EP3628108A1 - Anordnung, insbesondere über ihre dc-zwischenkreise gekoppelte konvertersysteme, zum ausgleich von spannungseinbrüchen auf den zugeordneten netzeinspeisungen, und system mit solch einer anordnung - Google Patents

Anordnung, insbesondere über ihre dc-zwischenkreise gekoppelte konvertersysteme, zum ausgleich von spannungseinbrüchen auf den zugeordneten netzeinspeisungen, und system mit solch einer anordnung

Info

Publication number
EP3628108A1
EP3628108A1 EP18739761.7A EP18739761A EP3628108A1 EP 3628108 A1 EP3628108 A1 EP 3628108A1 EP 18739761 A EP18739761 A EP 18739761A EP 3628108 A1 EP3628108 A1 EP 3628108A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
distribution
switch
arrangement
voltage
converter
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.)
Withdrawn
Application number
EP18739761.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Eckert
Oliver Reimann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP3628108A1 publication Critical patent/EP3628108A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; 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 high-voltage DC [HVDC] links; Arrangements for transfer of electric power between generators and networks via HVDC links
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; 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
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in networks by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in networks by storage of energy using batteries or super capacitors with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/005—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection avoiding undesired transient conditions
    • 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]

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for balancing
  • the depth of the voltage dip can be between 20% and 100%
  • DVR Dynamic Voltage Restorer
  • Dynamic Voltage Restorer voltage stabilizers are limited in the treatment of fault type, duration and performance and therefore can only handle a fraction of all errors. How big this proportion is depends on the local conditions. For example, Dynamic Voltage Restorer voltage stabilizers can only compensate for voltage drops of up to approx. 40% residual voltage. Egg ne interruption of the power supply can not be compen ⁇ Siert. Likewise, an active power can not be transmitted.
  • Converter system is connected to a second distribution.
  • the first converter system with a first decoupling choke and a first voltage measurement is connected to the first distribution and the second converter system with a second coupling choke and a second voltage measurement at the second distribution.
  • Converter system and the second converter system each designed as a DC / AC converter system.
  • the coupling of the insects in one embodiment, can be compensated with a duration of 10 ms up to a few minutes, the length of the compensation being compensated by the battery. teriauslegung or the installed battery capacity from ⁇ hangs.
  • the first distribution and the second distribution are each formed as a medium-voltage distribution.
  • Power supply includes, wherein the first power supply is connected via a first transformer and a first switch to the first distribution, and wherein the second power supply ⁇ is connected via a second transformer and a second switch with the second distribution.
  • the second switch is in a first state, the first switch is closed and open, and open in a second state, the first switch and the second switch is closed so that one of the two power I ⁇ feeds is electrically connected to one of the distributions.
  • the first distribution is electrically connected to the second distribution via a close coupling.
  • the first voltage measurement and / or the second voltage measurement to the alignment of the phases are ver ⁇ turns before switching egg nes switch measured values.
  • Figure 1 system of first and second converter system and first and second power supply
  • Figure 2 system of first and second converter system and first and second power supply and Batteriesys ⁇ systems in the coupling of the intermediate circuits of the first and second converter system;
  • FIG. 3 functional principle of the individual converter systems
  • FIG. 1 an arrangement 100 for balancing tension ⁇ voltage dips is shown in a power supply network.
  • the arrangement 100 comprises a first converter system 301 and a second converter system 302, the intermediate circuits are gekop ⁇ pelt.
  • the first converter system 301 is connected to a first distribution 801 and the second converter system 302 to a second distribution 802.
  • the first distribution 801 and the second distribution 802 can each be designed as a medium-voltage distribution.
  • the first converter system 301 is connected to the first distribution 801 together with a first decoupling choke 401 and a first voltage measurement 501.
  • the second Converter system 302 is connected together with a second Entkopp ⁇ lung choke 402 and a second voltage measurement 502 to the second distribution 802nd.
  • the first converter system 301 and the second converter system 302 may each be designed as a DC / AC converter system.
  • these two converter systems 301, 302 may be based on the Siestorage S800 system of Siemens AG.
  • FIG. 1 also shows a first grid feed 201 and a second grid feed 202.
  • the first power I ⁇ supply 201 is connectedness via a first transformer 651 and ei ⁇ NEN first switch 601 with the first distribution 801 to.
  • the first transformer 201 and 651 and is fed via the first switch 601 to the first decoupling inductor 401 and the first clamping ⁇ voltage measurement 501 to the first distribution 801 across the first grid.
