SE469360B - Foerfarande och anordning foer att i ett kraftnaet reducera stoerningar med ett styrbart aktivt filter - Google Patents

Description

2 4 6 9 3 é 0 Drift i nätfrekvens och i komponentvärden innebär att en exakt avstämning i allmänhet inte kan upprätthållas och även vid resonansfrekvensen blir inte alltid filterimpedansen försumbar vid sidan av nätímpedansen. I praktiken kvarstår därför övertoner i nätet och till detta kommer att vid de faktiska kommuteringsförloppen och på grund av eventuella fasosymmetrier det normalt också alstras övertoner av andra ordningstal än de ovannämnda.

Dessa begränsningar hos de passiva filtren har lett till förslag om att i stället använda aktiva filter varvid nätet via dessa tillförs strömmar eller spänningar motverkande de vilka alstras av störningskällan. Genom mätning av resterande övertonsinnehåll i kraftnätet kan då de tillförda strömmarna eller spänningarna i princip ges ett sådant förlopp att de fullständigt eliminerar nätets övertonsinnehåll. Således redogörs i IEEE- publikatíonen 89 WM 123-1 PWRD (IEEE / PES 1989 Winter Meeting, New York 1989): Cheuksun Wong, Ned Mohan, Selwyn E. Wright och Karl N.

Mortensen: Feasibility study of AC- and DC-side active filters for HVDC converter terrninals, för en teknisk och ekonomisk utvärdering av en anordning innefattande en styrbar strömgenerator vilken tänkes ansluten mellan linje och jord i en HVDC-station. Utvärderingen baseras på beräkningar och på simuleringar av anordningen inkopplad på likspänningssidan. Resultaten visar på en god teknisk effekt men såvitt framgår av rapporten har simuleringama dock utförts enbart för stationära förhållande under beaktande av övertoner av ordningstalen 12, 24 och 36.

Vidare har en starkt förenklad modell av strömriktaren använts och likspänningslinjens inverkan har försummats. Genom detta betraktelsesätt har det varit möjligt att utifrån modellen beräkna ledvärdet för den ström som via strömgeneratom skall tillföras nätet för att eliminera de betraktade övertonerna och detta ledvärde har sedan använts vid simuleringar-na. I rapporten antyds ett sätt att styra det aktiva filtrets strömgenerator genom harmonisk analys av likspänningen vid strömriktaren och genom återkoppling via PI-regulatorer bilda ett ledvärde för strömgeneratom så att likspänningens innehåll av övertoner av de nämnda tre ordningstalen styrs mot noll.

Som nämnts ovan uppvisar det anslutna kraftnätet en impedans med flera resonansfrekvenser och i själva verket torde, med tanke på den komplicerade frekvensgången hos ett utbrett kraftnät, reglersystem enbart baserade på återkoppling medföra svåra dimensioneringsproblem.

Behovet att reducera störningar med ett visst frekvensirmehåll förekommer även vid andra fysikaliska förlopp och metoder för detta har också publicerats i flera sammanhang. Således anvisar FCT-ansökan PCT / GB80 / 00128 (WO 81 / 00638) en metod för reduktion av akustiska störningar, eller mera allmänt vibrationer i gaser, vätskor eller fasta kroppar, där en störningskällas periodiska karaktär utnyttjas på så sätt att en i ett rninnesorgan lagrad signal repetitivt och synkroniserat från störningskällan pâförs en högtalare placerad på det ställe där stömingen önskas reducerad. Det av högtalaren alstrade ljudtrycket ges sådan amplitud och sådant fasläge att det tenderar att utsläcka den ursprungliga stömingen. 3 469 360 Den önskade utregleringen av störningen åstadkoms därvid på så sätt att det resulterande ljudtrycket avkännes med en mikrofon varpå, efter en viss Signalbehandling, den i rninnesorganet lagrade signalen korrigeras på ett sådant sätt att den tenderar att ytterligare minska det resulterande ljudtrycket. Specifikt anges i den sistnämnda skriften metoder där korrektionen beräknas ur ett mätvärde synkroniserat med störningskällan och summeras till innehållet i rninnesorganet fasriktigt med hänsyn till systemets akustiska fördröjning varvid korrektionen till sitt belopp endera kan ges förutbestämda värden eller stå i proportion till amplituden av det resulterande ljudtrycket. Även EPO-ansökan nr 881120571) (Publ. Nr 0 301 483) omnämner en regulator för en kraftomriktare för system för avbrottsfri krafttillförsel, aktiva filter etc, vilken regulator innefattar ett minnesorgan anordnat att lagra en signal svarande mot regulatorns utsignal under en period av ett repetitivt förlopp. Den i minnesorganet lagrade signalen korrigeras genom att reglerfelet med en periods tidsfördröjning adderas till innehållet i minnet.

Införandet av ett minnesorgan för lagring av sígnalvärden i regulatom gör det möjligt att åstadkomma en god utreglering av en stationär periodisk störning även med en av stabilitetsskäl betingad låg förstärkning i den återkopplade slingan. En låg förstärkning innebär emellertid att minnesorganets innehåll korrigeras relativt långsamt under icke-stationära förhållanden.

REDoGÖRELsE FÖR UPPHNNNGEN Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma ett förfarande för att i ett kraftnät reducera störningar såsom övertonsströmmar eller övertonsspänningar, alstrade av en i kraftnätet ingående eller till kraftnätet ansluten störningskälla samt en anordning för genomförande av förfarandet. Kraftnätet kan t ex utgöras av ett nät för överföring av högspänd likström sammankopplat med ett växelströmsnät medelst en strömriktare. Förfarandet skall medge en total eliminering av övertoner över ett brett frekvensspektrum genom en dynamiskt stabil aktiv filtrering samt snabb anpassning till icke-stationära störningar.

