außer zur Wirkleistungsübertragung
auch zur Regelung der Blindleistung oder Netzspannung einzusetzen (DE-OS 19 62 042, US-PS
39 49 291). Nachteil dieser Regelung ist eine Einbuße des Übertragungswirkungsgrades, die der Leitungslänge
proportional ist. Daher kommt diese Regelung wirtschaftlich nur für Kurzkupplungen in Frage.
Wenn man auch normalerweise davon absieht, eine HGÜ mit nennenswerter Übertragungslänge zur Netzspannungsregelung
einzusetzen, so schließt das eine gelegentliche, kurzzeitige Inanspruchnahme dieser an sich
vorhandenen Eigenschaft in besonderen Fällen nicht aus. Gedacht ist hierbei an den Einsatz der HGÜ zur Ausregelung
von netzfrequenten Überspannungen, wie sie z. B. Im Anschluß an einen HGÜ-Lastabwurf auftreten. Hierdurch
könnte ohne große Mehraufwendungen der Isola-
tionspegel der HGÜ gesenkt werden, was zu Einsparungen bei der Ventilauslegung führt.
Bei einer aus der DE-OS 19 43 646, US-PS 38 Ol 895
bekannten Regelanordnung zur Vermeidung der bei einem Lastabwurf einer HGÜ-Anlage auftretenden netzfrequenten
Spannungsüberhöhung wird während der Ansprechzeit eines Leitungsschutzes einer fehlerhaften
Stationshälfte der Gleichstrom der intakten Stationshälfte durch Spannungsabsenkung am Wechselrichter erhöht,
derart, daß die intakte Stationshälfte ihre Stromrichterblindleistung soweit erhöht, daß die intakte Stationshälfte dem Drehstromnetz etwa die gleiche Blindleistung
entnimmt wie vor Eintreten der Störung beide Stationshälften zusammen. Falls die Spannungsändertlhg am
Wechselrichter rasch geschieht, können die aus Thyristoren aufgebauten Ventile sowohl im Gleichrichter als auch
im Wechselrichter durch den stärkeren Stromfluß überlastet werden. Der Steuerwinkel wird daher zur Verringerung
der Spannung In der Wechselrichterstation in der Weise verkleinert, daß er in Richtung auf den Gleichrichterbetrieb
hin verstellt wird, jedoch im Wechselrichterbereich bleibt. Um voraussetzungsgemäß die Blindleistungsentnahme
der HGÜ im vorbeschriebenen Fehlerfall konstant zu halten, muß also der Gleichstrom der
verbleibenden Stationshälfte um einen Faktor vergrößert werden, der kleiner als 2 ist. Der doppelte Wert tritt
nicht auf, weil die Kommutierungsblindleistung nicht nur mit dem Betrag des Gleichstromes, sondern auch
und zwar sehr stark mit der Zündwinkelvergrößerung zunimmt. Es wird im bekannten Fall selbstverständlich
geprüft, ob die verbleibende notwendige Stromüberlastung der Thyristorventile noch zulässig ist. Ausschlaggebend
für die Bemessung ist der zulassige Scheitelwert des Durchlaßstromes in Abhängigkeit von der Überstromdauer.
Man nimmt eine bestimmte Überstromdauer an, die etwa der Entionisierungszeit des Lichtbogens entspricht,
und liest auf der Grenzlastkurve den zulässigen Scheitelwert des Stromes ab. Die Thyristoren werden im
Notfall bei einer Stromflußdauer gemäß der Entionisierungszeit des Lichtbogens so überlastet, daß die erwähnte
Konstanz der Blindleistungsaufnahme gewährleistet ist. Neben dieser Optimierung zwischen der Ausnutzung der
Ventile und der Blindleistungsforderung besteht jedoch der weitere Wunsch, die Wirkleistungsübertragung möglichst
wenig zu beeinträchtigen. Die erwähnte US-PS 38 01 895 enthält keine Angaben, wie dies berücksichtigt
werden soll.
Aufgabe der Erfindung ist es, wie bei der Regelanordnung der eingangs genannten Art netzsynchrone transiente
Überspannungen in den angeschlossenen Drehstromnetzen, z. B. aufgrund des Abschaltens einer Stationshälfte
bei Vollast zu vermeiden, so daß infolge der in geringerer Höhe auftretenden Spannungswerte weniger
steuerbare Ventile bzw. Ventile mit geringerer Sperrspannung eingesetzt werden können. Über diese bekannte
Aufgabe hinaus ist speziell der zeitliche Verlauf des Stelleingriffs in die Regelung einer funktionsfähigen HGÜ
anzugeben, wobei die notwendigen Änderungen der Regelgrößen in einfacher Welse aus den gegebenen Größen
abgeleitet werden sollen. Die Regelung soll die VV:rkleistungsübertragung im Rahmen der Leistungsfähigkeit
der intakten HGÜ berücksichtigen und Wiederhochfahrversuche des gestörten Poles erlauben.
Im einzelnen wird folgender prinzipieller Verlauf des Eingriffs angestrebt:
Der Eingriff kann durch eine Störung In der HGÜ oder
durch Störungen Im Drehstromnetz ausgelöst werden. In
beiden Fällen soll ein netzfreciuenter Snannunßsanstleg
an den Ventilen vermieden oder herabgesetzt werden. Der hierzu erforderliche Eingriff in die Regelung soll nur
solange dauern, bis die Netzspannungsregelung oder die Stufenschalterregelung der Stromrichtertransformatoren
zur Konstanthaltung der ideellen Gleichspannung dem veränderten Zustand gefolgt ist oder das Wiederhochfahren
des gestörten Pols geglückt ist. Darüber hinaus ist es erwünscht, den Wirkleistungsausfall des gestörten HGÜ-PoIs
durch einen Eingriff in die Regelung des intakten HGÜ-Pols so lange zu kompensiSren, bis die Netzfrequenzregelung
folgen kann. Ob und in welchem Ausmaß Blind- und Wirkleistungsänderungen für eine begrenzte
Zeit durch Eingriff in die HGÜ-Regelung kompensiert werden können, hängt von der Vorbelastung der betreffenden
Slationsieiie bzw. vom jeweiligen Betriebszustand unmittelbar vor der Störung ab. Es ist wünschenswert,
die Kurzzeit-Überlastfähigkeit der Stromrichterventile bei einem solchen Eingriff voll auszunutzen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stromsollwerteingänge der vier jeweils den
Stromregler mit unterlagertem Steuerwinkelregler enthaltenden
Steuergeräte von Gleich- und Wechselrichterstation jeweils polweise über Fernwirkleitungen miteinander
verbunden sind, daß bei einem Störungsfall die beiden Stromsollwerte der gestörten Staüonshälften in getakteten
Speichern gespeichert und dem Steuergerät der intakten Stationshaifte in Abhängigkeit von einem vorgegebenen
Maximal-Stromwert vorgegeben werden, und daß nach Erreichen der Steuerwinkelsteilgrenze (a,„,„) des
Steuerwinkelreglers in der einen intakten Stationshälfte zunächst der Stromregler der intakten anderen Stationshälfte des gleichen Pols die Stromregelung übernimmt
und anschließend eine Steuerwinkelvergrößerung in der einen intakten Stationshälfte vorgenommen wird.
Wie in einer Ausführungsvariante der bekannten Regelanordnung (DE-OS 24 18 468) wird im Falle des
Ansprechens von Schutzeinrichtungen einer Stationshälfte und nachfolgendem Lastabwurf dieser gestörten
Stationshälfte die Steuerung der intakten Gleich- und Wechselrichterstationshälften in der Weise beeinflußt,
daß die Wirkleistungsübertragung aufrechterhalten bleibt, bis der Maximalstrom erreicht ist.