  • the first converter system 301 is disposed through a first convergence ⁇ ter-transformer 361, and a first converter 351 switches between the first voltage measurement 501 and the first Ver ⁇ distribution eight hundred and first
  • the first converter 301 can be decoupled, for example for maintenance purposes. In normal Breastzu ⁇ was the first converter switch 351 is closed.
  • the first converter transformer 361 and the first converter switch 351 serve as the first connection of the first converter 301.
  • the Einkopplungspfad via the second power supply 202 is analogous to Einkopplungspfad the first power supply 201.
  • the second converter system 302 is connected via a second converter transformer 362 and a second converter switch 352.
  • the second con verter ⁇ transformer 362 and second converter switches 352 serve as second connection of the second converter 302nd
  • erfindungsge ⁇ Permitted assembly 100 is shown for compensating voltage dips in a power supply network, wherein the coupling of the intermediate circuits of said first converter system 301 and second converter system 302 include battery systems 371, 372nd These battery systems make it possible to compensate for all mains faults and voltage dips in the first mains feed 201 or the second mains feed 202, the number of cycles depending on the installed batteries 371, 372 or their capacity.
  • FIG. 3 shows the operating principle of the individual converter ⁇ systems 301, 302. This is illustrated by way of the first converter system 301, a first decoupling choke is arranged 401 in which, starting from a first power I ⁇ supply 201 via a first transformer 651 and entspre ⁇ sponding line resistances 666 wherein on the outgoing side of the first Entkopp ⁇ lung throttle 401, the first distribution 801 viewed from its critical load, and the first converter transformer 361 are arranged with an adjoining first converter 301 in addition.
  • a first decoupling choke is arranged 401 in which, starting from a first power I ⁇ supply 201 via a first transformer 651 and entspre ⁇ sponding line resistances 666 wherein on the outgoing side of the first Entkopp ⁇ lung throttle 401, the first distribution 801 viewed from its critical load, and the first converter transformer 361 are arranged with an adjoining first converter 301 in addition.
  • the second path via the second power supply 202 is ana ⁇ log showing the Figure 3.
  • the first converter system 301 and the second converter system 302 are coupled in their interim ⁇ rule circuits.
  • Figures 4 and 5 are conventional solutions provides means ei ⁇ nes Dynamic Voltage Restorer voltage stabilizer ones shown,.
  • Figure 4 shows such a Dynamic Voltage Restorer, being coupled via a condensate ⁇ sator in this, the two conduction paths. This can be such a Dynamic Voltage Restorer voltage stabilizer compensate only voltage dips to about 30% residual voltage. If the mains voltage is interrupted, the Dynamic Voltage Restorer voltage stabilizer can not sustain the voltage.
  • FIG. 5 is also a Dynamic Voltage Restorer clamping ⁇ -voltage stabilizer shown, wherein, starting from a transmission used by the network A to load B in the capacitor vomit ⁇ -assured energy of maintaining the tension in the event of a voltage dip.
  • the first distribution may be associated clutch 850 electrically connected to the second distribution 802 via a short- ⁇ eight hundred and first
  • the first switch In a first state, the first switch may be open 602 601 CLOSED ⁇ sen and the second switch. In a second state, the first switch 601 may be open and the second switch 602 closed. With such a configuration with a first state and second state, it is ensured that one of the network feeders 201, 202 electrically connected to ei ⁇ ner of the distributions 801, 802 is.
  • first switch 601 and the second switch 602 are each closed and in a failure state either the first switch 601 or the second switch 602 is opened. It is the power path where the failure is present, separated by opening the switch so that one of the two power feeds 201, 202 is electrically connected to one of the distributions 801, 802 ver ⁇ prevented.
  • the measured values of the first voltage measurement 501 or of the second voltage measurement 502 can be used to equalize the phase between the first mains supply 201 and the second network supply 502. solution 202 and the first distribution 801 and the second Ver ⁇ distribution 802nd
  • the inventive system consists of two DC / AC Converter systems 301, 302, which together with a respective Entkopp ⁇ lung throttle 401, 402 to a respective MS-distribution 801, 802 are closed ⁇ and the intermediate circuits are coupled.
  • the operating principle of each individual converter system 301, 302 corresponds to that of the line-interactive UPS, which protects a sensitive load from disturbances in the network by decoupling faulty networks with a decoupling choke 401, 402 and the voltage at the critical load maintains.
  • line-interactive UPS energy storage with network injection
  • Infeed lines 801, 802 connected. Starting from the assumption that a fault on one of the two power I ⁇ feeds 201, 202 occurs, the power can be transferred from one to the other feed system. If the error of the voltage, so in the first network feed 201 or second power supply 202 in the parent feeding equal ⁇ time on, the system can on both mains supplies the voltage based according to the configuration shown in Figure 2. In this case, an additional Energyspei ⁇ cher in the form of a battery system 371, 372 necessary. All embodiments have in common that the network side to limit the short-circuit current, a decoupling choke 401, 402 and a voltage measurement are provided.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)