Vad som kännetecknar uppfinningen framgår av bifogade patentkrav.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall närmare förklaras genom beskrivning av utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar, i vilka figur 1 visar schematiskt ett kraftnät innefattande en störningskälla och ett aktivt filter, figur 2A visar i blockschemaform ett utförande av ett styrorgan enligt uppfinningen för det aktiva filtret enligt figur 1, 469 560 figur 2B figur 2C 10 11A 1lB 11C 11D 12 visar schematiskt ekvivalenta störströms- och spänningsgeneratorer samt ekvivalent inre impedans för nätet enligt figur 1, sedda från det andra snittet B-B, visar schematiskt ekvivalenta störströms- och spänningsgeneratorer samt ekvivalent inre impedans för nätet enligt figur 1, sedda från det tredje snittet C-C, visar i form av ett 1-linjeschema en pol av en HVDC-statlon med ett aktivt filter samt ett styrorgan enligt uppfinningen, visar i blockschemaform en utföringsform av ett styrorgan enligt uppfinningen vid en HVDC-station enligt figur 3, visar schematiskt hur en ekvivalent störspänning bildas ur spänningar tillförda styrorganet enligt figur 4 , visar en modell för beräkning av strömkommuteringsförloppet i styrorganet enligt figur 4, visar en modell för beräkning av störströmmen pâ likströmslinjen i styrorganet enligt figur 4, visar i form av ett l-linjeschema en pol av en HVDC-station med ett aktivt filter samt ett styrorgan enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen, visar i blockschemaform en utföringsform av ett styrorgan enligt uppfinningen vid en HVDC-station enligt figur 8, visar i blockschemaform en utföringsform av en i ett styrorgan anordnad regulator enligt uppfinningen, visar i blockschemaform en utföringsform av ett kompenseringsfilter vid en regulator enligt figur 10, visar i blockschemaform en utföringsform av en fördröjningskompenserande krets vid en regulator enligt figur 10, visar i blockschemaform en utföringsform av en dämpningskrets vid en regulator enligt figur 10, visar i blockschemaform en utföringsform av en filterkrets vid en regulator enligt figur 10 och visar i blockschemaform en utföringsform av en i ett aktivt filter innefattad spänningsgenerator. 5 469 360 BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMIPEL Figur 1 visar ett elektriskt krafmät 1 med tre ingångsledningar 21, 22, 23 och två utgångsledningar 31, 32. Kraftnätet innefattar, såsom figuren schematiskt visar, ett flertal sinsemellan förbundna komponenter 5 sammanförda till tre sinsemellan förbundna komponentgrupper, en första komponentgrupp 101, en andra 102 och en tredje 103. Den andra komponentgruppen 102 består av komponenter vilka är åtminstone approximativt linjära medan den första och den tredje komponentgruppen 101 och 103 kan innefatta olinjära komponenter. I kraftnätet uppträder strömmar och spänningar vilka innehåller komposanter som betraktas som störningar. Störningarna alstras av en i kraftnätet befintlig och/ eller till detta ansluten störningskälla 6. Kraftnätet innefattar ett i den andra komponentgruppen 102 anordnat aktivt filter 4, vilket i beroende av en via en styringång 41 påförd styrsignal Cl är anordnat att påverka åtminstone någon i kraftnätet uppträdande ström eller spänning så att de som stömingar betraktade komposanterna av strömmarna och/ eller spänningarna på kraftnätets utgångsledningar 31, 32 reduceras eller elimineras. I figuren markeras en uppdelning av kraftnätet medelst ett första snitt A-A och ett andra snitt B-B. Snittet A-A är så beläget att utgångsledningarna och styringången befinner sig på ena sidan av snittet och störningskällan och ingångsledningarna befinner sig på den andra sidan av det. Det andra snittet B-B, vilket ej skall korsa det första snittet A-A, är så beläget att det delar kraftnätet mellan styringången och utgångsledningama så att den åtminstone approximativt linjära andra komponentgruppen 102 ligger mellan snitten A-A och B-B.

I kraftnätet mätes, i figur 1 icke visat men på i och för sig känt sätt, en eller flera första tillståndsstorheter, vilka generellt betecknas med Yli, och som kan utgöras av strömmar, spänningar, pulståg etc i kraftnätet. För det fall det i fortsättningen skall eller behöver preciseras att den första tillståndsstorheten Y1i mätes vid det andra snittet B-B ges den definitionsmâssigt benämningen andra tillståndsstorhet Y2i.

Dessa mätvärden på tillståndstorheter tillföres ett styrorgan 8 vars funktion schematiskt illustreras i figur 2A. Ett mätdon 7 avkänner som ovan nämnts en eller flera första tillståndsstorheter i kraftnätet, vilka tillståndsstorheter i figur 2A markeras med en sammanfattande beteckning Yli. Det skall emellertid förstås att med denna beteckning Ylí kan avses en eller flera tillståndsstorheter. Mätvärdet på Yli tillföres ett första beräkningsorgan 81, anordnat att baserat på de uppmätta tillståndsstorhetema och på en i det första beräkningsorganet innefattad känd modell av kraftnätet beräkna en ekvivalent störspännings- eller störströmsgenerator 62 samt en för störningskällan ekvivalent inre impedans 61, sedd från det första snittet A- A, i en 2-polig modell, såsom illustreras i figur 2B. Störspännings- eller störströmsgeneratom 62 bestämmes så att den åtminstone approximativt i det första snittet A-A alstrar samma störströmmar och/ eller störspänningar som stömingskällan. Alternativt kan, för det fall de första tillståndsstorhetema Yli mätes i det första snittet A-A, det första beräkningsorganet 81 anordnas att, baserat på mätvärden på åtminstone två 469 360 6 tillståndsstorheter Y1i i det första snittet A-A, exempelvis ström och spänning, samt på en modell av kraftnätet, direkt beräkna en ekvivalent störspännings- eller störströmsgenerator 62 samt en för störningskällan ekvivalent inre impedans 61, sedd från det första snittet A-A. Aven för det fall endast en ström eller en spänning är tillgänglig för mätning i det första snittet A-A kan en ekvivalent ideell störströms- respektive störspänningsgenerator bestämmas varvid dock i allmänhet en viss återkopplingseffekt mellan det aktiva filtrets påverkan på nätet och störningskällan uppstår. I många fall är impedansnivåema för de i kraftnätet ingående komponentgrupperna sådana att vid de nämnda beräkningarna endast den första komponentgruppen 101 behöver beaktas.

Den i det första beräkningsorganet 81 beräknade ekvivalenta störspänriings- eller störströmsgeneratorn 62 med tillhörande ekvivalenta impedans 61 appliceras därefter på en i ett andra beräkningsorgan 82 innefattad modell representerande den andra och den tredje komponentgruppen 102 och 103 för beräkning av de i det andra snittet B-B uppträdande och av störningskällan alstrade störströmmarna och/ eller störspänningarna X2 utan ingrepp från det aktiva filtret. Härvid kan den eventuellt olinjära tredje komponentgruppen 103 ersättas med en fiktiv linjär belastning eller med en öppen krets. - Det är inte alltid önskvärt att anordna styrorganet att via det aktiva filtret reducera eller eliminera samtliga frekvenskomposanter i de i det andra snittet B-B uppträdande störströmmarna eller störspänningarna. De på detta sätt beräknade värdena X2' på de i det andra snittet B-B uppträdande störströmmarna och/ eller störspänningama X2 påföres därför ett tredje beräkningsorgan 83 anordnat att i de beräknade värdena X2' genom filtrering reducera eller eliminera sådana komposanter X2h som ej skall reduceras eller elimineras på kraftnätets utgångsledningarna 31, 32. De därefter kvarstående komposantema X2" av de beräknade störströmmarna och/ eller störspänningarna X2' påföres ett fjärde beräkningsorgan 84 anordnat att utifrån den inverterade överföringsfunktionen G1 mellan styrsignalen C1 och störströmmarna och/ eller störspänningarna X2 i det andra snittet B-B dels bestämma en ekvivalentsignal CE så beskaffad att den, påförd styringången 41 åstadkommer åtminstone approximativt samma störströmmar och/ eller störspänrüngar X2 i det andra snittet B-B som dei det tredje beräkningsorganet 83 beräknade, samt dels att alstra en styrsignal C1 svarande mot ekvivalentsignalen med ombytt polaritet, vilken styrsignal påföres kraftnätets styringång 41. För det fall vid den nämnda beräkningen av störströmmama och/ eller störspänningama X2 den tredje komponentgruppen 103 ersätts med en fiktiv linjär belastning eller med en öppen krets beräknas även ekvivalentsignalen CE med motsvarande modell av den tredje komponentgruppen.