Unter der Voraussetzung, daß die vorgenannte eine intakte Stationshälfte zur im Normalfall stromregelnden
bzw. -bestimmenden Gleichrichterstation gehört, gibt diese im Störfali ihre stromregelnde Funktion an die
andere, die Wechselrichterstation ab, d. h.. das an sich bekannte Marginalstromverfahren (GB-PS 10 43 055)
wird für die Zeit verlassen, in der die Gieichrichterstation nicht die Stromregelung übernimmt. Sobald der Maximalstrom
erreicht ist, wird die Blindleistung durch Erhöhung des Steuerwinkels et im Gleichrichter erhöht. Die
Verstellung von öl kann also als Regelreserve für die Blindleistung angesehen werden.
Ohne Gleichstromerhöhung durch Beeinflussung des Wechselrichters kann die Netzspannung nicht exakt konstant
gehalten werden. Vielmehr tritt bei Steuerwinkelvergrößerung in Verbindung mit konstant gehaltenem
Strom nur eine wesentlich geringere Netzspannungserhöhung auf, als sie sich ohne jeden Eingriff in die Ventilbzw.
Gittersteuerung ergibt. Nachteilig ist bei diesem Vorgehen, daß die Übertragungsleistung des intakten
Pols weiter vermindert wird, statt wie gewünscht, um die Ausfalleistung erhöht zu werden. Um eine Spannungserhöhung
weitgehend zu vermeiden, und die übertragene Wirkleistung eher noch zu erhöhen, werden also vorteil-Jiafterweise
an die intakten Stationshälften von Gleichrichterstation und Wechselrichterstation gemeinsam die
Befehle zur Sollwerterhöhung gegeben.
Geht man von einer Stromerfassung im Gleichrichter aus, so muß der aus den gespeicherten Werten ermittelte
Stromsollwert über eine Fernwirkverbindung an die intakte Wechselrichterstationshälfte gemeldet werden.
Zwischen den Befehlen kann, bedingt durch die Signal-Laufzeit, eine geringe Zeitspanne im Millisekundenbereich
liegen.
Man wird sich bemühen, diesen Zeitverzug so klein
Man wird sich bemühen, diesen Zeitverzug so klein
ίο wie möglich zu halten; jedoch addieren sich zur reinen
Laufzeit (=20 ms) für die Wanderwelle Relaiszeiten .:;
u. a. mehr. 5; ι
Außerdem ist es erwünscht, daß die Stromerhöhung f
genügend schnell erfolgt, d. h., nicht so schnell, daß ί
starke Unsymmetrien auftreten (vgl. Fig. 3 in US-PS 38 01 895), aber doch so schnell, daß der Endwert nach
ca. 1 bis 2 Netzperioden erreicht Ist.
Eine Möglichkeit zur Lösung dieses Teilproblems besteht darin, daß man die Stromsollwertspeicherung
und die Bildung des neuen Stromsollwertes für die Wechselrichterstation in derselben selbst vornimmt. Für
die Zeit der Signalfernübertragung wird dabei auf einen Eingriff in den Stromregler der intakten Gleichrichterstationshälfte
verzichtet. Dabei müßte jedoch allein für LeI-tungsfehler ein erheblicher gerätetechnischer Aufwand
getrieben werden. Außerdem müßte eine koordinierte Auslösung in der Gleich- und Wechselrichterstation
erfolgen.
Um schnelle, d. h., aufwendige Signalleitungen vom Gleichrichter zum Wechselrichter zu vermeiden und
einen raschen Stromanstieg zu ermöglichen, ist daher in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine
durch den Leitungsschutz hervorgerufene »Störgrößenaufschaltung« in der Löschwinkelregelung des Wechselrichters
vorgesehen. Diese Aufschaltung sorgt dafür, daß unmittelbar nach Ansprechen des Leitungsschutzes eines
Pols der Löschwinkel im intakten Wechselrichter vergrößert wird. Diese Aufschaltung kommt der an sich
bekannten di/dt-Aufschaltung gleich (US-PS 38 01 895) und verbessert die Kippsicherheit des Wechselrichters. Die
Wechselrichterstation enthält ja bekanntlich einen Stromregler und einen Löschwinkelregler, die beide letztlich
an das Steuerwinkelsteuergerät angeschlossen sind. Gleichzeitig wird die Spannung am Wechselrichter abgesenkt
und dadurch die Regelreserve des Gleichrichters vergrößert. Die Dauer dieses zusätzlichen Eingriffes kann
auf die Zeit beschränkt werden, bis das »langsame« Signal zur Stromsollwertvergrößerung vom Gleichrichter
zum Wechselrichter gelangt ist (z. B. 20 ms).
Vorteilhaft wird weiterhin bei an sich bekannter Einstellung
der Stromsollwerte der Gleichrichterstationshälften um einen Marginalstrom höher, als es der Summe
der Stromsollwerte der Wechselrichterstationshälften entspricht, die dadurch bedingte Verminderung des
Stromistwertes bei Übergang auf Stromregelung in der ;
Wechselrichterstation während der kurzzeitigen störungsbedingten Umschaltung durch eine vorübergehende ;'
Erhöhung der Stromsollwerte sowohl in der Gleichrichter- als auch in der Wechselrichterstation um den .;■
Marginalstrom vermieden. Bei dieser Maßnahme wird
der Unterschied (Marginal) zwischen den Sollwerten beibehalten, der Istwertpegel jedoch ausgeglichen.
Ferner wird in bevorzugter Weise die entsprechende Funktion bzw. das Programm so ausgestaltet, daß der
Steuerwinkel im Störungsfall nach Erreichen des maximal zulässigen Stromes in bekannter Weise (DE-OS H
24 18 468) in einem definierten Zeitintervall vom Wert 'p
des gerade anliegenden Betriebssteuerwinkels stetig auf ;'
maximal 60° bis 70° erhöht wird. Dieses Zeltintervall Ist
abhängig von der Größe der In dem Kurzschlußstromkreis befindlichen Blindwiderstände (z. B. der Generatorbzw.
Netzreaktanz, Reaktanz der Stromrichtertral'os, FIlterkrelskapazitäten)
und beträgt bei üblichen Netzverhältnissen bei üblichen Stromrichterbrückenschaltungen
ca. 10 bis 25 ms).
Weiterhin wird eine detaillierte Regelanordnung angegeben, die mit wenigen zusätzlichen Schaltgliedern die
vorgenannten zusätzlichen Funktionen erfüllt.
Diese detaillierte Regeleinrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß jeweils zwei von der Leitungsschutzeinrichtung
getaktete Speicher für die Stromsollwerte des Steuergerätes für die Stromrichterventile der einen Stationshälfte
einer Stromrichterstation vorgesehen sind, daß einem ersten Addierer die vor der Störung gespeicherte
Stromsollwerte zuführbar sind, daß dem unterlagerten Steuerwinkelregler im jeweiligen Steuergerät für
die entsprechende Stationshälfte die Ausgangsgröße des Stromreglers als erster Steuerwinkelsollwert über einen
ersten Eingang eines Maxlmal-Auswahl-Gliedes zuführbar 1st, wogegen an einem zweiten Eingang des Maximal-Auswahl-Gliedes
ein Funktionsgeber zur Bildung des zweiten Steuerwinkelsollwertes aus der Differenz der
Summe der gespeicherten Stromsollwerte und dem Stromistwert anschaltbar ist, daß der erste Stromsollwerteingang
oder der Ausgang des ersten Addierers jeder Gleichrichterstationshälfte über einen ersten steuerbaren
Schalter und ein Minimal-Auswahl-Glied an einen Vergleicher
für den Vergleich mit dem Stromistwert schaltbar ist, daß ein Maximalstromsollwert einem zweiten
Eingang des Minlmal-Auswahl-Gliedes zuführbar ist, wobei ein Überschreiten des Maximalstromsollwertes
durch die Summe der gespeicherten Stromsollwerte die unterlagerte Steuerwinkelregelung auslöst, und daß der
Ausgang des Mlnlmal-Auswahl-Glledes mit dem Sollwerteingang des Stromreglers des Steuergerätes der anderen
Stationshälfte des gleichen Pols verbunden ist.