Abstract

Es wird eine Anordnung zum Ausgleichen von Spannungseinbrüchen in einem Stromversorgungsnetz offenbart, wobei die Anordnung mindestens ein erstes Konvertersystem und ein zweites Konvertersystem umfasst, deren Zwischenkreise gekoppelt sind, wobei das erste Konvertersystem an eine erste Verteilung und das zweite Konvertersystem an eine zweite Verteilung angeschlossen ist.

Description

Beschreibung
ANORDNUNG, INSBESONDERE ÜBER IHRE DC-ZWISCHENKREISE GEKOPPELTE KONVERTERSYSTEME, ZUM AUSGLEICH VON SPANNUNGSEINBRÜCHEN AUF DEN ZUGEORDNETEN NETZEINSPEISUNGEN,
UND SYSTEM MIT SOLCH EINER ANORDNUNG
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ausgleichen von
Spannungseinbrüchen in einem Stromversorgungsnetz und ein
System mit solch einer Anordnung .
10 Spannungseinbrüche in Netzversorgungssystemen treten meist
durch natürliche Ursachen mehr oder weniger regelmäßig auf.
Beispielsweise können dies Wetter-Situationen, ein Vogel¬ schlag oder andere äußere Einflüsse sein. Diese Ereignisse
sind in der Regel kurzzeitig, typischerweise 50 ms bis einige
15 100 ms, und können zu Kurzunterbrechungen von typischerweise
bis zu 300 ms oder längeren Unterbrechungen bis zu 3 Minuten oder länger führen.
Die Tiefe des Spannungseinbruchs kann zwischen 20% und 100%
20 variieren, wobei der Spannungseinbruch einpolig oder mehrpo¬ lig auftreten kann. Diese auch sehr kurzen Einbrüche in der
Spannungsversorgung führen häufig zu Störungen in Anlagen wie
Fertigungs- oder Prozesseinrichtungen. Beispielsweise kann
eine Robotersteuerung oder Ähnliches ausfallen, wodurch zum
25 Teil erhebliche finanzielle Schäden entstehen können.
Daehler, Eichler, Gaupp und Linhofer: ABB Technik 1/2001 ha¬ ben auf die Notwendigkeit einer hohen Stromversorgungsquali¬ tät für stabilere Fertigungsprozesse hingewiesen. Dabei ver-
30 weisen sie beispielsweise auf große, schnelle unterbrechungs¬ freie Stromversorgungen (USV) , die aber typischerweise in
erster Linie bei einem vollständigen Stromausfall einsprin¬ gen. Für kurzzeitige, oft nur in einer Phase auftretende Stö¬ rungen, beschreiben sie bekannte Spannungs-Stabilisatoren wie
35 „Dynamic Voltage Restorer (DVR)". Diese Spannungs- Stabilisatoren können unverzögert temporäre Spannungseinbrü¬ che ausgleichen. Zur kurzzeitigen Kompensation von Netzeinbrüchen können eben¬ falls Energiespeicher mit Netzentkopplung, sogenannte „Line- Interactive UPS", verwendet werden, die auch minutenlange To- talausfälle der Netzspannung überbrücken können.
Pal und Gupta: Electrical & Computer Engineering: An Interna¬ tional Journal (ECU) Vol. 4, No . 2, June 2015, beschreiben allgemein, wie mittels bekannter Spannungs-Stabilisatoren wie Dynamic Voltage Restorern Spannungseinbrüche kompensiert wer¬ den können.
Die bekannten Dynamic Voltage Restorer Spannungs- Stabilisatoren sind in der Behandlung des Fehlertyps, der Dauer und in der Leistung eingeschränkt und können daher nur einen Anteil aller Fehler beherrschen. Wie groß dieser Anteil ist, hängt von den lokalen Gegebenheiten ab. Beispielsweise können Dynamic Voltage Restorer Spannungs-Stabilisatoren nur Spannungseinbrüche bis ca. 40% Restspannung kompensieren. Ei- ne Unterbrechung der Spannungsversorgung kann nicht kompen¬ siert werden. Ebenso kann eine Wirkleistung nicht übertragen werden .
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung und ein System zur Verfügung zu stellen, welches Spannungseinbrüche im Netz zuverlässig und kurzzeitig ausgleichen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Anordnung zum Ausgleichen von Spannungseinbrüchen in einem Stromversor- gungsnetz gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltun¬ gen der erfindungsgemäßen Anordnung sind in den Unteransprü¬ chen 2 bis 5 angegeben. Die Aufgabe wird ebenso erfindungsge¬ mäß durch das System gemäß Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systems sind in den Un- teransprüchen 7 bis 10 angegeben. Die Anordnung zum Ausgleichen von Spannungseinbrüchen in ei¬ nem Stromversorgungsnetz gemäß Anspruch 1 umfasst mindestens ein erstes Konvertersystem und ein zweites Konvertersystem, deren Zwischenkreise gekoppelt sind, wobei das erste