Vid det beskrivna förfarandet åstadkommes således att de som stömingar betraktade komposantema av dei det andra snittet B-B uppträdande strömmarna och/ eller spänningarna X2 genom framkoppling av en styrsignal till det aktiva filtret reduceras eller elimineras varvid också de av 7 4 6 9 3 6 O störningskällan alstrade, på kraftnätets utgångsledningar uppträdande störningarna reduceras eller elimineras.

Det skall förstås att de i figur 1 visade antalet in- och utgångsledningar och styringångar endast är ett exempel och att i det allmänna fallet deras antal kan avvika från de visade antalen. De i det andra och det fjärde beräkningsorganet 82, 84 ingående parametrarna kan ges variabla värden motsvarande exempelvis varierande impedansvärden för de i komponentgrupperna innefattade komponentema 5. Detta illustreras i figur ZA med en streckad linje från det första beräkningsorganet 81 till det andra och det fjärde beräkningsorganet.

De i figur 2 visade 2-poliga modellerna utgörs i det allmänna fallet, då fler än två tillståndsstorheter avkännes, med flerpoliga modeller. För det fall styrorganet anordnas att via det aktiva filtret reducera eller eliminera samtliga frekvenskomposanter i de i det andra snittet B-B uppträdande störströmmarna eller störspänrringarna kan det tredje beräkningsorganet 83 utelämnas och det av det andra beräkningsorganet 82 beräknade, i det andra snittet B-B uppträdande och av störningskällan alstrade störströmmarna och/ eller störspänningarna X2 utan ingrepp från det aktiva filtret, påföras det fjärde beräkningsorganet 84.

Figur 3 visar en i en HVDC-anläggning ingående strömriktare 6 i 12- pulskoppling, vilken över transformatorer 9 på känt sätt är ansluten till ett endast antytt trefasigt växelströmsnät 2. Till växelströmsnätet är anslutet ett övertonsfilter 53 vilket också innefattar kondensatorbankar för alstring av reaktiv effekt. Strömriktarens neutraluttag 61 är anslutet till en elektrodlinje 52 och dess poluttag 62 till ena uttaget på en glättningsreaktor 54 vars andra uttag är anslutet till en pollinje 51. Ett på i och för sig känt sätt anordnat kontrollorgan 10 tillför strörnriktaren pulser FC, vilka styr tändningen av de i strömriktaren ingående ventilema, samt alstrar till pulsema FC tidsmässigt relaterade synkroniseringspiilser S.

Växelspänningsnätets fasspänningar betecknas med Uacl, Uac2, Uac3 och spänningen över strömriktaren med Udc. Från strömriktarens poluttag flyter likströmmen I1 och ut på pollinjen pollinjeströmmen I2. Ett passivt filter 55 är med sitt ena uttag anslutet till pollinjen 51 i en första anslutningspunkt 111, från strörnriktaren sett belägen på pollinjen bortom glättningsreaktorn, och med sitt andra uttag anslutet till det ena uttaget på ett en styrbar spänningsgenerator 42 innefattande aktivt filter 4 vars andra uttag är anslutet till en andra anslutningspunkt 112 på elektrodlinjen.

Genom de således i serie kopplade passiva och aktiva filtren flyter filterströmmen 13. Det »passiva filtret kan utföras avstämt och/ eller som ett högpassfilter. Växelspänningsnätets spärming Uac mätes trefasigt på i och för sig känt sätt medelst ett spänningsmätdon 12 vilket innefattar spänningstransformatorer och analog/digitalomvandlare och likströmmen I1 mätes medelst ett första strömmätdon 13. Deti anslutning till figur 1 beskrivna kraftnätet 1 motsvaras i figur 3 av växelströmsnätet 2, övertonsfiltret 53, transformatorerna 9, strömriktaren 6, glättningsreaktorn 54, det passiva filtret 55, det aktiva filtret 4, pollinjen 51, elektrodlinjen 52 samt en i figuren icke visad belastning ansluten till pollinjen 51. Dei s 469 360 anslutning till figur 1 beskrivna snitten A-A och B-B har i figur 3 lagts så att det första snittet A-A skär anslutningen mellan strömriktarens poluttag och glättningsreaktorn 54 samt elektrodlinjen 52 mellan strömriktaren och den andra anslutningspunkten 112 och det andra snittet B-B så att det skär pollinjen 51 och elektrodlinjen 52 från strömriktaren sett bortom det passiva filtret 55 och det aktiva filtret 4 men före den till pollinjen anslutna, i figuren ej visade, belastningen. De avkända första tillståndsstorhetema Yli utgörs av växelspänningsnätets fasspäzmingar Uac1, Uac2, Uac3, strömriktarens likström I1 och de av kontrollorganet 10 alstrade synkroniseringspulserna S.

Ett styrorgan 8, vars utförande skall närmre förklaras i anslutning till figur 4, alstrar i beroende av växelspänningsnätets fasspännjngar Uac1, Uac2, Uac3, likströmmen I1 och synkroniseringspulsema S en styrsignal C1 vilken påföres spänningsgeneratom 42 via styringången 41.

Det första beräkningsorganet 81 påföres samplade värden av växelspänningens tre fasspänningar Uacl, Uad, Uac3 samt de med tändpulsema till strömriktarens tyristorer synkroniserade synkroniseringspulserna S. Det första beräkningsorganet är anordnat att i beroende av synkroniseringspulserna, på i och för sig känt sätt, ur en tabell välja den eller de av växelspänningens fasspärutingar, som, betingat av strömriktarens kommuteringstillstånd, är ansluten/ -na till dennas likspänningssida, samt att därur bilda en första modellspänning Uf på så sätt att denna under ett kommuteringsförlopp bildas såsom skillnaden mellan fasspäririingarna för de faser som är under kommutering och mellan kommuteringsförloppen såsom fasspänningen för den fas som är ansluten till strömriktarens likspänningssida. Det första beräkningsorganet är vidare anordnat att bilda en andra modellspänning Ue vilken motsvarar den överspänning som vid kommuteringsförloppets slut alstras på grund av avkommuterad tyristors efterledningsladdning. Den andra modellspänningen Ue har sågtandform och dess storlek bestäms i beroende av spänningssprånget vid avslutad kommutering och kalibreras lämpligen på installerad anläggning för bästa noggrannhet.