Diese Regelanordnung dient in vorteilhafter Weise zur Spannungskonstanthaltung nach einem HGÜ-Lastabwurf
auf Kosten der Wirkleistungsübertragung, d. h., Frequenzabweichungen werden vorübergehend in Kauf
genommen. Um eine durch das Marginalstromverfahren bedingte Verminderung des Stromsollwertes im Wechselrichter
auszugleichen, wird vorteilhaft eine »Marginalstromkompensation« vorgenommen, d. h. die Stromsollwerte
im Gleichrichter und Wechselrichter werden um den Marginalstrom erhöht.
Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerkanal nach dem ersten Addierer
ein erster Verzweigungspunkt liegt, an den einerseits ein Festkontakt des ersten steuerbaren Schalters und andererseits
ein zweiter Addierer zur Bildung der Stromdifferenz bzw. Stromregelabweichung angeschlossen sind, daß
nach dem zweiten Addierer ein zweiter Verzweigungspunkt liegt, an den einerseits über ein Schwellwertglied
mit dem Marginalstrom als Schwellwert und andererseits über einen dritten Addierer mit Zusatzstromeingang und
den Funktionsgeber die Arbeitsstrecke des zweiten steuerbaren Schalters angeschlossen ist, und daß zwischen
letzterem und dem zweiten Eingang des Maximal-Auswahl-Gliedes
ein dritter von der Leitungsschutzeinrichtung gesteuerter Schalter geschaltet ist.
Diese Regelanordnung ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Erhöhung der Blindleistung durch Vergrößerung
des Steuerwinkels auf der Gleichrichterseite so lange, bis die Netzspannungsregelung oder die Stufenschalterregelung
der Stromrichtertransformatoren dem
veränderten Zustand gefolgt sind.
Des weiteren ist zwischen dem zweiten Speicher für den Stromsollwert der ande/en Stationshälfte der gleichen
Stromrichterstation und dem ersten Addierer ein erstes von der Leitungsschutzeinrichtung steuerbares
Zeitglied geschaltet. Dieses erste Zeitglied ermöglicht vorteilhaft eine Slromsollwerterhöhung Im gesunden Statlonstell
nach Lastabwurf des anderen, gestörten Pols.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist dem ersten Zeitglied ein rücksetzbarer Integrator vorgeschaltet.
Dieser Integrator verhindert vorteilhaft, daß bei der Stromsollwerterhöhung starke Unsymmetrlen Im Stromrichterbetrieb
entstehen.
Ferner ist an die Leitungsschutzeinrichtung ein zweites steuerbares Zeltglied zur Vorgabe des zeltlich veränderten
Maximalstromsollwertes angeschlossen. Dieses zweite Zeitglied dient zur Ausnutzung der Kurzzeit-Überlastfähigkeit
der Stromrichterventile, d. h. es läßt einen hohen Stromwert zu, solange die Stromrichterventile
noch kalt sind, danach begrenzt er den Strom auf einen niedrigeren Wert.
Mit der vorbeschriebenen Anordnung wird vorteilhaft nach relativ kurzer Zeit wieder der Ausgangszustand des
funktionsfähigen Pols errechnet, und es kann danach wieder auf Normalbetrieb übergegangen werden, d. h. die
Stromsollwert vorgabe erfolgt dann nicht aus den Speichern, sondern aus dem Ausgang der normalen Leistungsregelung
des Poles.
Als wesentliche vorteilhafte Maßnahme ist weiterhin vorgesehen, daß die bei Übergabe der Stromregelung an
die Wechselrichterstation durch das Marginalstrom verfahren bedingte Verminderung des Stromistwertes ausgleichbar
ist, indem zwischen dem zweiten Zeitglied und dem Minimal-Auswahl-Glied ein vierter Addierer
geschaltet ist, der mit einem von der Stationshälfte des gleichen Poles steuerbaren, an dem Marginalstromsollwertgeber
angeschlossenen vierten Schalter verbunden ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung ist durch einen als
Funktionsgeber zur Bildung des zweiten Steuerwinkelsollwertes dienenden arcsin-Funktionsgeber gekennzeichnet.
Dieser arcsin-Funktionsgeber ist erforderlich, wenn ein großer Regelbereich für den Steuerwinkel α
vorgesehen ist, für kleinere Aussteuerungen genügt ein entsprechend vereinfachter Funktionsgeber.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Sollwerteingang
für den bei gestörter Stationshälfte zu speichernden Stromsollwert über einen fünften durch das
Steuersignal für Wiederhochfahren gesteuerten Schalter mit einem Negativ-Eingang des erster1. Addierers verbunden.
Hierdurch werden vorteilhaft Wiederhochfahrversuche des gestörten Poles ermöglicht.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
nachfolgend näher erläutert.
Es zeigt
Es zeigt
Fig. 1 schematisch eine HGÜ-Anlage mit den Verbindungen
der Steuergeräte,
Fig. 2 den Wechselstrom auf der Sekundärseite des Stromrichtertransformators der HGÜ-Anlage in Abhängigkeit
vom Phasenwinkel,
Fig. 3 schematisch den Aufbau eines Steuergerätes einer Gleichrichterstationshälfte,
Fig. 4 die Strom-Zeitfunktion eines ersten Zeitgliedes
und schließlich
Fig. 5 die Strom-Zeitfunktion eines zweiten Zeltgliedes.
In Fi g. 1 ist ein Generator 20 an einer Stromsammei-
In Fi g. 1 ist ein Generator 20 an einer Stromsammei-
schiene 1 angeschlossen. Obgleich in Fig. 1 der Vereinfachung halber nur ein Einphasen-Wechselspannungsnetz
gezeigt Ist, werden bei normaler Anwendung Dreiphasennetze verwendet. Zwischen Generator 20 und Sammelschiene
1 sind die subtransiente Generatorreaktanz XG, die Maschlnentransformatorreaktanz XTG und die Reaktanz
der Übertragungsleitung X\G eingezeichnet, die zusammen mit der (nicht eingezeichneten) Brückentransformatorreaktanz
XTB von einstellbaren Brückentransformatoren,
2, 3 zwischen der Sammelschiene 1 und Gleichrichterbrücken 4, 5 Im Störfall, z. B. Lastabwurf, eine
Spannungsüberhöhung an der Sammelschiene 1 verursachen.
Die Gleichrichterbrücken 4, 5 bilden mit entsprechenden Zusatzeinrichtungen die zwei Stationshälften der
einen Stromrichterstation, denen jeweils eine Gleichstromleitung 7 bzw. 8 mit Glättungsdrosseln L und eine
gemeinsame Erde 6 zugeordnet sind. Die durch die Gleichrichterbrücken 4, S durchgesetzte Leistung wird
über Leitungen 9, 10, eine Steuereinheit 13 und Meßglieder 11,12 In den Gleichstromleitungen 7,8 auf einen vorgebbaren
Sollwert eingeregelt. Im Normalbetrieb übernehmen beide Stationshälften, d. h. jede der beiden
Gleichrichterbrücken 4, 5 einen etwa gleich großen Anteil der Übertragungsleistung, die über Wechselrichter
17, 18 an eine Sammelschiene 19 an der Gegenstation an das dortige Wechselstrom- bzw. Drehstromnetz abgegeben
wird. Die Abgabeleistung wird dort mittels einer Steuereinheit 14 und zugehörigen Meßgliedern 15,16 auf
einen vcrgebbaren Sollwert gehalten, der mit dem Sollwert der Gleichrichterbrücken 4, 5 abgestimmt ist. Die
Steuereinheiten 13 bzw. 14 können von Leitungsschutzeinrichtungen angeregt werden, beispielsweise von dem
Wanderwellen-Leitungsschutz, dem Längsdifferentialschutz, der gleichspannungsabhängigen Stromsollwertreduzierung
u. a. m.