Konvertersystem an eine erste Verteilung und das zweite
Konvertersystem an eine zweite Verteilung angeschlossen ist.
Vorteilhaft hierbei ist, dass das Funktionsprinzip jedes ein¬ zelnen Konvertersystems dem der Line-Interactive UPS ent- spricht, die eine empfindliche Last vor Störungen im Netz da¬ durch schützt, dass sie das fehlerhafte Netz mit einer Dros¬ sel abkoppelt und die Spannung an der kritischen Last
aufrechterhält. Ausgehend von der Annahme, dass ein Fehler nur auf einer der beiden Verteilungen auftritt, kann die Leistung von einem in das andere Speisesystem übertragen wer¬ den. In diesem Fall ist kein zusätzlicher Energiespeicher im Zwischenkreis erforderlich. Im Gegensatz zu den auch mögli¬ chen Dynamic Voltage Restorer Spannungs-Stabilisatoren, die nur bis zu 80% aller Fehlerfälle beherrschen, kann die erfin- dungsgemäße Anordnung ohne Energiespeicher ca. 90% aller Feh¬ ler und mit Energiespeicher 100% aller Netzfehler abdecken.
In einer Ausführungsform ist das erste Konvertersystem mit einer ersten Entkopplungsdrossel und einer ersten Spannungs- messung an der ersten Verteilung angeschlossen und das zweite Konvertersystem mit einer zweiten Kopplungsdrossel und einer zweiten Spannungsmessung an der zweiten Verteilung.
In einer weiteren Ausgestaltung sind das erste
Konvertersystem und das zweite Konvertersystem jeweils als DC/AC-Konvertersystem ausgebildet .
In einer Ausgestaltung umfasst die Kopplung der Zwischenkrei¬ se Batteriesysteme. Vorteilhaft hierbei ist, dass dadurch al- le Netzfehler und Spannungseinbrüche in der Haupteinspeisung mit einer Dauer von 10 ms bis zu einigen Minuten kompensiert werden können, wobei die Länge der Kompensation von der Bat- terieauslegung bzw. den verbauten Batteriekapazitäten ab¬ hängt .
In einer weiteren Ausgestaltung sind die erste Verteilung und die zweite Verteilung jeweils als Mittelspannungs-Verteilung ausgebildet .
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß ebenso durch das System ge¬ mäß Anspruch 6 gelöst, wobei das System eine erfindungsgemäße Anordnung und eine erste Netzeinspeisung und eine zweite
Netzeinspeisung umfasst, wobei die erste Netzeinspeisung über einen ersten Transformator und einen ersten Schalter mit der ersten Verteilung verbunden ist, und wobei die zweite Netz¬ einspeisung über einen zweiten Transformator und einen zwei- ten Schalter mit der zweiten Verteilung verbunden ist.
In einer weiteren Ausgestaltung ist in einem ersten Zustand der erste Schalter geschlossen und der zweite Schalter offen und in einem zweiten Zustand der erste Schalter offen und der zweite Schalter geschlossen, so dass eine der beiden Netzein¬ speisungen elektrisch mit einer der Verteilungen verbunden ist .
In einer alternativen Ausführung ist im Normalzustand der erste Schalter und der zweite Schalter geschlossen und in ei¬ nem Ausfallzustand entweder der erste Schalter geöffnet oder der zweite Schalter geöffnet, so dass eine der beiden Netz¬ einspeisungen elektrisch mit einer der Verteilungen verbunden ist .
In einer Ausführung ist die erste Verteilung elektrisch mit der zweiten Verteilung über eine Kurzkupplung verbunden.
In einer weiteren Ausgestaltung werden vor dem Umschalten ei- nes Schalters Messwerte der ersten Spannungsmessung und/oder der zweiten Spannungsmessung zur Angleichung der Phasen ver¬ wendet . Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie sie erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam¬ menhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei¬ spiele, die in Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigen:
Figur 1 System aus erstem und zweitem Konvertersystem sowie erster und zweiter Netzeinspeisung;
Figur 2 System aus erstem und zweitem Konvertersystem sowie erster und zweiter Netzeinspeisung und Batteriesys¬ teme in der Kopplung der Zwischenkreise des ersten und zweiten Konvertersystems;