För beräkning av kommuteringsförloppet beräknas i en i det andra beräkningsorganet 82 anordnad modell avbildande de i den kommuterande kretsen ingående impedanserna en kommuteringsström Ik i beroende av den första modellspänningen Uf. Som startvärde för strömmen Il< i modellen ansätts ett medelst det första strömmätdonet 13 uppmätt och det andra beräkningsorganet 82 påfört värde på likströmmen I1 och då den i modellen beräknade strömmen Il< sjunkit till värdet noll har kommuteringen avslutats. Det andra beräkningsorganet 82 är vidare anordnat att innefatta en modell av strömriktaren för beräkning av likströmmen I1 utan ingrepp från det aktiva filtret 4. Denna sistnämnda modell påföres dels den första modellspänningen Uf och dels, då kommuteringen enligt den tidigare beskrivna beräkningen är avslutad, den andra modellspänning Ue. Tidpunkten för avslutad kommutering markeras i figur 4 med en signal S10 från det andra till det första beräkningsorganet. 9 469 560 Om nu den till pollinjen anslutna, i figuren ej visade, belastningen ersätts med en öppen krets vid det andra snittet B-B, kommer strömmen I1 svarande mot det beräknade värdet I1' att flyta genom de i serie kopplade i passiva och aktiva filtren 55 och 4. Om filtren antas ha den totala impedansen ZF uppstår därvid över det andra snittet B-B en spänning US = ZF » I1 och det inses att i detta fall spänningen US innehåller samma störfrekvenser som strömmen I1. Den filtrering som utförs i det tredje beräkningsorganet 83 kan därför också utföras på en beräknad spänning US' = ZF =+ I1'.

Det tredje beräkningsorganet 83 är anordnat att ur den i det andra beräkningsorganet beräknade värdet I1' på likströmmen eliminera likströmskomposanten samt, för att undvika reduktion av dessa toner via styrorganet med därav följande hög belastning på det aktiva filtret, komposanter I1h av växelströmsnätets grundton samt dess andra och tredje ton. I detta fall innefattar det tredje beräkningsorganet ett känt värde på den totala filterimpedansen ZF och den nämnda filtreringen utförs på en beräknad spänning US' = ZF =+ I1'. Ur det tredje beräkningsorganet 83 erhålles således ett beräknat värde US" vilket motsvarar en beräknad ström I1" med likströmskomposant och de nämnda övertonema I1h eliminerade eller åtminstone reducerade. Det inses att om den i det aktiva filtret 4 innefattade styrbara spänningsgeneratorn 42 bringas att alstra en filterspärming UF med ombytt polaritet mot spänningen US" kommer i det andra snittet B-B, dvs på pollinjen, de mot det beräknade värdet I1" svarande störningarna att elimineras.

Styrsignalen C1 påföres spänningsgeneratorn 42, vilken i den av det med det passiva filtret 55 seriekopplade aktiva filtret 4 bildade kretsen mellan pollinan 51 och elektrodlinjen 52 således injicerar en filterspänning UF med ombytt polaritet mot den spänning som de komposanter av likströmmen Il, vilka svarar mot de i det beräknade värdet I1" ingående, alstrar i den nämnda kretsen. Spänningsgeneratom alstrar därvid en filterström I3, vilken i anslutningspunkten 71 mellan pollinan 81 och den nämnda seriekopplade kretsen adderas till likströmmen I1 så att för de behandlade störfrekvensensema summan i denna anslutningspunkt blir noll eller åtminstone nära noll. Därmed åstadkommes att de nämnda störfrekvenserna i pollinjeströmmen I2 likaså kommer att vara noll eller åtminstone nära noll.

Figur 5 visar på den horisontella axeln tiden t och på den vertikala axeln schematiskt hur den första modellspänningen Uf bildas ur växelspänningsnätets fasspänningar Uacl, Uac2 och Uac3. Vidare visas på den vertikala axeln den andra modellspänningens Ue förlopp i tiden relaterat till den första modellspänningen Uf. På den horisontella axeln visas också en följd av synkroniseringspulser S, vilka är samtidiga med de tändpulser som initierar kommuteringsförloppen samt signalen S10 svarande mot tidpunkter för avslutad kommutering. Modellspänningarnas störningsinnehåll får ett huvudsakligen periodiskt förlopp med perioden T.

I syfte att göra figuren tydligare visas förhållandena vid 6-pulskoppling. 469 sea l° Motsvarande spänningar vid 12-pulskoppling bildas såsom summan av två 6-pulsgruppers spänningar.

Figur 6 visar den i det andra beräkningsorganet 82 innefattade modellen för beräkning av kommuteringsströmmen Ik under ett kommuteringsförlopp bestämt av fasspänningarna Uac1 och Uac3. Dessa representeras i modellen av två spänningsgeneratorer 621, 622 vars summaspänrring Uf vid den visade tidpunkten utgörs av skillnaden mellan fasspänningarna Uac1 och Uac3 medan de i den kortslutna kommuteringskretsen ingående impedanserna representeras av reaktorn 14. Dioden 15 med kondensatom 16 och resistorn 17 representerar de i strömriktaren ingående tyristorerna med överspänningsskydd i form av RC-kretsar medan reaktorn 18 representerar glättningsreaktorn 54.

Figur 7 visar den likaså i det andra beräkningsorganet 82 innefattade modellen för beräkning av strömmen I1' svarande mot likströmmen Il.

Den första och den andra modellspänningen Uf respektive Ue representeras av spänningsgeneratorer 623, 624. Reaktom 19 representerar de anslutna fasernas induktans, kondensatorn 20 och resistorn 21 representerar tyristorernas överspänningsskydd i form av RC-kretsar medan reaktorn 22 representerar glättrringsreaktorn 54 genom vilken likströmmen I1 flyter.

Kondensatom 23 och resistom 24 bildar en glätmingskrets över vilken ett mått på liksspänningskomposanten av Strömriktarens spänning Udc erhålles.

De i figur 6 och 7 visade modellerna kan med fördel implementeras i en mikroprocessor för genomförande av nämnda beräkningar. Under beräkningens förlopp ges de visade impedanselementen varierande värden svarande mot aktuella kopplingsbilder och strömnivåer i de av modellema representerade kretsama.