Anstelle einer einzigen Brücke für jede Stationshälfte der HGÜ-Anlage können jeweils mehrere Brücken in
den einzelnen Stromrichterstationen vorgesehen sein.
Im Fehlerfall werden üblicherweise zunächst Wiederhochfahrversuche
mit dem gestörten Pol durchgeführt, z. B. vier Versuche. In der DE-OS 24 18 468, Fi g. 2 b, ist
ein solcher gelungener Versuch anhand der Zeltverläufe der elektrischen Größen dargestellt. Man hofft dabei, daß
auch die Gleichspannung wieder steigt. Wenn die Versuche gelingen, sind die erfindungsgemäßen Steuereingriffe
vorzunehmen.
In Fig. 2 ist anhand des in der DE-OS 2418 468, Fig. 4, angegebenen Beispieles gestrichelt eingezeichnet,
wie der Wechselstrom ;' bei 50% Lastabwurf verläuft, wenn in die Steuerung der intakten Strotnrichterstatlonshälfte
kein Eingriff erfolgt. (Die Zahlen bedeuten die Zeitpunkte von Beginn der Störung ab, d. h. nach der
Einleitung des Lastabwurfes der gestörten Stationshälfte.) Nach Durchlaufen des Punktes A (d. h. ca. 13,3 ms nach
Beginn des Lastabwurfes), in dem sich beide Kurven schneiden, wird die Sammelschienenspannung U größer
als der Nennwert Un. Um dies zu verhindern, gibt es
zwei Möglichkeiten zur Verstellung des Steuerwinkels bzw. des Gleichstromes der intakten Stromrichterstationshälfte,
wie aus F i g. 2 zu entnehmen ist.
Die erste Möglichkeit besteht darin, daß der Steuerwinkel der intakten Gleichrichterstationshälfte verkleinert
wird, wodurch der Gleichstrom auf das Doppelte ansteigt (Fig. 1, dem Kurvenverlauf von A nach C
folgend). Diese Möglichkeit ist dann gangbar, wenn die Ventile durch den dabei entstehenden hohen Strom nicht
Oberlastet werden.
Die zweite Möglichkeit besteht darin, den Steuerwinkel
α der intakten Gleichrichterstationshälfte zu vergrößern (Fl g. 2, dem Kurvenverlauf von A nach B folgend).
Die zweite Möglichkeit wird im Rahmen der erflndungsgemäßen
Regelanordnung beschritten und ausgestaltet.
Bei der nachfolgenden Beschreibung wird zur besseren Übersichtlichkeit davon ausgegangen, daß die Gleichrichterstation
im Normalbetrieb stromregelnd ist, und daß die Gleichrichterstation im Störfall einen Stromsollwert
für die Wechselrichterstation bildet und an diesen die Stromregelung kurzfristig abgibt, d. h. daß vorwiegend
die Gleichrichterstation mit Zusatzeinrichtungen gemäß F1 g. 3 ausgerichtet ist. - Eingangs ist bereits
erwähnt, daß auch eine entsprechende Ausrüstung und Funktion der Wechselrichterstation und/oder auch eine
unmittelbare Vergrößerung des Löschwinkels Im Intakten
Wechselrichter möglich ist. - Weiterhin wird vorausgesetzt, daß im unteren Teil II der beiden Pole I und II
ein Fehler auftritt.
Für diesen Fall sind die Steuereinheiten 13 und 14 in FI g. 1 In ihrer gegenseitigen Verbindung näher dargestellt.
Jede Steuereinheit 13 bzw. 14 besteht aus zwei Steuergeräten 13a und 136 bzw. 14a und 146. Die SoIlwerteingänge
21a und 216 der Steuergeräte 13a und 136 sind untereinander verbunden. Ein Ausgang 23 des
Steuergerätes 13a ist über eine Fernwirkleitung 24 mit einem Eingang 25 des Steuergerätes 14a (bzw. Intern des
Stromreglers - nicht gezeigt) der zum gleichen Pol I gehörenden Wechselrichterstationshälfte 17 verbunden.
Gleiches gilt für die Steurgeräte 136 und 146 (nicht
gezeigt). Eine nicht dargestellte Leitungsschutzeinrichtung 26 ist an beide Steuergeräte 13a, 136 auf der Gleichrichterseite
angeschlossen.
Der Aufbau des Steuergerätes 13a wird anhand von Fig. 3 erläutert:
Zur Speicherung der Stromsollwerte f*dl, I*di, für die
Gleichrichter 4, 5 vor der Störung sind zwei Speicher 27 und 28 vorgesehen, die ggf. auch außerhalb des Steuergerätes
13α liegen können und beiden Steuergeräten 13a und 136 gemeinsam sein können. Hinter dem ersten
Speicher 27 folgt ein erster Addierer 29, hinter dem zweiten Speicher 28 ein Zeitglied 30, das entweder mit einem
Integrator 30' verbunden ist oder selbst integrierendes verzögerndes - Zeitverhalten besitzt und ausgangsseitig
an den ersten Addierer 29 angeschlossen ist. Hinter dem Addierer 29 befindet sich ein erster Verzweigungspunkt
31, an den zum einen ein Festkontakt 32 eines von der Leitungsschutzeinrichtung 26 ersten steuerbaren Schalters
33 und zum anderen ein zweiter Addierer 34 angeschlossen sind. Hinter dem letzteren liegi ein zweiter
Verzweigungspunkt 35, an den ein zum einen über ein Schwellenwertglied 36 mit dem Marginalstrom ldM als
Schwellwert der Steuereingang eines zweiten steuerbaren Schalters 37 und zum anderen über einen dritten Addierer
38 mit Zusatzstromeingang 39 für eine Zusatzgröße IdN und über einen Funktionsgeber 40 die Arbeitsstrecke
des zweiten steuerbaren Schalters 37 angeschlossen sind. An den zweiten Addierer 34 ist Im negativen Sinn der
Stromistwert ld\ angeschlossen. Zu diesem Zweck befindet
sich eine dritte Verzweigungsstelle 41 vor einem SoIl-Istwert-Vergleicher 42 eines Stromreglers 43. An den
Vergleicher 42 ist außerdem der Ausgang eines Minimal-Auswahl-GHedes 44 mit der Ausgangsgröße I*dn ange-
schlossen, die als Stromsollwert für das Steuergerät 14a
(Fig. 1) dient.
Der Ausgang des Stromreglers 43 ist mit einem ersten Eingang 45 eines Maxlmal-Auswahl-Gliedes 46 >
verbunden, an dessen zweiten Eingang 47 ein hinter dem steuerbaren Schalter 37 befindlicher, von der Leitungsschutzeinrichtung 26 gesteuerter dritter Schalter 48 sich
befindet.
Der Ausgang 49 des Steuerwinkelreglers 50 (strichpunktiert) ist an einen üblichen Zündimpulsbildner
(nicht dargestellt) angeschlossen.
Vor dem ersten Speicher 27 befindet sich eine vierte
Verzweigungsstelle Sl, die mit einem zweiten Festkontakt 52 des ersten steuerbaren Schalters 33 verbunden ist.
Der bewegliche Kontakt 53 Hegt an einem ersten Eingang 54 des Minlmal-Auswahl-Gliedes 44, der Ausgang eines
vierten Addierers 55 an einem zweiten Eingang 56 desselben. Der vierte Addierer 55 1st einerseits eingangsseltig
an ein zweites Zeitglied 57 und andererseits über einen vom Steuergerät 14a des Wechselrichters gesteuerten
vierten Schalter 58 an einen Marglnalstromgeber (nicht dargestellt) angeschlossen. Durch ein beim Wiederhochfahren
des gestörten Pols abgegebenen Freigabe-Signal 59 wird der momentane Stromsollwert l*dl über
einen Schalter 60 dem ersten Addierer 29 negativ zugeführt.
Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Regelanordnung anhand von zwei Beispielen erläutert:
Spannungskonstanthaltung nach HGÜ-Lastabwurf mit Priorität gegenüber der Wirkleistungsübertragung (Beispiel
1):
Ein derartiges Vorgehen und eine derartige Ausführung
sehen vor, daß nach einem gleichstromseltlgen Leitungsfehler die Regelung der verbleibenden HGÜ Im
Grenzfall zur Spannungskonstanthaltung auf Kosten der Wirkleistungsübertragung eingesetzt wird. So etwas 1st
z. B. für den Fall der Wechselrichterspeisung schwacher Inselnetze vorstellbar, bei der ein Stabilitätsproblem nicht
gegeben ist und Frequenzabweichungen vorübergehend in Kauf genommen werden können, wo jedoch wegen
der hohen Netzimpedanz bei Blindleistungsausfall beträchtliche netzfrequente Überspannungen zu befürchten
sind.
Im Normalbetrieb arbeitet die HGÜ, im Beispiel ein Bipol, mit Stromregelung auf der Gleichrichterseite
(Steuergeräte 13a und 13b) und Spannungsregelung (genauer: Löschwinkelregelung) auf der Wechselrichterseite
(Steuergeräte 14a und 146). Die Spannungsregelung arbeitet als Festwert-Regelung, so daß man die Stromregelung
auch als Leistungsregelung ansehen kann. Die Stromsollwerte I*dX und I*dl sind unter Nennbetriebsbedingungen
der Wirkleistung genau proportional und angenähert der Stromrichter-Blindleistung proportional.
Dieser Zusammenhang wird ausgenutzt, um im Falle eines Lastabwurfes eines der beiden Pole I und II den
verbleibenden Pol II oder I vorübergehend so zu steuern, daß das momentane Blindleistungsdefizit etwa ausgeglichen
wird. Außerdem hat man bis zur Aussteuerung mit maximalem Strom Idmax den erwünschten Nebeneffekt,
daß gleichzeitig das Wirkleistungsdefizit ausgeglichen wird.
Ist der maximale Strom erreicht, dann kann nur noch einer Anforderung, nämlich der der Spannungskonstanthaltung
entsprochen werden. Dies geschieht durch Vergrößerung des Steuerwinkels im Gleichrichter bei gleichzeitiger
Stromregelung im Wechselrichter auf maximalen Strom. Hierdurch wird die Sromrichterblindleistung
erhöht, die übertragene Wirkleistung jedoch vermindert. Der Zusammenhang zwischen Steuerwinkel α und
Stromrichterblindleistung Q ist etwa
Q ~ /,,„„ · sin α.
Um die Blindleistung entsprechend dieser Abhängigkeit zu erhöhen, ist zur Sollwertbildung von α* nach der
Stromsollwertbildung /*rfH aus der Sollwertsumme l*d\
und l*d2 der als arcsin-Funktlonsgeber ausgebildete
Funktionsgeber 40 vorgesehen. Der Aufbau derartiger Funktionsgeber 1st bekannt (Steinbuch, »Taschenbuch
der Nachrichtenverarbeitung« 2. Auflage (1967), Springer-Verlag, Berlln/Heldelberg/New York, S. 1155, 1176).
Der Aufbau eines arcsln-Funktionsgebers kann auch
ίο leicht bewerkstelligt werden, well arc-cos-Funktionsgeber
zur Linearisierung der Regelkreise von normalen netzgeführten Stromrichtern üblich und somit allgemein
bekannt sind. Hieraus läßt sich durch Subtraktion eines Winkels von ar = 90° vom Steuerwinkel α sofort die
gewünschte Ausgangsgröße arc-sin α bilden.
Dies ist allerdings nur erforderlich, wenn ein großer
Regelbereich für α vorgesehen ist. Für kleinere Aussteuerungen gilt näherungsweise
Q ~ h
so daß in solchen Fällen ein entsprechend vereinfachter Funktionsgeber 40 genügt.
Die für den Eingriff in die Regelung notwendigen Verknüpfungen in den Steuergeräten werden anhand von
Fi g. 3 erläutert. Es sei, wie für Fi g. 1 angenommen, daß
ein Leitungsfehler zum Lastabwurf von Pol II führt. Im Pol I wird, ausgelöst durch die Störungsmeldung der Leitungsschutzeinrichtung
26, eine Stromsollwertumschaltung vorgenommen. Hierzu werden die Im Störungsaugenblick
vorliegenden Stromsollwerte l*d\ und /*rf2 im
Steuergerät 13a, in den Speichern 27 und 28, gespeichert. Der gespeicherte Sollwert /*rf2 wird auf den Eingang des
ersten Zeitgliedes 30 gegeben, dessen Ausgang mit dem Addierer 29 zur Stromsollwertbildung verbunden ist. Der
hier gebildete Sollwert l*dU wird während des Eingriffes
anstelle des bisherigen Sollwertes l*d\ dem Stromregler 43
über eine nachfolgend erläuterte Begrenzerschaltung zugeführt. Die Beeinflussung der Blindleistungsbilanz
durch Wiederhochfahrversuche des gestörten Pols wird dadurch berücksichtigt, daß der beim Wiederhochfahren
anstehende Stromsollwert I*d2 über den Schalter 60,
gesteuert durch das Freigabesignal 59 bei Einleitung des Wiederhochfahrens des gestörten Pols, von der Summe
der gespeicherten Stromsollwerte an der Addierstelle 29 abgezogen wird. Bei geglücktem Wiederhochfahren wird
durch das Ausgangssignal der Leitungsschutzeinrichtung 26 auf Normalbetrieb zurückgeschaltet.
Das erste Zeitglied 30 soll die Stromsollwerterhöhung um l*di im gesunden Stationstell nach Lastabwurf des
anderen Poles II nur so schnell vornehmen, daß starke Unsymmetrien im Stromrichterbetrieb vermieden werden.
Dies erfolgt durch Zwischenschaltung des Integrators 30', der nach einer einstellbaren Zeit Γι (ζ. Β. 7Ί =
10 ms) auf den Eingangswert integriert. Nach dieser Zeit
wird der Eingang des Integrators 30' auf Null zurückgestellt (Eingang 30") und die Rückführung so umgeschaltet,
daß der Ausgang des Integrators 30' nach einer e-Funktion mit der Zeitkonstanten T2 auf Null zurückgeht
(Fig. 4). Die Zeltkonstante T2 wird so gewählt, daß die
Netzregelung der resultierenden Blind- und Wirkleistungsänderung zu folgen vermag (z. B. T2 = 10 s).
Der für den Stromregler 43 maßgebende Sollwert I*dl2
wird unter Berücksichtigung des Maximalstromsollwertes I*dmax gebildet (Minimal-Auswahl). Zur Ausnutzung der
Kurzzeit-Überlastfähigkeit der Stromrichtervenlile kann dieser Maximalstromsollwert I*dmax zeitabhängig sein. Im
dargestellten Beispiel regt die Störmeldung zur Vorgabe von I*dmax (t) das zweite Zeitglied 57 an, das ein
proportional-differenzierend-einfachverzögerndes (P D-T(,,-)Verhalten
aufweist, wobei die Zeitkonstante T{]) z.B.
den Wen r(1) = 4s und du. maximale Erhöhung k über
den dauernd zulassigen Nenstrom z. B. k = 0,?5 p. u. beträgt (F i g. 5). Dieses Zeitglied 57 läßt also einen hohen
Stromwert zu, solange die aus Leistungs-Thyristoren aufgebauten Ventile des Stromrichters noch kalt sind,
danach einen niedrigen Wert.