Figur 3 Funktionsprinzip der einzelnen Konvertersysteme;
Figur 4 Inter-line Dynamic Voltage Restorer Spannungs- Stabilisator; und
Figur 5 prinzipieller Aufbau eines Dynamic Voltage Restorer
Spannungs-Stabilisators . In Figur 1 ist eine Anordnung 100 zum Ausgleichen von Span¬ nungseinbrüchen in einem Stromversorgungsnetz dargestellt. Die Anordnung 100 umfasst ein erstes Konvertersystem 301 und ein zweites Konvertersystem 302, deren Zwischenkreise gekop¬ pelt sind. Das erste Konvertersystem 301 ist an eine erste Verteilung 801 angeschlossen und das zweite Konvertersystem 302 an eine zweite Verteilung 802. Die erste Verteilung 801 und die zweite Verteilung 802 können jeweils als Mittelspan- nungs-Verteilung ausgebildet sein.
Das erste Konvertersystem 301 ist zusammen mit einer ersten Entkopplungsdrossel 401 und einer ersten Spannungsmessung 501 an der ersten Verteilung 801 angeschlossen. Das zweite Konvertersystem 302 ist zusammen mit einer zweiten Entkopp¬ lungsdrossel 402 und einer zweiten Spannungsmessung 502 an der zweiten Verteilung 802 angeschlossen. Das erste Konvertersystem 301 und das zweite Konvertersystem 302 können jeweils als DC/AC-Konvertersystem ausgebildet sein. Beispielsweise können diese beiden Konvertersysteme 301, 302 basierend auf der Siestorage S800 Anlage der Siemens AG sein.
In Figur 1 ist weiter eine erste Netzeinspeisung 201 und eine zweite Netzeinspeisung 202 dargestellt. Die erste Netzein¬ speisung 201 ist über einen ersten Transformator 651 und ei¬ nen ersten Schalter 601 mit der ersten Verteilung 801 verbun- den. Somit wird über die erste Netzeinspeisung 201 und den ersten Transformator 651 sowie über den ersten Schalter 601 auf die erste Entkopplungsdrossel 401 und die erste Span¬ nungsmessung 501 auf die erste Verteilung 801 eingespeist. Das erste Konvertersystem 301 ist über einen ersten Konver¬ ter-Transformator 361 und einen ersten Konverter-Schalter 351 zwischen der ersten Spannungsmessung 501 und der ersten Ver¬ teilung 801 angeordnet. Mittels des ersten Konverter- Schalters 351 kann der erste Konverter 301 beispielsweise für Wartungszwecke abgekoppelt werden. Im normalen Betriebszu¬ stand ist der erste Konverter-Schalter 351 geschlossen. Der erste Konverter-Transformator 361 und der erste Konverter- Schalter 351 dienen als erste Anbindung des ersten Konverters 301.
Der Einkopplungspfad über die zweite Netzeinspeisung 202 ist analog zum Einkopplungspfad der ersten Netzeinspeisung 201. Dies bedeutet, dass ausgehend von der zweiten Netzeinspeisung 202 über den zweiten Transformator 652 und über den zweiten Schalter 602 die zweite Entkopplungsdrossel 402 und die zwei¬ te Spannungsmessung 502 an der zweiten Verteilung 802 ange¬ schlossen sind. Zwischen der zweiten Spannungsmessung 502 und der zweiten Verteilung 802 ist das zweite Konvertersystem 302 über einen zweiten Konverter-Transformator 362 und einen zweiten Konverter-Schalter 352 angeschlossen. Der zweite Kon¬ verter-Transformator 362 und der zweite Konverter-Schalter 352 dienen als zweite Anbindung des zweiten Konverters 302.
In Figur 2 ist die in der Figur 1 dargestellte erfindungsge¬ mäße Anordnung 100 zum Ausgleichen von Spannungseinbrüchen in einem Stromversorgungsnetz dargestellt, wobei die Kopplung der Zwischenkreise von erstem Konvertersystem 301 und zweitem Konvertersystem 302 Batteriesysteme 371, 372 umfassen. Diese Batteriesysteme ermöglichen es, dass alle Netzfehler und Spannungseinbrüche in der ersten Netzeinspeisung 201 oder der zweiten Netzeinspeisung 202 kompensiert werden können, wobei die Anzahl der Zyklen von den verbauten Batterien 371, 372 bzw. deren Kapazität abhängt.
Figur 3 zeigt das Funktionsprinzip der einzelnen Konverter¬ systeme 301, 302. Dies ist anhand des ersten Konvertersystems 301 dargestellt, bei dem ausgehend von einer ersten Netzein¬ speisung 201 über einen ersten Transformator 651 und entspre¬ chende Leitungswiderstände 666 eine erste Entkopplungsdrossel 401 angeordnet ist, wobei abgangsseitig der ersten Entkopp¬ lungsdrossel 401 die erste Verteilung 801 mit ihrer kriti- sehen Last und zusätzlich der erste Konverter-Transformator 361 mit angegliedertem ersten Konverter 301 angeordnet sind.