Ett utförande av spänningsgeneratorn 42 visas i blockschemaform i figur 12.

En till ett trefasigt växelströmsnät 98 med huvudspänningen 380 V ansluten matningstransformator 421 matar över en diodlikriktare 422 ett ett kondensatorelement innefattande matningsfilter 423 på vars utgångssida en likspärming UFDC på 300V är tillgänglig. En ett antal parallellkopplade, på i och för sig känt sätt anordnade, MOSFET- förstärkare innefattande effektförstärkare 424 är anordnad att i beroende av styrsignalen Cl genom pulsviddmodulering, på i och för sig känt sätt, över en enfasig kopplíngstransformators 425 primärlindningpr likspärmingen UFDC alstra en spänning svarande mot styrsignalen Cl. Over kopplíngstransformators 425 sekundärlindning, vilken är ansluten mellan det passiva filtret 55 och elektrodlinjen 52, erhålles filterspänningen UF. Strömriktarens 6 likspänning Udc är nominellt 285 kV och växelströmsnätets 2 frekvens är 50 Hz. Det passiva filtret 55 är avstämt till 600 Hz och 1200 Hz och effektförstärkaren 424 är dimensionerad att nominellt lämna ca 275 A rms vid ca 260 V. Effektförstärkaren kan även, medelst en inre strömäterkoppling, anordnas att alstra en mot styrsignalen Cl svarande ström I3 i den av det med det passiva filtret 55 seriekopplade aktiva filtret 4 bildade kretsen mellan pollinjen 51 och elektrodlinjen 52. Två över 11 469 sen kopplingstransformatorns 425 sekundärlindning anslutna antiparallellkopplade, i figuren icke visade, tyristorer är anordnade att, i beroende av på i och för sig känt sätt avkänd överspänning och/ eller överström i det aktiva filtret, förbikoppla kopplingstransformatorns 425 sekundärlindning.

Figur 8 visar en HVDC-anläggning liknande den i figur 3 men i detta fall avkännes även vid pollinjen 51 medelst ett andra strömmätdon 25 den genom pollinjen flytande strömmen. Det andra strömmätdonet 25 är baserat på strömmätning medelst Rogowski-spole och dess utsignal innefattar således endast växelströmskomposanterna av den genom pollinjen flytande strömmen. Dessa växelströmskomposanter utgör en ström som i fortsättningen betecknas med I2. Det avkända värdet på strömmen I2 påföres styrorganet 8 för en återkopplad styrning av det aktiva filtret. Styrorganet har därvid en utföringsform enligt figur 9 och innefattar, förutom de ovan beskrivna beräkningsorganen 81, 82, 83 och 84 en för ändamålet anordnad regulator 85 av repetitiv typ vars utsignal C1" i det fjärde beräkningsorganet 84, efter eventuellt erforderlig signalanpassning, summeras till den i beroende av ekvivalentsignalen CE alstrade styrsignalen. Det fjärde beräkningsorganet 84 är härvid anordnat innefatta i och för sig kända signalanpassningsorgan för åstadkommande av den nämnda summeringen, vars resultat påföres styringången 41.

En utföringsform av regulatorn 85, implementerad i en i figuren inte visad dator, visas i blockschemaform i figur 10. Synkroniseringssignalen S påföres ett synkroniseringsorgan 88 anordnat att avkänna tidsskillnaden T mellan två konsekutiva synkroniseringspulser S samt att ur följden av dessa tid.sskillnader T genom lågpassfiltrering bilda ett utjämnat periodtidsvärde T' svarande mot perioden för störningskällans, i detta fall strömriktaren, repetivitet. Synkroniseringsorganet är vidare anordnat att dividera det så utjärrmade periodtidsvärclet T' med ett förutbestämt pulstal N, som är det antal samples under den utjämnade perioden T' som den repetitiva regulatorn arbetar med, samt att alstra en följd av kontrollpulser S' av en frekvens sådan att N kontrollpulser alstras under den utjämnade periodtiden T'. Kontrollpulsema S' påföres ett kontrollorgan 89 anordnat att styra frekvensen av den nämnda datoms beräkningar. Det skall i det följande förstås att i detta utföringsexempel all signalbehandling i regulatorn 85 sker samplat och styrt av kontrollpulserna S'. Ett signalomvandlande organ 90 är anordnat att mottaga ett värde på pollinjeströmmen 12 och att vid var och en av kontrollpulserna S' påföra ett referensorgan 91 ett samplat värde I2n av pollinjeströmmens växelströmskomposanter. Referensorganet 91 påföres också ett ledvärde IRs för pollinjeströmmens växelströmskomposanter och är anordnat att bilda en regleravvikelse DU såsom skillnaden mellan ledvärdet IRs och det samplade värdet I2n av pollinjeströmmens växelströmskomposanter.

Ledvärdet IRs ges normalt värdet noll. Regleravvikelsen DU påföres en första summator 92 och summeras i denna med en korrektion DUC vilket nedan skall ytterligare beskrivas. Summatorns 92 utsignal DUS påföres en första filteranordning 93, vars överföringsfunktion Fl efterliknande inversen av överföringsfunktionen F1' från signalen C1" till 12 469 360 regleravvikelsen DU varmed erhålles en linearisering av det återkopplade system, vilket innefattar regulatom 85 samt en överföringsfunktion mellan regulatorns utsignal C1" och värdet 12 av pollinjeströmmens växelströmskomposanter. Med linearisering skall i detta sammanhang förstås dels att amplituden för överföringsfunktionen för det nämnda återkopplade systemet är huvudsakligen konstant i ett frekvensområde i vilket regulatorn 85 är anordnad att arbeta, dels att fördröjningen i överföringsfunktionen för nämnda återkopplade system är sådan att regleravikelsen DU kommer att alstra en korrektion till regulatoms utsignal fördröjd med den utjämnade periodtiden T' reducerad med tiden mellan två konsekutiva kontrollpulser S'. Reduktionen med tiden mellan två konsekutiva kontrollpulser S' är betingad av att systemet i detta fall antas arbeta samplat och tar hänsyn till den fördröjning detta innebär.

Utsignalen DUS' från den första filteranordningen 93 påföres en proportionalregulator 94 och en integrerande regulator 95.

Proportionalregulatom innefattar ett första inställningsorgan 941 för inställning av regulatorns förstärkning, ett första minnesorgan 942 innefattande ett antal i figuren inte visade minnesceller vilkas irmehåll, som kan betraktas som en lagrad första följd SC11 av värden C11n, för att bilda en utsignal S13 från det första :minnesorganet, avkännes cykliskt i takt med kontrollpulsema S', en andra filteranordning 943 vars överföringsfunktion är anordnad åstadkomma en lågpassfiluering utan fasvridning samt en tredje filteranordning 944 anordnad att i regulatoms utsignal reducera eller eliminera vissa frekvenskomposanter. Samtliga nämnda organ är kaskadkopplade i den ordning de uppräknats. Med undantag av att den andra filteranordningen 943 i det visade utföringsexemplet måste vara kaskadkopplad med det första minnesorganet 942 är dock ordningen mellan de nämnda organen och anordningarna godtycklig.

