DE3105042C2

DE3105042C2 - Verfahren zur Regelung von Inselnetzen, insbesondere bei Schieflastverteilung

Info

Publication number: DE3105042C2
Application number: DE3105042A
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl.-Ing. 2000 Hamburg Knirsch
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: STN Systemtechnik Nord GmbH
Priority date: 1981-02-12
Filing date: 1981-02-12
Publication date: 1982-11-04
Also published as: DE3105042A1

Description

AP₁* = AP₁ +N₁

'Ϋ

vorgenommen wird, während bei | X₂ 1 > | X\ | die Aggregate mit positiven Abweichungen nach der Formel

A P₁*

korrigiert werden, wobei APr den korrigierten Wert und APj die Leistungsabweichungen zur jeweiligen Nennleistung /V/eines Aggregates /bedeuten.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei annähernd gleichen Nennleistungen der parallel arbeitenden Aggregate die Regelung derart verblockt wird, daß bei | Xi | > | X₂ \ gleichzeitig nur positive oder bei | X21 > | Xi | nur negative Befehle an die Stellmotoren ausgegeben werden.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Bei Anlagen dieser Art, in denen Synchrongeneratoren durch Primärwandler, z. B. Turbinen, Dieselmotoren u. a. angetrieben werden und parallel auf ein autarkes Netz arbeiten, kann es vorkommen, daß die Generatoren sprungartig belastet werden. Derartige Anlagen sind vornehmlich auf Fahrzeugen, beispielsweise an Bord von Schiffe, zu finden.

Es ist bereits eine Anlage vorgeschlagen worden

(DE-OS 30 34 732), bei der mit verschiedenen Primärwandlern angetriebene Stromerzeuger auf ein Netz arbeiten. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit soll das Aggregat mit der günstigster· Energieausnutzung erst voll belastet werden, ehe ein weiteres Aggregat mit einer weniger guten Energienutzung zugeschaltet wird. Die Schaltungsanordnung hierfür sieht eine übergeordnete Regelung für die Netzfrequenz vor, der eine Leistungsregelung nachgeschaltet ist. Die insgesamt geforderte Regler-Soll-Leistung £ Psou setzt sich aus zwei Anteilen zusammen, nämlich dem aus der Summe aller Einzelbelastungen bestehenden Bordnetzverbrauch und aus einem frequenzabhängigen Korrekturglied. Die Summe der Solleistungen wird gemäß der Wirklastverteilung an die einzelnen Aggregate abgegeben. Die Solleistung eines Aggregates wird mit seiner Istleistung verglichen. Aus der Abweichung wird ein Taktverhältnis gebildet, um den Sollwertmotor des Aggregates entsprechend zu fahren. Es hat sich nun gezeigt, daß z. B. bei einer Entlastung von drei parallel arbeitenden Aggregaten mit geforderter Schieflastverteiiung, alle drei Sollwertmotore gefahren werden, um sich der neuen Bordnetzbelastung anzupassen. Diese Sollwerterhöhung wäre an sich nicht erforderlich, da die beiden Aggregate durch das entlastete Aggregat ausreichend belabtet werden. Dadurch können Lastpendelungen im Bordnetz auftreten, die zn Ausgleichsvorgängen führen und zusätzliche Verluste verursachen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist darin zu sehen, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem derartige Bordnetzpendelungen unterdrückt und die Reglereigenschaften verbessert werden.

Diese Aufgabe kann erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst werden. Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, daß eine geforderte Lastverteilung in kürzerer Zeit einen stationären Endwert erreicht und die Stellmotoren mit weniger Schaltspielen einen Lastsprung auszuregeln vermögen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 eine Schaltungsanordnung und

F i g. 2 und 3 Oszillogramme ohne und mit Lastausgleichsverteilung.

In Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung für drei Stromerzeugungsaggregate, nämlich einen Wellengenerator und zwei Dieselgeneratoren, gezeichnet Zur Sicherstellung einer konstanten Netzfrequenz ist eine übergeordnete Frequenzregelung 1 vorgesehen, an deren Vergleichsstelle ein vorgegebener Sollwert f_mn mit dem Istwert f,_s, im Bordnetz verglichen wird. Die Abweichung wird auf einen PI-Regler 2 gegeben, der einen ersten Sollwert P₁₀H₁ ausgibt und einer Vergleichsstelle 3 zuführt. Diesem Sollwert wird ein weiterer Sollwert P_soin hinzuaddiert, der aus der Summe der Ist-Leistungen Pi,, u f«i2und Ρ-_α,ϊ im Addierer4gebildet und durch eine PDri-Strecke 5 verstärkt wird. Der vom Addierer 3 ausgegebene Summensollwert £ /^//geht in einen selbsttätigen Wirklastverteiler 6 ein, der jedem Stromerzeuger die ihm zukommende Wirklast abverlangt. So wird für den Wellengenerator über einen Begrenzungsblock 7 im Verteiler 6 der Lastanteil abgezweigt und als P₅₀In an den Vergleicher 8 gegeben. Dieser Sollwert wird im weiteren Vergleicher 9 von dem Summenwert £ Ρ_Μη subtrahiert und somit die von

den weiteren Maschinen zu liefernde Leistung ermittelt.