Der zweite Pfad über die zweite Netzeinspeisung 202 ist ana¬ log zur Darstellung der Figur 3. Das erste Konvertersystem 301 und das zweite Konvertersystem 302 sind in ihren Zwi¬ schenkreisen gekoppelt.
In den Figuren 4 und 5 sind herkömmliche Lösungen mittels ei¬ nes Dynamic Voltage Restorer Spannungs-Stabilisators darge- stellt. Figur 4 zeigt solch einen Dynamic Voltage Restorer, wobei bei diesem die beiden Leitungspfade über einen Konden¬ sator gekoppelt sind. Dadurch kann solch ein Dynamic Voltage Restorer Spannungs-Stabilisator nur Spannungseinbrüche bis ca. 30% Restspannung kompensieren. Bei einer Unterbrechung der Netzspannung kann der Dynamic Voltage Restorer Spannungs- Stabilisator nicht die Spannung aufrechterhalten.
In Figur 5 ist ebenfalls ein Dynamic Voltage Restorer Span¬ nungs-Stabilisator dargestellt, wobei ausgehend von einer Übertragung vom Netz A zur Last B die im Kondensator gespei¬ cherte Energie der Aufrechterhaltung der Spannung im Falle eines Spannungseinbruchs dient.
Entsprechend der Figuren 1 und 2 kann die erste Verteilung 801 elektrisch mit der zweiten Verteilung 802 über eine Kurz¬ kupplung 850 verbunden sein.
In einem ersten Zustand kann der erste Schalter 601 geschlos¬ sen und der zweite Schalter 602 offen sein. In einem zweiten Zustand kann der erste Schalter 601 offen und der zweite Schalter 602 geschlossen sein. Bei so einer Konfiguration mit erstem Zustand und zweitem Zustand wird sichergestellt, dass eine der beiden Netzeinspeisungen 201, 202 elektrisch mit ei¬ ner der Verteilungen 801, 802 verbunden ist.
Ebenso ist denkbar, dass in einem Normalzustand der erste Schalter 601 und der zweite Schalter 602 jeweils geschlossen sind und in einem Ausfallzustand entweder der erste Schalter 601 oder der zweite Schalter 602 geöffnet wird. Es wird der Netzpfad, in dem der Ausfall vorliegt, durch Öffnen des Schalters getrennt, so dass eine der beiden Netzeinspeisungen 201, 202 elektrisch mit einer der Verteilungen 801, 802 ver¬ bunden ist.
Vor dem Umschalten eines Schalters 601, 602 können die Mess¬ werte der ersten Spannungsmessung 501 bzw. der zweiten Span- nungsmessung 502 verwendet werden zur Angleichung der Phase zwischen erster Netzeinspeisung 201 bzw. zweite Netzeinspei- sung 202 und der ersten Verteilung 801 bzw. der zweiten Ver¬ teilung 802.
Das erfindungsgemäße System besteht aus zwei DC/AC-Konverter- Systemen 301, 302, die zusammen mit jeweils einer Entkopp¬ lungsdrossel 401, 402 an je einer MS-Verteilung 801, 802 an¬ geschlossen sind und deren Zwischenkreise gekoppelt sind. Das Funktionsprinzip jedes einzelnen Konvertersystems 301, 302 entspricht dem der Line-Interactive UPS (Energiespeicher mit Netzeinkopplung) , die eine empfindliche Last vor Störungen im Netz dadurch schützt, dass sie fehlerhafte Netze mit einer Entkopplungsdrossel 401, 402 abkoppelt und die Spannung an der kritischen Last aufrecht erhält. Es werden zwei Line-Interactive UPS (Energiespeicher mit Netzeinkopplung) Systeme Back-to-Back an zwei
Einspeiseleitungen 801, 802 angeschlossen. Ausgehend von der Annahme, dass ein Fehler nur auf einer der beiden Netzein¬ speisungen 201, 202 auftritt, kann die Leistung von einem in das andere Speisesystem übertragen werden. Tritt der Fehler im übergeordneten Einspeisen der Spannung, also in der ersten Netzeinspeisung 201 oder zweiten Netzeinspeisung 202 gleich¬ zeitig auf, kann das System auf beiden Netzeinspeisungen die Spannung stützen entsprechend der Konfiguration dargestellt in Figur 2. In diesem Fall ist ein zusätzlicher Energiespei¬ cher in Form eines Batteriesystems 371, 372 notwendig. Allen Ausführungsformen ist gemein, dass netzseitig zur Begrenzung des Kurzschlußstroms eine Entkopplungsdrossel 401, 402 und eine Spannungsmessung vorgesehen sind.