Den integrerande regulatom innefattar ett andra inställningsorgan 951 för inställning av regulatorns förstärkning, ett andra rninnesorgan 952 innefattande ett antal i figuren inte visade minnesceller vilkas innehåll, som kan betraktas som en lagrad andra följd SC12 av värden C12n, för att bilda en utsignal S16 från det andra rninnesorganet, avkännes cykliskt i takt med kontrollpulsema S', en tredje filteranordning 953 vars överföringsfunktion är anordnad åstadkomma en lågpassfiltrering utan fasvridning, ett tredje inställningsorgan 954 för inställning av regulatoms integratorverkan, ett tredje minnesorgan 955 innefattande ett antal i figuren inte visade minnesceller vilkas innehåll, som kan betraktas som en tredje lagrad följd SC13 av värden C13n, för att bilda en utsignal S19 från det tredje minnesorganet, avkännes cykliskt i takt med kontrollpulserna S', en fjärde filteranordning 956 vars överföringsfunktion är anordnad åstadkomma en lågpassfiltrering utan fasvridning, en andra summator 957 för summering av utsígnalema från den tredje och den fjärde filteranordningen 953 och 956 samt en femte filteranordning 958 anordnad att i regulatorns utsignal reducera eller eliminera vissa frekvenskomposanter. Det andra inställningsorganet 951, det andra minnesorganet 952 och den tredje filteranordningen 953 respektive det tredje inställningsorganet 954, det 13 469 360 tredje minnesorganet 955 och den fjärde filteranordningen 956 är kaskadkopplade i den ordning de uppräknats. Dock kan, i det visade utföringsexemplet, det andra inställningsorganet 951 och det tredje inställningsorganet 954 alternativt anslutas till respektive den tredje filteranordningens 953 och den fjärde filteranordningens 956 utgångar.

Sarntliga rninnesorgan 942, 952, 955 är så anordnade att de i dem lagrade följderna SCll, SCl2, SCl3 av värden Cl ln, Cl2n, Cl3n uppdateras med de dem påförda signalerna cykliskt i takt med kontrollpulsema S'. Om det första minnesorganet 942 innehåller ql minnesceller och i det första inställningsorganet ställs in en förstärkning P gäller då för det första minnesorganets utsignal Sl3(t) vid tiden t , där tiden t räknas i antal kontrollpulser S', att Sl3(t) = P =+ DUS'(t-ql). Pâ samma sätt gäller, om det andra minnesorganet 952 innehåller q2 rninnesceller och i det andra inställningsorganet ställs in en förstärkning PI, för det andra minnesorganets utsignal Sl6(t) vid tiden t att Sl6(t) = PI »f DUS'(t-q2) och om det tredje minnesorganet 955 innehåller q3 minnesceller och i det tredje inställningsorganet ställs in en förstärkning D för det tredje rninnesorganets utsignal Sl9(t) vid tiden t att Sl9(t) = D =f S22(t-q3), där S22 är den det tredje minnesorganet påförda insignalen. Utsignalerna CP respektive CI från den andra filteranordningen 943 och den femte filteranordningen 958 utgör proportionalregulatorns respektive den integrerande regulatorns utsignaler vilka summeras i en tredje summator 96 till regulatoms 85 utsignal Cl", vilken utgörs av en fjärde följd SCl4 av värden C14n. .

Regulatorns 85 utsignal Cl" påföres också ett nivåkontrollorgan 97 anordnat att bilda den ovan nämnda korrektionen DUC, vilken i den första summatorn 92 summeras till regleravvikelsen DU. En konstant utsignal C1" från regulatom 85 åstadkommer, för det fall det aktiva filtret 4 är enbart växelströmsmässigt anslutet till kraftnätet 1, ej någon motsvarande förändring av det återförda ärvärdet på, i detta fall, pollinjeströmmens I2 växelströmskomposanter. Om regleravvikelsen DU, exempelvis på grund av ett kalibreringsfel, innehåller ett konstant värde, kommer på grund av regulatoms integratorverkan, dess utsignal Cl" att tillväxa kontinuerligt.

För att motverka denna tillväxt hos utsignalen Cl" är nivåkontrollorganet 97 anordnat att under perioden T' bilda den ackumulerade surnman av regulatorns utsignal Cl" samt att vid varje periods slut i beroende av denna summa alstra korrektionen DUC.

Figur 11A visar i blockschemafonn ett utförande av den första filteranordningen 93. Filteranordningen är uppbyggd av ett valbart antal parallella grenar, var och en innefattande i kaskadkoppling ett kompenseringsfilter 931 och fördröjningsfilter 932. Samtliga grenar påföres utsignalen DUS från den första summatorn 92 och utsignalema Sll från respektive gren surruneras i en fjärde summator 933 vars utsignal DUS' påföres proportionalregulatom 94 och den integrerande regulatorn 95.

Kompenseringsfiltren 931 är anordnade på i och för sig känt sätt, vart och ett med en överföringsfunktion av typen S11(t) = XAi » Sll(t-i) + Zßi ~ DUS(t- i+l) där S11(t) och DUS(t) är respektive signalvärden vid den tiden t. 14 469 360 Ett utförande av fördröjningsfiltren 932 visas i figur llB. Fördröjningsfiltret innefattar k stycken kaskadkopplade grupper, där k är ett valbart tal. Varje grupp består av ett första koefficientorgan 9321, anordnat att multiplicera påförd signal med en inställd koefficient, ett fördröjningsorgan 9322 med en fördröjning motsvarande tiden mellan två kontrollpulser S' samt en summator 9323. Utsignalen S11' från kompenseringsfiltren 931 påföres samtliga av de första koefficientorganen 9321 medan var och en av surmnatorerna 9323 påföres utsignalerna från respektive första koefficientorgan 9321 och fördröjningsorgan 9322 inom gruppen.

Utsignalen från respektive summator påföres fördröjningsorganet i den i kaskadkopplingen närmast efterföljande gruppen varvid den sist liggande summatom bildar den ovan nämnda signalen S11. Dessutom pâföres det i kaskadkopplingen först belägna fördröjningsorganet utsignalen Sll' från kompenseringsfiltren 931 via ett andra koefficientorgan 9324. Samtliga koefficientorgan har påverkbara koefficientvärden och om exempelvis samtliga de första koefficientorganen ges koefficientvärdet noll medan koefficientvärdet för det andra koefficientorganet är skilt från noll erhålles en ren tidsfördröjning motsvarande k stycken tidsdífferenser mellan kontrollpulserna S'. Kraftnätet uppvisar i det generella fallet tidsfördröjningar som även kan vara frekvensberoende, och särskilt om det innefattar långa ledningar, även tidsfördröjningar av icke-lninimifas- karaktär. Genom lämpligt val av koeffícientvärden är det med det visade utförandet av fördröjningsfiltret möjligt att anpassa detta till kraftnätets egenskaper genom att tillse att fördröjningseffekten i kraftnätet tillsammmans med regulatorns 85 totala fördröjning motsvarar det utjämnade periodtidsvärdet T' svarande mot perioden för stömingskällans repetivitet. Principen är härvid att den första filteranordningen 93, genom val av antalet k av de i fördröjningsfiltren 932 anordnade kaskadkopplade grupperna, anordnas att möjliggöra en total fidsfördröjning åtminstone motsvarande den i kraftnätet förväntade fördröjningen och att regulatorns 85 totala fördröjning anpassas till det utjämnade periodtidsvärdet T' svarande mot perioden för stömingskällarrs repetivitet.

För inställning av koefficientvärden i fördröjningsfiltren samt av koefficientema Ai och Bi i kompenseringsfiltren är det fördelaktigt att via styringången 41 påföra det aktiva filtret en brussignal ClNN eller en tonsignal ClNH, innefattande ett spektrum av sinusformade signaler, och medelst en frekvensanalysator analysera amplitud och fasvridning som funktion av frekvensen för överföringsfunktionen Fl' från signalen Cl" till regleravvikelsen DU. Därefter kan med hjälp av standard filterelement ett filter med samma egenskaper som överföringsfunktionen Fl' syntetiseras och inverteras till en överföringsfunktion Fl. Inställning av den första filteranordningen 93 kan därefter göras genom direkt jämförelse med överföringsfunktionen Fl.

Figur llC visar i blockschemaform ett utförande av den andra filteranordning 943 vars överföringsfunktion är anordnad åstadkomma en lâgpassfiltrering utan fasvridning vilket är väsentligt med tanke på den återkopplade regleringens stabilitet. I figuren markeras, schematiskt visade 15 469 360 såsom ett antal kaskadkopplade fördröjningselement 9421, 9422, 9423, vart och ett med en fördröjning motsvarande tiden mellan två kontrollpulser S', den i det första rninnesorganet 942 lagrade första följden SCl1 av värden Cl ln, vilka avkännes cykliskt i takt med kontrollpulserna S' för att bilda detta minnesorgans utsignal S13. Den andra filteranordningen 943 är anordnad att vid tidpunkten t avkänna såväl det värde C11n1 i följden SC11 vilken motsvarar 'utsignalen S13(t) som de värden C11n2, C11n3 i följden SC11 som motsvarar utsignalen S13(t-1) respektive S13(t-2). Den andra filteranordningen 943 innefattar två kaskadkopplade fördröjningselement 9431, 9432, vart och ett med en fördröjning motsvarande tiden mellan två kontrollpulser S', varav det i kaskaden först belägna påföres utsignalen S13(t) och på vars utgångar erhålles utsignalen S13(t+1) respektive S13(t+2), en första grupp inställbara koefficientorgan 9432 anordnade att pâföras det första minnesorganets utsignal S13(t), S13(t-1) och S13(t-2) respektive, en andra grupp inställbara koefficientorgan 9433 anordnade att påföras de på fördröjningselementens 9431, 9432 utgångar bildade signalerna S13(t+1) respektive S13(t+2) samt en summator 9434 anordnad att summera utsignalerna från den första och den andra gruppen av koefficientorgan och på sin utgång bilda en signal S14. Om koefficienten för signalen S13(t) betecknas med BO, koefficienterna för signalema S13(t-1) och S13(t+1) med B1 och koefficientema för signalema S13(t-2) och S13(t+2) med B2 blir signalen S14(t) = BO » S13(t) + B1 =+ (S13(t-1) + S13(t+1)) + B2 =+ (S13(t-2) + S13(t+2)). Om Bl är mindre än BO och B2 mindre än Bl inses att, genom den symmetriska sammanvägningen av värden C11n i följden SC11, en amplituddämpning utan fasvridning av högfrekvensinnehållet i utsignalen S13(t) erhålles i det att värden i denna utsignal med relativt tiden t lika tidsfördröjníng och tidsavancering sammanvägs med samma koefficientvärden, vilka monotont avtar med ökande tidsfördröjníng respektive tidsavancering. Den andra filteranordningen 943 kan allmänt anordnas att avkänna ytterligare fördröjda värden av utsignalen S13 varvid den också anordnas innefatta ett motsvarande antal ytterligare fördröjningselement och koefficientorgan utöver de i figuren visade 9431, 9432 respektive 9432, 9433. Om antalet fördröjningelement i den andra filteranordningen betecknas med p kan då dess utsignal S14 allmänt skrivas som S14(t) = BO =+ S13(t) + 2(Bp -f (S13(t-p) + Sl3(t+p)), där Bp är koefficientvärdet för signalen S13(t-p) respektive S13(t+p). För erhållande av den önskade filtreringsfunktionen innebärande lågpassfilbering med förstärkningsfaktorn ett skall för summan BS = BO + XBp villkoret BS = 1 vara uppfyllt samt värdena på koefficienterna Bp avtaga monotont med ökande värde på talet p.

De i den integrerande regulatorn 95 anordnade tredje filteranordningen 953 och fjärde filteranordningen 956 är anordnade att behandla respektive utsignaler S16 och S19 från det andra och det tredje rninnesorganet 952 och 956 på motsvarande sätt som beskrivits för den andra filteranordningen 943.

Genom att anordna den andra filteranordningen osyrnrnetrisk vad gäller valda värden på koefficientorganens koefficienter och vad gäller antal avkända värden i signalen S13 och antal i den andra filteranordningen anordnade fördröjningselement kan en allmän filterfunktion, såsom 469 sen 16 exempelvis resonansfilter, åstadkommas. Genom att välja koefficientvärdena Bp så att de inte avtager monotont med ökande värde på talet p kan filterfunktioner innebärande dämpning av vissa frekvenser åstadkommas. Den andra filteranordningen kan även användas för att åstadkomma en förstärkningsjustering om summan BS väljes till ett tal skilt från ett.