Die Solleistung P_mn\ wird in 8 mit der Istleistung Pn, das jeweiligen Aggregates verglichen und die Leistungsabweichung Δ P\ einem Lastausgleichsverteiler 10 zugeführt. Hier wird berücksichtigt, daß die Leistung, um die ein Aggregat reduziert werden soll, automatisch die übrigen Aggregate mit belastet Bei einer Sollwertverrteilung eines Aggregates werden die übrigen Aggregate die hierdruch hervorgerufene Lastverschiebung gemäß ihrer Statik-Kennlinie mit aufnehmen.

Entsprechend werden den beiden Dieselgeneratoren über die Verteiler 11 und 12 die jeweiligen Last-Sollwerte Psoii 2 und Pw/3, den Vergleichsstellen 13 und 14 zugeführt und mit den jeweiligen Istwerten P_is, ₂ und Pm i verglichen. Die gebildeten Regelabweichungen Δ P₂ und APi gehen ebenfalls in den Verteiler 10 ein, an dem zusätzlich die Leistungsnennwerte Ni, N₂ und Λ'3 anstehen.

Im Verteiler 10 werden die Summen aller positiven Lastabweichungen Δ P⁺ und aller negativen Lastabweichungen Δ Ρ- gebildet

Χι = Σ ΔΡ-

Zu jeder Summenreihe wird die entsprechende Summenreihe der Nennleistungen /Vgebildet:

Stellt sich bei der Untersuchung heraus, daß I X] I > I λ'21 ist, so werden die negativen Abweichungen nach der (olgenden Formel korrigiert:

AP? -AP₁

worin A P? den korrigierten Wert bedeutet. Ist im umgekehrten Fall 1-X", |<|A*₂|, wird eine Korrektur der positiven Abweichungen vorgenommen:

AP₁*

Zur Verdeutlichung wird ein Zahlenbeispiel angeführt. Es sind

/V₁ = I
N₂ = I N₃ =1,5 und
Δ P_x =0,2
AP₂= +0,3
AP₃= -0,55

Daraus ergeben sich die Summenreihen

X, =02+0,3 = 03
X₂= -0,55
X₃ = I+2=3

Da die negativen Abweichungen (X₂) überwiegen, werden die positiven Abweichungen korrigiert:

AP? = 0,2 + 1 - -ψϊ- = 0,0166

AP₂* = 0,3 + 2 · = -0,066
AP₃* = AP₃ = -0,55 (nicht korrigiert)

Diese Signale ΔΡ\*, AP₂* und AP₃* werden aus dem Verteiler 10 ausgegeben und beaufschlagen die entsprechenden Impulserzeuger 15, 16 und 17, die den Stellmotoren der Aggregate als Befehle ±/»«1, ^±fsain und ^±fsoiii zugehen.

Das Zahlenbeispiel hat gezeigt, daß der Lastausgleichsverteiler 10 verhindert, daß die Aggregate 1 und 2 zunächst in ihren Sollwerten angehoben werden, da sie schon belastet werden, wenn das Aggregat 3 entlastet wird.

Dieses Ergebnis zeigen auch die F i g. 2 und 3. Im oberen Teil sind die Stellbefehle an den Stellmotor eines Wellengenerators und eines parallel laufenden Dieselgenerators aufgezeichnet, wenn sie sprungartig belastet werden. Nach einer größeren Anzahl von Impulsen ist die im unteren Teil der Figur wiedergegebene neue Istleitung von Wellengeneratoren und Dieselgenerator nach ca. 26 sek erreicht.

Nach Fig.3 ist dieselbe Generatorkombination gewählt und eine Lastausgleichsverteilung nach der Erfindung angewendet. Danach erhält der Stellmotor des Wellengenerators keine Stellbefehle, nur der Stellmotor des Dieselgenerators wird beaufschlagt. Es zeigt sich hier, daß erheblich weniger Impulse notwendig sind, um in kürzester Zeit (ca. 13 sek) den Generator zui Abgabe der neuen Istleistung einzustellen, d. h. schneller den stationären Endwert zu erreichen.

Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich in vereinfachter Weise anwenden, wenn bei wenigen Aggregaten etwa gleicher Nennleistung die Regelung so verblockt wird, daß insgesamt nur positive I X, I > I X₂1 oder negative | X₂ 1 - | X, | Stellmotorbefehle ausgegeben werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Regelung von Inselnetzen, bestehend aus mehreren parallel arbeitenden Stromerzeugern, die von Primärwandlern angetrieben werden, wobei einer Frequenzregelung eine Leistungsregelung unterlagert ist, insbesondere bei Schieflastverteiiung, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus dem Leistungsvergleich (8,13,14) eines jeden Aggregates gewonnene Leistungsabweichung AP, in einem zusätzlichen Anlagenteil (10) auf ihr Vorzeichen hin untersucht wird, daß bei unterschiedlichen Vorzeichen der Lastabweichungen diejenigen mit jeweils gleichen Vorzeichen korrigiert werden, deren Summenwert kleiner ist als der Summenwert der Lastabweichungen reit entgegengesetzten Vorzeichen, und daß entsprechend korrigierte Stellbefehle an die einzelnen Aggregate ausgegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe aller positiven und aller negativen Lastabweichungen X\ und X₂ gebildet wird, wobei zu jeder Summe die entsprechende Summenreihe der zugehörigen Nennleistungen X₃ und X< aufgestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Ergebnis | X\ | > | X₂ 1. worin ΑΊ die Summe aller positiven Lastabweichungen (Σ APi⁺) und Xi die Summe aller negativen Lastabweichungen (£ Δ Pr) bedeutet, eine Korrektur der Aggregate mit negativen Abweichungen nach der Formel