Über die Fernwirkleitung 24 zwischen Gleichrichter und Wechselrichter wird der Stromsollwert I*dll auch Ό
zum Wechselrichter übertragen, d. h. zum Steuergerät 14a und dem entsprechenden Stromregler. Sobald der
Gleichrichter an seine Stellgrenze (mit α = ami„) kommt,
übernimmt nach dem Marginalstromverfahren (CH-PS 4 22 144, GB-PS 10 43 085) der Wechselrichter in is
bekannter Weise die Stromregelung. Hierdurch wird der Steuerwinkel in der Wechselrichterstationshälfte erhöht,
was zur Vergrößerung der Blindleistung beiträgt.
Um die durch das Marginalstromverfahren bedingte Verminderung des Stromsollwertes im Wechselrichter
auszugleichen, kann eine »Marginalstromkompensation« vorgenommen werden, bei der, ausgelöst durch den
Übergang auf Stromregelung im Wechselrichter, vorübergehend die Stromsollwerte im Gleichrichter und Wechselrichter
um den Marginalstrom Δ ldM vergrößert werden.
Es muß dann ein um den Marginalstrom Δ ldKI höherer
Maximalstromsollwert im Gleichrichter bzw. im Steuergerät 13a zugelassen werden, der aber zu keinem entsprechend
höheren Ist-Strom führt, solange die Wechselrichterstationshälfte den 3trom regelt.
Sobald der Maximalstrom erreicht ist, kann die Blindleistung nur durch Vergrößerung des Steuerwinkels
erhöht werden. Um in das »natürliche« Regelverhalten von Gleichrichter und Wechselrichter so wenig wie möglieh
einzugreifen, erfolgt die Vergößerung des Steuerwinkels auf der Gieichrichterseite. Als Kriterium hierfür
wird die Differenz Ald zwischen Stromsollwert l*dU und
Stromistwert fdl gemessen bzw. im zweiten Addierer 34
gebildet.
Sobald die Differenz &Id über längere Zeit (z. B. 20 ms)
größer ist als der Marginalstrom AldM, ist der verlangte
Strom /*rfl, sicher höher als der zulässige Maximalstrom
l*dmux- Dieser Zustand löst den Eingriff in die unterlagerte
Steuerwinkelregelung aus.
Hierzu wird die Regelabweichung AId einem arcsin-Glied
oder einem Proportionalglied als Funktionsgeber 40 zugeführt. Der Eingang dieses Gliedes erhält eine solche
Zusatzgröße ldN, daß der Ausgang einen Steuerwinkelsollwert
α*, = αΛ. abgibt, wenn die Regelabweichung
&ld = Null ist. Ist der Steuerwinkelsollwert tx*? größer als
der Steuerwinkelsollwert a*s am Ausgang des Stromreglers
43, so wird dieser für die unterlagerte Steuerwinkelregelung wirksam (Maximal-Auswahl).
Mit der beschriebenen Anordnung wird nach etwa 3 · T2 = 30 s wieder der Ausgangszustand des funktionsfähigen
Pols I erreicht, d. h. die Gleichrichterstationshälfte regelt den Strom entsprechend dem gespeicherten Stromsollwert
/*rfi, die Wechselrichterstationshälfte regelt den
55 Löschwinkel γ. Hiernach kann wieder auf den Normalbetrieb
übergegangen werden, d. h. auf Stromsollwertvorgabe für den Gleichrichter nicht aus dem Speicher, sondern
aus dem Ausgang der Leistungsregelung des Poles.
Zur Bildung des Stromsollwertes I*d,, kann der direkte
Stromsollwert I*di benutzt werden, d. h. eine Speicherung
eines Stromsollwertes kann entfallen, wenn auf den zuletzt beschriebenen Eingriff in die Steuerwinkelregelung
verzichtet wird. Hierdurch wird allerdings der Stellbereich zur Spannungskonstanthaltung erheblich eingeschränkt.
Für die Steuerwinkelvorgabe kann auch ein Funktionsgeber mit einem Speicher für z. B. 50 α-Werte, mit amax
(60° bis 70°) normiert, entsprechend 50 verschiedenen Zeitwerten und mit einem definierten Hub zwischen den
Werten vorgesehen sein. Zwischenwerte können durch Gerede oder Polynome 2. und 3. Grades nachgebildet
werden.
Erweiterung auf echte Spannungsregelung nach HGÜ-Lastabwurf
und anderen Störungen (Beispiel 2):
Das vorstehend beschriebene Regelungssystem zur Beseitigung von netzfrequenten Überspannungen nach
HGÜ-Lastabwurf t:nötigt außer Speichern, Umschalteinrichtungen und Zeitgliedern nur Geräte, über die jede
HGÜ verfügt. Als reine Spannungssteuerung kann sie nicht darauf Rücksicht nehmen, was sonst im Netz passiert.
Sie ist auf einen Störungsfall beschränkt.
Für höhere Ansprüche kann das Regelsystem zu einer echten Spannungsregelung erweitert werden. Der zusätzliche
Aufwand besteht im wesentlichen in einer an sich bekannten Einrichtung zur genauen Messung der Höhe
der Netzspannung des Netzes, dessen Spannung begrenzt werden soll. Vorteil dieses Regelsystems ist es, daß es
zur Beseitigung netzfrequenter Überspannung jeglicher Herkunft dient.
Bei einer solchen Spannungsregelung ist eine Speicherung der Stromsollwerte nicht sinnvoll. Vielmehr ist
dabei eine Speicherung des Wirkleistung-Sollwertes des ausgefallenen Pols Im intakten Pol und die anschließende
Verarbeitung über ein Zeitglied vorgesehen, damit die Wirkleistungskompensation zu keiner Überlastung
des intakten Pols führt, sondern nur so lange aufrechterhalten wird, bis die Netzregelung zu folgen vermag.
Wiederhochfahrversuche des gestörten Pols könnten dann analog Beispiel 1 durch Subtraktion des beim Wiederhochfahren
vorgegebenen Wirkleistungs-Sollwertes vom Summensollwert der Wirkleistung des intakten
Poles berücksichtigt werden.
Hervorzuheben bei der Spannungsregelung dieser Art ist, daß sie nur ausnahmsweise, nämlich bei Auftreten
von netzfrequenten Überspannungen eingreift, und zwar während einer begrenzten Zeit, von der man annimmt,
daß sie ausreicht, die Netzspannungserhöhung mit der normalen Spannungsregelung des Netzes oder der Stufenschalterregelung
der HGÜ zu beseitigen. Die Wirkleistungsübertragung kann während dieser Zeit nur im
Rahmen der Leistungsfähigkeit der HGÜ berücksichtigt werden. Die genannte begrenzte Zeit läßt sich z. B. empirisch
ermitteln.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Regelanordnung zur Regelung des Wirk- und Blindleistungsverhaltens einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage
(HGÜ) mit einer an ein erstes Drehstromnetz angeschlossenen Gleichrichterstation
und einer an ein zweites Drehstromnetz angeschlossenen und mit der ersten Station über zwei
Gleichstromleitungen verbundenen Wechselrichterstation, wobei die beiden Stromrichterstationen jeweils
aus zwei Hälften gleichartiger Stromrichter bestehen, die beiden Stationshälften jeder Stromrichterstation
einerseits gemeinsam an Erde oder an eine metallische Rückleitung angeschlossen sind, andererseits die Stationshälfte
jeder Stromrichterstatior. mit der positiven Gleichstromleiiung als dem positiven Pol, bzw. mit
der negativen Gleichstromleitung als dem negativen Pol, verbunden ist und jede Stromrichterstation mit
Strom- und Spannungsreglern sowie mit Steuer- bzw. Löschwinkelsteuersätzen ausgebildet ist, wobei ferner
beim Ansprechen einer Schutzeinrichtung eines Poles und bei nachfolgendem Lastabwurf des gestörten
Poles für eine kurze Zeitdauer in die Regeleinrichtung des intakten Poles eingegriffen wird, insbesondere zur
Vermeidung von Im Anschluß an den Lastabwurf auftretenden netzfrequenten Überspannungen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stromsollwerteingänge der vier jeweils den Stromregler (43) mit unterlagertem
Steuerwinkelregier (50) enthaltenden Steuergeräte (13(7, 136, Ha, Ub) von Gleich- und Wechselrichterstation
jeweils polweise über Fernwirkleitungen (24) miteinander verbunden sind, daß bei einem Störungsfall die beiden Stromsollwerte der gestörten Stationshälften in getakteten Speichern (27, 28) gespeichert
und dem Steuergerät (14a, 146) der intakten Stationshälfte in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Maximal-Stromwert
vorgegeben werden, und daß nach Erreichen der Steuerwinkelsteilgrenze (amin) des
Steuerwinkelreglers (50) in der einen Intakten Stationshälfte zunächst der Stromregler (43) der intakten
anderen Stationshälfte des gleichen Pols die Stromregelung übernimmt und anschließend eine Steuerwinkelvergrößerung
in der einen intakten Stationshälfte vorgenommen wird.
2. Regelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei von der Leitungsschutzeinrichtung getaktete Speicher (27, 28) für die
Stromsollwerte (l*dl, l*d2) des Steuergerätes (13a, 13*)
für die Stromrichterventile der einen Stationshälfte einer Stromrichterstation vorgesehen sind, daß einem
ersten Addierer (29) die vor der Störung gespeicherten Stromsollwerte zuführbar sind, daß dem unterlagerten
Steuerwinkelregler (50) im jeweiligen Steuergerät (13a, 136) für die entsprechende Stationshälfte die Ausgangsgröße
des Stromreglers (43) als erster Steuerwinkelsollwert (<x*J über einen ersten Eingang (45) eines
Maximal-Auswahl-Gliedes (·Ϊ6) zuführbar ist, wogegen
an einem zweiten Eingang (47) des Maxlmal-Auswahl-Gliedes
(46) ein Funktionsgeber (40) zur Bildung des zweiten Steuerwinkelsollwertes (a.*^ aus der Differenz
(Af11) der Summe der gespeicherten Stromsollwerte
i/*/|, /*/2) und dem Stromistwert (I1n) anschaltbar
ist, daß der erste Stromsollwerteingang oder der Ausgang des ersten Addierers (29) jeder Glelchrichterstationshalfte
über einen ersten steuerbaren Schalter (33) und ein Minimal-Auswahl-Glled (44) an einen
Vergleicher (42) für den Vergleich mit dem Stromist-
wert (/,„) schaltbar ist, daß ein Maximalstromsoll wert
Q*dmcJ einen zweiten Eingang (SQ des Minimal-Auswahl-GIiedes
(44) zuführbar ist, wobei ein Überschreiten des Maximalstromsollwertes (l*dmv) durch die
Summe (Ι*Λ\) der gespeicherten Stromsollwerte (/*Λ.
Ι*Λ) die unterlagerte Steuerwinkelregelung auslöst,
und daß der Ausgang des Minlmal-Auswahl-GIiedes (44) mit dem Sollwert-Eingang des Stromreglers des
Steuergerätes (14a bzw. 146) der anderen Stationshälfte des gleichen Pols (I bzw. II) verbunden ist.
3. Regelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerkanal nach dem ersten
Addierer (29) ein erster Verzweigungspunkt (31) liegt, an den einerseits ein Festkontakt (32) des ersten steuerbaren
Schalters (33) und andererseits ein zweiter Addierer (34) zur Bildung der Stromdifferenz, bzw.
Stromregelabweichung (AlJ angeschlossen sind, daß
nach dem zweiten Addierer (34) ein zweiter Verzweigungspunkt (35) liegt, an dem einerseits über ein
Schwellwertglied (36) mit dem Marginalstrom (AIdM)
als Schwellwert der Steuereingang eines zweiten steuerbaren Schalters (37) und andererseits über einen
dritten Addierer (38) mit Zusatzstromeingang (39) und den Funktionsgeber (40) die Arbeitsstrecke des
zweiten steuerbaren Schalters (37) angeschlossen ist, und daß zwischen letzterem und dem zweiten Eingang
(47) des Maximal-Auswahl-Gliedes (46) ein dritter, von der Leitungsschutzeinrichtung (26) gesteuerter
Schalter (48) geschaltet ist.
4. Regelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Speicher
(28) für den Stromsollwert (/*rfl) der anderen Stationshälfte der gleichen Stromrichterstation und dem
ersten Addierer (29) ein erstes von der Leitungsschutzeinrichtung (26) steuerbares Zeitglied (30)
geschaltet ist.
5. Regelanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Zeitglied (30) ein
rücksetzbarer Integrator (30') vorgeschaltet ist.
6. Regelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Leitungsschutzeinrichtung
(26) ein zweites Zeltglied (57) zur Vorgabe des zeitlich veränderten Maximalstromsollwertes (I*dmax) angeschlossen
Ist.
7. Regelanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Zeltglied
(57) und dem Minimal-Auswahl-Glled (44) ein vierter Addierer (55) geschaltet ist, der mit einem von der
Stationshälfte des gleichen Poles steuerbaren, an den Marginalstromsollwertgeber angeschlossenen vierten
Schalter (58) verbunden ist.
8. Regelanordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen als Funktionsgeber zur Bildung des
zweiten Steuerwinkelsollwertes (oc*g) dienenden arcsln-Funktionsgebers
(40).
9. Regelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwerteingang für den bei
gestörter Stationshälfte zu speichernden Stromsollwert (/*Λ, /*,„) über einen fünften durch das Steuersignal
für Wiederhochfachversuche gesteuerten Schalter (60) mit einem Negativ Eingang des ersten Addierers (29)
verbunden Ist.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2705242A DE2705242C2 (de) | 1977-02-09 | 1977-02-09 | Regelanordnung zur Regelung des Wirk- und Blindleistungsverhaltens einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage (HGÜ-Anlage) |
CA295,356A CA1101932A (en) | 1977-02-09 | 1978-01-20 | Method and apparatus for controlling the real and reactive power behavior of a high voltage d. c. transmission (hdt) system |
US05/872,628 US4173780A (en) | 1977-02-09 | 1978-01-26 | Method and apparatus for controlling the real and reactive power behavior of a high voltage D.C. transmission (HDT) system |
SE7801206A SE430366B (sv) | 1977-02-09 | 1978-02-01 | Sett och anordning for att styra forhallandet mellan aktiv och reaktiv effekt hos en overforingsanleggning for hogspend likstrom |
AT73878A AT359604B (de) | 1977-02-09 | 1978-02-03 | Regelanordnung zur regelung des wirk- und blindleistungsverhaltens einer hochspannungs- -gleichstrom-uebertragungsanlage (hgue-anlage) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2705242A DE2705242C2 (de) | 1977-02-09 | 1977-02-09 | Regelanordnung zur Regelung des Wirk- und Blindleistungsverhaltens einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage (HGÜ-Anlage) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2705242A1 DE2705242A1 (de) | 1978-08-10 |
DE2705242C2 true DE2705242C2 (de) | 1984-06-20 |
Family
ID=6000636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2705242A Expired DE2705242C2 (de) | 1977-02-09 | 1977-02-09 | Regelanordnung zur Regelung des Wirk- und Blindleistungsverhaltens einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage (HGÜ-Anlage) |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4173780A (de) |
AT (1) | AT359604B (de) |
CA (1) | CA1101932A (de) |
DE (1) | DE2705242C2 (de) |
SE (1) | SE430366B (de) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54106832A (en) * | 1978-02-10 | 1979-08-22 | Hitachi Ltd | Operation control method for a/d converter |
JPS5931286B2 (ja) * | 1978-10-11 | 1984-08-01 | 関西電力株式会社 | 系統連系方法 |
DE3326947A1 (de) * | 1983-07-22 | 1985-02-07 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren und schaltungsanordnung zum betrieb einer hochspannungs-gleichstrom-verbindung zwischen zwei wechselspannungsnetzen |
EP0166954B1 (de) * | 1984-07-04 | 1989-10-11 | BBC Brown Boveri AG | Verfahren zur Reduzierung von dynamischen Ueberspannungen in einem Wechselstromnetz |
US5698969A (en) * | 1995-11-29 | 1997-12-16 | Westinghouse Electric Corporation | Apparatus and method for interline power flow control |
BRPI0621013A2 (pt) * | 2006-01-23 | 2011-11-29 | Abb Technology Ltd | estação conversora e método para seu controle |
CN101202445B (zh) * | 2007-12-21 | 2010-06-02 | 华北电力大学 | 一种双馈入直流输电方法 |
CN108011378B (zh) * | 2017-11-20 | 2021-03-26 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 受端分层接入特高压直流低负荷无功控制方法及控制装置 |
CA3081878C (en) | 2017-11-22 | 2021-07-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Power transmission via a bipolar high-voltage dc transmission link |
CN112103954B (zh) * | 2020-09-11 | 2022-07-12 | 西安交通大学 | 一种混合式配电变压器电压补偿变换器无冲击投切系统、装置和方法 |
CN114035111B (zh) * | 2021-11-05 | 2023-05-19 | 广东电网有限责任公司 | 一种柔直近端交流母线的短路电流测量方法和装置 |
CN118017536B (zh) * | 2024-04-09 | 2024-06-25 | 国网湖北省电力有限公司经济技术研究院 | 一种混合式柔性变压器的控制方法及系统 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1043055A (en) * | 1963-06-27 | 1966-09-21 | Constructie Werkhuizen Van Oor | Means for connecting an injection head to a mould |
DE1943646C3 (de) * | 1969-08-28 | 1978-04-13 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Regelanordnung zur Vermeidung der bei einem Lastabwurf einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage auftretenden netzfrequenten Spannungsüberhöhung |
US3949291A (en) * | 1969-12-11 | 1976-04-06 | Bbc Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. | Short HVDC transmission system with power factor control |
DE1962042A1 (de) * | 1969-12-11 | 1971-06-16 | Bbc Brown Boveri & Cie | Verfahren zur Regelung des Leistungsfaktors oder der Spannung in einem Drehstromnetz mittels einer Hochspannungs-Gleichstrom-Kurzkupplung |
US3766465A (en) * | 1972-10-30 | 1973-10-16 | Westinghouse Canada Ltd | Electrical apparatus to control the extinction angle of valves of a converter |
SE370596B (de) * | 1973-02-14 | 1974-10-21 | Asea Ab | |
SE380687B (sv) * | 1974-03-15 | 1975-11-10 | Asea Ab | Forfarande vid drift av en tvapolig likstromsoverforing jemte likstromsoverforing avsedd att drivas enligt forfarandet. |
DE2418468C2 (de) * | 1974-04-17 | 1984-02-09 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Verfahren zur Steuerung der Stromrichterstationen einer HGÜ-Anlage |
-
1977
- 1977-02-09 DE DE2705242A patent/DE2705242C2/de not_active Expired
-
1978
- 1978-01-20 CA CA295,356A patent/CA1101932A/en not_active Expired
- 1978-01-26 US US05/872,628 patent/US4173780A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-02-01 SE SE7801206A patent/SE430366B/sv not_active IP Right Cessation
- 1978-02-03 AT AT73878A patent/AT359604B/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AT359604B (de) | 1980-11-25 |
SE7801206L (sv) | 1978-08-10 |
CA1101932A (en) | 1981-05-26 |
ATA73878A (de) | 1980-04-15 |
US4173780A (en) | 1979-11-06 |
SE430366B (sv) | 1983-11-07 |
DE2705242A1 (de) | 1978-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3225285C2 (de) | Verfahren zum Betrieb einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage mit beliebig vielen Umformerstationen | |
DE69611176T2 (de) | Verfahren und vorrichtung für die stufenlose einstellung und regulierung des windungsverhältnises eines transformatores und transformator mit einer solchen vorrichtung | |
EP3763012B1 (de) | Verfahren zum betrieb einer energieerzeugungsanlage und energieerzeugungsanlage | |
DE60210334T2 (de) | Spannungsabfall und überspannungkompensationsvorrichtung mit pulsweitenmoduliertem transformator | |
EP2289145B1 (de) | Regelverfahren für eine hochspannungsgleichstromübertragungsanlage mit gleichspannungszwischenkreis und selbstgeführten umrichtern | |
DE2705242C2 (de) | Regelanordnung zur Regelung des Wirk- und Blindleistungsverhaltens einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage (HGÜ-Anlage) | |
EP2872777A2 (de) | Verfahren zum steuern eines elektrischen erzeugers | |
DE1943646C3 (de) | Regelanordnung zur Vermeidung der bei einem Lastabwurf einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsanlage auftretenden netzfrequenten Spannungsüberhöhung | |
EP3576284A1 (de) | Elektrisches koppeln eines ersten elektrischen netzes mit einem zweiten elektrischen netz | |
CH431705A (de) | Verfahren zur Regelung der Blindleistung in elektrischen Netzen und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens | |
DE1933943A1 (de) | Regelungseinrichtung einer Hochspannungs-Gleichstrom-UEbertragungsanlage fuer den Mehrpunktnetzbetrieb | |
DE1763411A1 (de) | Festkoerper-Schaltkreis zur Unterdrueckung von Umschalteinschwingvorgaengen bei Thyristor-Hochspannungsanlagen | |
DE2538493C3 (de) | Gegen Überstrom geschützte Hochspannungsgleichstromübertragungsanlage | |
EP0026260B1 (de) | Vorrichtung zum Regeln der Spannung zwischen zwei Leitern eines Wechselstromversorgungsnetzes für rasch wechselnde Last | |
DE102019101048A1 (de) | Windenergieanlage zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz | |
DE904667C (de) | Gleichrichteranlage, die insbesondere zur Batterieaufladunggeeignet ist | |
DE970623C (de) | Anordnung zur Leistungs- bzw. Spannungsregelung von Gleichstrom-Hochspannungsuebertragungen | |
DE2418468C2 (de) | Verfahren zur Steuerung der Stromrichterstationen einer HGÜ-Anlage | |
EP3806261B1 (de) | Verfahren zum spannungsprägenden einspeisen elektrischer leistung in ein elektrisches versorgungsnetz mittels einer windenergieanlage | |
AT343229B (de) | Schaltungsanordnung fur eine unterbrechungsfreie stromversorgungsanlage | |
DE914030C (de) | Einrichtung zur Erhoehung der Stabilitaet eines auf ein selbstaendiges Wechselstromnetz arbeitenden Wechselrichters | |
CH227021A (de) | Umformungsanordnung. | |
DE4339340C2 (de) | Schaltung zur Minimierung des Blindleistungsaustauschs zwischen Fremd- und parallelem Eigennetz bei Vorhandensein eines Generators | |
DE943963C (de) | Verfahren zur Blindleistungsregelung in Leitungsnetzen | |
DE949244C (de) | Kontaktumformer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BBC BROWN BOVERI AG, 6800 MANNHEIM, DE |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ASEA BROWN BOVERI AG, 6800 MANNHEIM, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |