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Verfahren zur Regelung der Übergabeleistung und Frequenz von Netzverbänden
Im Verbundbetrieb miteinander gekuppelte Netze tauschen über Kuppelleitungen Übergabeleistungen
aus, wobei gleichzeitig die Frequenz der miteinander gekuppelten Netze auf einen
bestimmten Wert gehalten werden soll. Dies geschieht über Netzregler, denen sowohl
die Übergabeleistung an der Kuppelstelle als auch die Frequenz des Netzverbandes
als Regelgröße zugeführt werden. Es ist erwünscht, daß der Netzregler eines Netzes
nicht eingreift, wenn die Belastungsänderung, die auch eine Änderung der Übergabeleistung
zur Folge hat, außerhalb dieses Netzes liegt, oder anders ausgedrückt, daß bei Belastungsänderungen
im Eigennetz die dem Fremdnetz programmäßig zuzuführende Übergabeleistung unabhängig
von jenem sichergestellt bleibt Auftretende Belastungsänderungen im Eigen- oder
Fremdnetz sollen auch nur von dem jeweils betroffenen Netz ausgeglichen werden.
Das Verfahren, das diese Aufgabe löst" ist die 'sogenannte Regelung nach der Netzkennlinie,
wobei in jedem zu den Netzen gehörenden Netzregler die Abweichung der Übergabeleistung
und die Abweichung der Frequenz von ihren Sollwerten in eine bestimmte Beziehung
zueinander gebracht werden, nämlich diejenige der Regelleistungskonstante bzw. der
Kennlinienneigung.
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Damit der Netzregler eines Netzes bei äußeren Belastungsänderungen
tatsächlich nicht eingreift, muß die Regelleistungskonstante des Netzes möglichst
genau im Regler abgebildet werden. Die Regelleistungskonstante ist jedoch abhängig
vom Maschineneinsatz des, be(trerfenden Netzes, der zeitlichen Änderungen unterworfen
ist. Es ist daher notwendig, um die Aufgabe des Nichteingreifens
des
Netzreglers dauernd zu gewährleisten, die Regelleistungskonstante des Netzreglers
von Zeit zu Zeit nachzustellen und den Netzverhältnissen anzupassen. Da die Abweichung
der Regelleistungskonstante des Netzreglers von der tatsächlichen Netzkennlinie
des Netzes aber auch die Stabilität der Netzregelung beeinflußt - dies tritt besonders
ausgeprägt hervor, wenn man eine sekundäre oder Zweitregelung über die Drehzahlverstellmotoren
der Turbinen vornimmt --, erscheint es wünschenswert, die Einstellung der Regelleistungskonstante
des Netzreglers möglichst unmittelbar der Netzkennlinie folgen zu lassen. Eine Nachstellung
von Hand löst diese Aufgabe nicht befriedigend, da in den Zwischenzeiten" wenn keine
Nachstellung erfolgt, die Gefahr für ein Unstabilwerden der Regelung und ein Auseinanderfallen
der Netze besteht.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung der Übergabeleistung
und Frequenz von Netzverbänden, bei dem eine Anpassung der Regelleistungskonstante
des Netzreglers an die Regelleistungskonstante der Kennlinie des Netzes erfolgt
und die vorstehend erwähnte Gefahr erfindungsgemäß dadurch vermieden wird, daß die
Regelleistungskonstante der Kennlinie des Netzes über eine auf das Vorzeichen der
Regelabweichungen von Übergabeleistung und Fr_ equenz selektiv ansprechende Relaiskombination
mittels einer Ouotientenmeßeinrichtung immer dann gemessen wird, wenn die Regelabweichungen
von Übergabeleistung und Frequenz entgegengesetztes Vorzeichen haben, und daß die
Regelleistungskonstante des Netzreglers nach Maßgabe der gemessenen Größe nachgestellt
wird. Die Nachstellung der Regelleistungskonstante des Netzreglers entsprechend
der gemessenen Nachstellungsgröße kann hierbei entweder von Hand oder selbsttätig
vorgenommen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann je nach dem vorliegenden
Bedarfsfall entweder nur bei einer oder einigen oder auch bei allen Netzregelanordnungen
der miteinander gekuppelten und- gegenseitig Übergabeleistung austauschenden Netze
angewendet werden.
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Es ist zwar schon ein Verfahren zur Regelung der Übergabeleistung
und Frequenz von Netzverbänden mit Anpassung der Regelleistungskonstante des Netzreglers
an die Regelleistungskonstante der Kennlinie des Netzes bekanntgeworden, doch macht
dieses Verfahren von einer grundsätzlich anderen Lösungsmethode Gebrauch. Bei dem
bekannten Verfahren sind in jedem der einzelnen an den Netzverband angeschlossenen
Teilnehmernetze je zwei vereinigte und verschieden eingestellte Frequenzübergabeleistungsregler
vorgesehen, die einen Steuerbefehl auf die Maschinenregler des Teilnehmers nur dann
geben, wenn sie in gleichem Sinne ansprechen. Dabei bildet der eine der vereinigten
Frequenzübergabeleistungsregler die Frequenzübergabeleistungskennlinie für den festgelegten
kleinsten Maschineneinsatz, der andere die Kennlinie für den festgelegten größten
Maschineneinsatz so nach, daß diese Regler wirkungslos bleiben, wenn die Werte der
Frequenz und der Übergabeleistung sich längs dieser Kennlinie bewegen. Liegt das
Wertepaar von Frequenz und Übergabeleistung innerhalb des von den soeben erwähnten
beiden Nachbildungskennlinien eingeschlossenen Sektors, so sprechen die verschieden
eingestellten Frequenzübergabeleistungsregler mit verschiedenem Sinne an. Es kommt
zu keinem Regelbefehl für die Maschinenregler.
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Demgegenüber wird beim erfindungsgemäßen Regelungsverfahren bei einer
beispielhaften Abschaltung in dem einen Netz zunächst einmal mit der Relaiskombination
festgestellt, ob die Abschaltung im eigenen Netz erfolgte. oder außerhalb desselben.
Liegt sie nicht im Eigennetz, so kommt es zu einer Messung der Regelleistungskonstante
und zu deren Nachstellung nach Maßgabe des festgestellten Wertes.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur
Ausführung des Verfahrens dargestellt. Bevor jedoch auf dieses Beispiel näher eingegangen
wird, werden nachstehend noch folgende Erläuterungen gegeben: Wenn außerhalb des
Netzes eine Belastungsänderung auftritt, so steht die Abweichung d p der
Übergabeleistung von ihrem Sollwert und die Abweichung d f der Frequenz von
ihrem Sollwert miteinander in einer Beziehung, die der Netzkennlinie des Netzes
bzw. dessen Regelleistungskonstante IL entspricht. Es besteht die Beziehung
da die Abweichung-4p der Übergabeleistung, wenn nur eine äußere Belastungsänderung
vorliegt, gleich der Änderung der in diesem Netz erzeugten Leistung dP ist. Bei
Belastungsänderung innerhalb des Netzes ist diese Beziehung nicht erfüllt, da dann
die Änderung der Cbergabeleistung nicht von diesem Netz, sondern von den Nachbarnetzen
vorgeschrieben wird. Auf Grund der Kennlinienbeziehung zwischen der Abweichung
d p der Übergabeleistung und der Abweichung d f der Frequenz von den
Sollwerten ergibt sich ferner folgender bedeutungsvoller Zusammenhang, wie er auch
aus der oben angeschriebenen Gleichung folgt: Bei äußeren Belastungsänderungen haben
die Abweichung d p der Übergabeleistung und die Abweichung d f der
Frequenz entgegengesetztes Vorzeichen. Bei inneren Belastungsänderungen dagegen
sind die Vorzeichen der Abweichungen d f, d p einander gleich.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden nun zur Einstellung
der Regelleistungskonstante des Netzreglers in Abhängigkeit von der I\Tetzkennlinie
nach den soeben erläuterten Beziehungen zwischen der Abweichung d p der übergabeleistung
und der Abweichung d f der Frequenz in bekannter Weise auch zwei Vergleichsgeräte
1, z verwendet, von denen das Vergleichsgerät i durch Vergleich des Istw ertes pi
mit dem Sollwert p, der Übergabeleistung die Abweichung d p und das V ergleichsgerät
z durch Vergleich des Istwertes fi mit dem Sollwert f, die Abweichung
d f der Frequenz gebildet wird.
Beide durch proportionale
Gleichströme . gebildeten Abweichungen A p und d f werden weiterhin
in bekannter Weise über einen Verstärker 3 dem die Kraftwerke KWi bis KW, steuernden
Netzregler 4 zugeführt. Hierbei ist die Anordnung so getroffen, daß die Abweichungen
A p und A f der Mergabeleistung und der Frequenz, bevor diese den
Verstärker 3 erreichen, durch beispielsweise als Potentiometer ausgebildete Einstellglieder
5, 6 so miteinander in Beziehung gebracht werden, daß die Gleichung
erfüllt ist.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schiebekontakte
der Potentiometer 5, 6 erfindungsgemäß mittels eines Kupplungsteils 8 mit dem Drehsystem-
eines richtkraftlosen Meßgerätes, beispielsweise eines Kreuzspulenmeßgerätes 7 gekuppelt,
das in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise über Leitungen mit den beiden Vergleichsgeräten
i, 2 verbunden ist und von einer Kontaktrelaisanordnung A, B, C mit Kontakten
a, b, c
überwacht wird. Dem. Kreuzspulenmeßgerät 7 werden auf diese Weise
die Abweichungen A p und A f
zugeführt. Die Einstellung dieses Meßgerätes
7 entspricht der Netzkennlinie, wenn erreicht wird, daß es nur bei äußeren Belastungsänderungen
mit den Vergleichgeräten i, 2 verbunden ist, in Augenblicken also, wenn
A p und Ar entgegengesetzte Vorzeichen haben und Ap der Änderung der
erzeugten Leistung des zu regelnden Netzes AP gleich ist.
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Das Meßgerät 7 hat keine Richtkraft, behält also seine Stellung bei,
auch wenn es ausgeschaltet ist, und bildet dadurch die im Netz tatsächlich vorhandene
Regelleistungskonstante K oder Kennlinienneigung dauernd ab, solange es nicht durch
eine Zustandsänderung im Netz und bei neuem Erscheinen von Abweichungen, die der
geänderten Regelleistungskonstante des Netzes entsprechen, zu einer Änderung seiner
Einstellung veranlaßt wird. Durch die mechanische Kupplung 8 zwischen dem Meßgerät
7 und den Potentiometern 5, 6 wird bewirkt, daß deren Einstellung der von dem Meßgerät
7 angezeigten Regelleistungskonstante des Netzes folgt. Dem Verstärker 3 wird somit
eine Regelleistungskonstante vorgeschrieben, die auch der Regelleistungskonstante
des Netzes entspricht.
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Damit das Meßgerät 7 nur bei äußeren Belastungsänderungen- eingeschaltet
ist, sind erfindungsgemäß die Relais A, B als polarisierte Relais ausgebildet,
die je nach Richtung der Abweichungen A p, A f nach der einen oder
anderen Seite die Schalter a, b zum Anliegen bringen. Damit das Relais C
die Einschaltung des Meßgerätes 7 nur dann vornimmt, wenn die wirksamen Impulse
für die Relais A, B entgegengesetze Vorzeichen haben, sind die mit den beweglichen
Kontakten a, b der polarisierten Relais A, B zusammenarbeitenden festen Kontakte
über, Kreuz miteinander verbunden. Ist der Impuls von A positiv ' ürtd der Impuls
von B negativ, so schaltet sich der bewegliche Kontakt d nach rechts und der bewegliche
Kontakt b nach links ein, wodurch das Relais C erregt wird. Der Schalter cwird dann
eingeschaltet, wodurch das Meßgerät7 mit den beiden Vergleichsgeräten i, 2 verbunden
wird. Ist dagegen der Impuls von A negativ und der Impuls von B ebenfalls
negativ, dann werden, beide Konakta a, b nach links bewegt. Die Stromzufuhr für
das Relais C wird darin unterbrochen. Auf diese Weise wird also erreicht, daß das
Meßgerät 7 nur bei äußeren Belastungsänderungen, die entgegengesetzten Impulsen
an den Relais A und B entsprechen, eingeschaltet wird.
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Es ist naturgemäß notwendig, die geschilderte Einrichtung in bekannter
Weise in sich abzustimmen, um die richtige Anpassung der Schaltungsglieder aufeinander
zu erzielen. Auch kann ebenfalls in bekannter Weise eine Hubbegrenzung vorgesehen
werden, ferner können Dämpfungs- und Verzögerungsglieder verwendet werden, wenn
dies notwendig erscheint. Es sei auch noch darauf hingewiesen, daß sowohl das Kreuzspulengerät
7 als auch die Relaisanordnung A, B, C mit den Kontakten a, b, c elektronische
Geräte sein können. An Stelle der mechanischen Verbindung 8 kann auch eine elektrische
Welle treten. Dies sind aber Abänderungen, wie sie auch sonst in bekannter Weise
für andere Zwecke getroffen werden.
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Die Einrichtung zur selbsttätigen Einsteilung der Regulierleistungskonstante
im Netzregler nach der Kennlinie des Netzes erlaubt aber noch eine Erweiterung,
die mehr auf meßtechnischem Gebiete liegt. Es muß nämlich berücksichtigt werden.
daß nicht in allen Netzkommandostellen die selbsttätigen Einrichtungen gleich beliebt
sind und daß man der Netzkommandostelle auch noch die Möglichkeit bieten sollte,'
in selbsttätige Einstellvorgänge einzugreifen. Das Meßgerät 7 bietet aber die Möglichkeit,
die tatsächlich -im "#Zetz vorhandene Kennlinienneigung in jedem Falle, wo entsprechende
Belastungsänderungen vorhanden sind, auch zu messen. Es ist daher nicht mehr notwendig,
sich' auf Abschätzungen, die aus dem Maschinensatz und der Statik der Turbinenregler
folgen, zu verlassen. Wenn man also das Betätigungsglied 8 zwischen dem Gerät 7
und den Potentiometern 5, 6 gemäß Fig. i auskuppelt, sc erhält man die Möglichkeit,
nach Abiesen der Zeigerstellung des Gerätes 7 auch durch Handverstellung die Potentiometer
5, 6 auf den am Zeiger des Gerätes 7 abgelesenen Wert einzustellen. Man kann auch
ferner die selbsttätige Nachstellvorrichtung in Zeiten, wenn keine Änderungen der
Regelleistungskonstante des Netzes eintreten, durch einen Unterbrechungsschalter
d im Stromkreis des Relais C außer Betrieb setzen und deren Inbetriebnahme durch
Einschalten dieses Schalters erfolgen lassen, wenn man Änderungen der Regulierleistungskonstante
des Netzes erwartet.