Claims

Anordnung (100) zum Ausgleichen von Spannungseinbrüchen in einem Stromversorgungsnetz,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Anordnung (100) mindestens ein erstes Konvertersystem (301) und ein zweites Konvertersystem (302) umfasst, deren Zwischenkreise gekoppelt sind, wobei das erste Konverter¬ system (301) an eine erste Verteilung (801) und das zweite Konvertersystem (302) an eine zweite Verteilung (802) an¬ geschlossen ist.
Anordnung (100) gemäß Anspruch 1, bei dem das erste
Konvertersystem (301) mit einer ersten Entkopplungsdros¬ sel (401) und einer ersten Spannungsmessung (501) an der ersten Verteilung (801) angeschlossen ist und das zweite Konvertersystem (302) mit einer zweiten Entkopplungsdros¬ sel (402) und einer zweiten Spannungsmessung (502) an der zweiten Verteilung (802).
Anordnung (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der das ers¬ te Konvertersystem (301) und das zweite Konvertersystem (302) jeweils als DC/AC-Konvertersystem ausgebildet sind.
Anordnung (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Kopplung der Zwischenkreise Batteriesysteme (371, 372) umfasst.
Anordnung (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei der die erste Verteilung (801) und die zweite Verteilung (802) jeweils als Mittelspannungs-Verteilung ausgebildet sind .
System umfassend eine Anordnung (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche und eine erste Netzeinspeisung (201) und eine zweite Netzeinspeisung (202),
wobei die erste Netzeinspeisung (201) über einen ersten Transformator (651) und einen ersten Schalter
(601) mit der ersten Verteilung (801) verbunden ist, und wobei die zweite Netzeinspeisung (202) über einen zweiten Transformator (652) und einen zweiten Schalter
(602) mit der zweiten Verteilung (802) verbunden ist.
System gemäß Anspruch 6, bei dem in einem ersten Zustand der erste Schalter (601) geschlossen und der zweite
Schalter (602) offen ist und in einem zweiten Zustand der erste Schalter (601) offen und der zweite Schalter (602) geschlossen ist, so dass eine der beiden Netzeinspeisun¬ gen (201; 202) elektrisch mit einer der Verteilungen (801; 802) verbunden ist.
System gemäß Anspruch 6, bei dem im Normalzustand der erste Schalter (601) und der zweite Schalter (602) ge¬ schlossen ist und in einem Ausfallzustand entweder der erste Schalter (601) geöffnet oder der zweite Schalter
(602) geöffnet ist, so dass eine der beiden Netzeinspei¬ sungen (201; 202) elektrisch mit einer der Verteilungen
(801; 802) verbunden ist.
System gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die erste Verteilung (801) elektrisch mit der zweiten Verteilung (802) über eine Kurzkupplung (850) verbunden ist.
System gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei vor dem Umschalter eines Schalters (601; 602) Messwerte der ers¬ ten Spannungsmessung (501) und/oder der zweiten Span¬ nungsmessung (502) zur Angleichung der Phase verwendet werden .
EP18739761.7A 2017-07-04 2018-06-27 Anordnung, insbesondere über ihre dc-zwischenkreise gekoppelte konvertersysteme, zum ausgleich von spannungseinbrüchen auf den zugeordneten netzeinspeisungen, und system mit solch einer anordnung Withdrawn EP3628108A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017211355.3A DE102017211355A1 (de) 2017-07-04 2017-07-04 Anordnung zum Ausgleich von Spannungseinbrüchen und System mit solch einer Anordnung
PCT/EP2018/067210 WO2019007769A1 (de) 2017-07-04 2018-06-27 Anordnung, insbesondere über ihre dc-zwischenkreise gekoppelte konvertersysteme, zum ausgleich von spannungseinbrüchen auf den zugeordneten netzeinspeisungen, und system mit solch einer anordnung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3628108A1 true EP3628108A1 (de) 2020-04-01

Family

ID=62874859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18739761.7A Withdrawn EP3628108A1 (de) 2017-07-04 2018-06-27 Anordnung, insbesondere über ihre dc-zwischenkreise gekoppelte konvertersysteme, zum ausgleich von spannungseinbrüchen auf den zugeordneten netzeinspeisungen, und system mit solch einer anordnung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11881712B2 (de)
EP (1) EP3628108A1 (de)
DE (1) DE102017211355A1 (de)
WO (1) WO2019007769A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017211351A1 (de) 2017-07-04 2019-01-10 Siemens Aktiengesellschaft Unterbrechungsfreie Stromversorgung
DE102019122766B4 (de) * 2019-08-23 2021-03-04 Sma Solar Technology Ag Anordnung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160254665A1 (en) * 2015-02-26 2016-09-01 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Power control system for energy storage devices, and control device and control method thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1890371A1 (de) 2006-08-03 2008-02-20 Michael J. Mosman USV-Systemkonfiguration mit parallelen und von einander unabhängigen Modulen
JP6081178B2 (ja) * 2012-12-14 2017-02-15 株式会社日立製作所 電力変換器および電力変換器の制御方法
CN203278255U (zh) * 2013-04-28 2013-11-06 阳光电源股份有限公司 一种储能系统的削峰填谷补偿装置及储能系统

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160254665A1 (en) * 2015-02-26 2016-09-01 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Power control system for energy storage devices, and control device and control method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US20200136390A1 (en) 2020-04-30
US11881712B2 (en) 2024-01-23
DE102017211355A1 (de) 2019-01-10
WO2019007769A1 (de) 2019-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1841050B1 (de) Verfahren zur Umwandlung einer Gleichspannung in eine dreiphasige Wechselspannung
DE102018106162B4 (de) Doppelabsicherung der Modulspeicheranbindung
EP2608355B1 (de) Vorrichtung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung von elektrischen Verbrauchern und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung
EP3361593B1 (de) Unterbrechungsfreie stromversorgung für lasten
EP3361598A2 (de) Symmetrierungsvorrichtung fuer eine batterie in einer umrichteranordnung
DE102016117959A1 (de) Gleichstrom-Energieverteilungs- und -umwandlungssystem
EP4042537B1 (de) Verfahren zum betrieb einer energieerzeugungsanlage und energieerzeugungsanlage mit dem verfahren
DE102012110110B4 (de) Wechselrichter, Verfahren zum Betreiben eines Wechselrichters und Energieversorgungsanlage mit einem Wechselrichter
EP3628108A1 (de) Anordnung, insbesondere über ihre dc-zwischenkreise gekoppelte konvertersysteme, zum ausgleich von spannungseinbrüchen auf den zugeordneten netzeinspeisungen, und system mit solch einer anordnung
WO2020099055A1 (de) Umspannanlage eines energieversorgungsnetzes sowie ein verfahren zum betreiben einer umspannanlage
DE102014003910A1 (de) Anschlussnetzwerk, Prüfvorrichtung und Verfahren zum gleichzeitigen Prüfen mehrerer Batteriezellen
WO2022101423A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur erdung eines gleichspannungsnetzes
DE102017211356A1 (de) Anordnung zum Ausgleichen von Spannungseinbrüchen in einem Stomversorgungsnetz und Verfahren zum Ausgleichen von Spannungseinbrüchen in einem Stomversorgungsnetz
WO2011154273A2 (de) Energieübertragungseinrichtung
EP3651311A1 (de) Anordnung zur spannungs- und frequenzunabhängigen unterbrechungsfreien stromversorgung mit einem bidirektionalen umrichter
DE102007024976A1 (de) Vorrichtung zur Hochspannungsgleichstromübertragung
EP2070172A1 (de) Redundantes schutzsystem und verfahren zum redundanten überwachen von schutzobjekten in einem elektrischen energieversorgungsnetz
EP4208367A1 (de) Selektive schnellabschaltung einer ladevorrichtung
WO2022053131A1 (de) Elektrisches netzwerk
AT523343A1 (de) Hochstromquelle für ein Prüfsystem zur Prüfung einer Elektroenergieeinrichtung sowie Prüfsystem
DE102021207576B4 (de) Unterbrechungsfreie Spannungsversorgung für ein Nieder-, Mittel- oder Hochspannungsnetz
DE102023108119B4 (de) Fehlertolerantes Gleichspannungsnetz
DE721019C (de) Anlage zur Drehstromleistungsuebertragung ueber Hochspannungskabel
DE102019122766B4 (de) Anordnung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung
DE202024101179U1 (de) Gleichstrom-Photovoltaik-Einspeisesystem

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20191223

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20210112

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20210526