Då det inte alltid är nödvändigt eller önskvärt att med regulatorn 85 reglera ut lågfrekventa störningar innefattar denna, som ovan nämnts, en i proporfionalregulatorn anordnad tredje filteranordning 944 samt en i den integrerande regulatom anordnad femte filteranordning 958, anordnade att i regulatoms utsignal reducera eller eliminera vissa frekvenskomposanter av lägre frekvens. En utförandeform av nämnda femte filteranordning 958 visas i blockschemaform i i figur 11D. Ett på i och för sig känt sätt anordnat passfilter 9581 innefattar ett antal parallellkopplade grenar, var och en avstämd till en frekvens som önskas eliminerad ur den integrerande regulatoms utsignal CI. Utsignalen S21 från den andra summatom 957 påföres en summator 9582 vars utsignal S22 påföres dels passfiltret och dels en summator 9583. Utsignalen från passfiltret påföres surnmatom 9583 samt återföres via ett fjärde koefficientorgan 9584 till en teckenvândande ingång på summatom 9582. Utsignalen från summatorn 9583 utgör den integrerande regulatoms 95 utsignal CI. Amplitudförstärkníngen i passfiltret justeras till värdet ett och koefficienten i det fjärde koefficientorganet 9584 till ett värde lika med eller något mindre än ett. För att åstadkomma integratowerkan i den integrerande regulatom 95 återföres utsignalen S22 från summatom 9582 till det tredje inställningsorganet 954.

Den till proportionalregulatom hörande tredje filteranordningen 944 är anordnad på samma sätt men utsignalen S22 skall i detta fall ej återföras.

För det fall den femte filteranordningen 958 ej ingår i den integrerande regulatorn 95 återföres till det tredje inställningsorganet 954 utsignalen S21 från den andra summatom 957.

För regulatom 85 har ansatts att stömingen är repetitiv med ett utjänmat periodtidsvärde T' motsvarande N stycken kontrollpulser S' för signalbehandlingen i regulatorn. Regulatoms utsignal vid en viss tidpunkt skall därför baseras på stömingens värde vid en tidpunkt motsvarande N stycken kontrollpulser tidigare. Då regulatorn dessutom i det visade utföringsexemplet arbetar samplat åtgår en styck kontrollpuls innan en ändring i regleravvikelsen kan uppstå som ett svar på en ändring av regulatoms utsignal. De mot de under den utjämnade tidsperioden T' återstående N-1 kontrollpulsema svarande fördröjningarna i regulatom fördelas därvid enligt följande. Den första filteranordningen 93 tilldelas k stycken fördröjningar varefter antalet fördröjningar q1 för det första minnesorganet 942 erhålles såsom ql = N-1-k och antalet fördröjningar q2 för det andra minnesorganet 952 såsom q2 = N-l-k, det vill säga ql = q2.

Antalet fördröjningar q3 i det tredje minnesorganet 955 erhålles såsom q3 = N-1 i det att en styck kontrollpuls N åtgår vid återföringen för åstadkommande av integratorverkan. 17 469 360 Uppfinningen är inte begränsad till de visade utföringsexemplen utan ett flertal variationer är möjliga inom uppfinningstankens ram. Det aktiva filtret 4 kan anslutas såväl shuntkopplat som seriekopplat relaterat till störningen men även andra placeringar av det aktiva filtret, i beroende av övriga i nätet ingående kretsars utformning, är möjliga inom uppfinningens ram i det att överföringsfunktioner som tar hänsyn till mellanliggande irnpedansers karakteristik lätt kan införas i exempelvis den första filteranordningen 93. Uppfinningen är tíllämpbar på kraftnät i allmänhet och inte begränsad till avkärming av de i utföringsexemplet visade tillståndstorhetema.

Anslutning av det aktiva filtret seriekopplat relaterat till stömingen motsvaras i de visade utföringsexemplen av att det aktiva filtret 4 endera anslutes i serie med glättningsreaktorn 54 och anordnas att i förbindningen mellan denna och strömriktarens poluttag alstra en spänning motverkande störningsinnehållet i strörnriktarens likspänning Udc. För det fall ett passivt shuntfilter 55 är anslutet till pollinjen, anslutes med fördel ett seriekopplat aktivt filter i serie i pollinjen, från strömriktaren sett utanför det passiva shuntfiltret.

De aktiva filtren kan anslutas till respektive pollinje och elektrodlinje endera över vid dessa linjer anordnade passiva filter eller också över för ändamålet anordnade kopplingsirnpedanser. Det i utföringsexemplet visade aktiva filtret kan alternativt anslutas mellan det passiva filtret och HVDC- anläggningens jord.

Uppfinningen är även tillämpbar för styrning av aktiva filter anordnade vid de i figurerna 3 och 8 visade övertonsfiltret 53. Med kännedom om de, medelst modeller av den typ som illustreras i figurema 6 och 7, beräknade kommuteringsströmmarna Ik och strömriktarens likström I1, kan fasströmmarna på växelströmssidan om strömriktaren enkelt rekonstrueras och en styrsignal enligt uppfinningen alstras iberoende av dessa för styrning av de vid övertonsfiltret 53 anordnade aktiva filtren.

Speciellt vad gäller det visade utföringsexemplet kan uppfinningen också tillämpas för styrning av ett aktivt filter anordnat vid det i figur 8 antydda passiva filtret 56 mellan elektrodlinje och jord samt utökas till att styra aktiva filter i en två-polig HVDC-anläggning. Det är fördelaktigt att vid återkopplad reglering på i och för sig känt sätt dela upp den eller de återförda strömmama i en polmode- och en jordmode-komposant vilkas störningsinnehåll utregleras var för sig. Detta illustreras i figur 9 där ett komposantomvandlande organ 86 är anordnat att dela upp de avkända pollinjeströmmarna I2 respektive en vid den andra polen avkänd pollinjeström 122 i en jordmode-komposant I] och en polmode-komposant IP. I detta fall anordnas jordmode-komposanten att utgöra ärvärde för regulatorn 85 medan polmode-komposanten anordnas att utgöra ärvärde för en regulator 85' som i figur 9 endast antyds såsom streckad. Denna regulator 85', vars utsignal anordnas att påverka ett i figuren inte visat aktivt filter, kan anordnas på samma sätt som ovan beskrivits för regulatorn 85 men dess förstärkning måste normalt anpassas till de 469 560 18 reflektionsfenomen i linjen som accentueras för polmoden. En enligt ovanstående beskrivning bildad ekvivalentsignal CE kan givetvis också bildas i syfte att alstra en styrsignal till det aktiva filter som påverkas av regulatorn 85'.

En fördelaktig utföringsform, särskilt vid återkopplad reglering, är att bilda regleravvikelsen ur en kombination av flera avkända tillståndstorheter.

Därvid bildas en till varje avkänd första tillståndsstorhet Y1i hörande regleravvikelse DUY1i såsom skillnaden mellan ett ledvärde YRi för respektive tillståndsstorhet och dess avkända värde Yli varefter regleravikelsen DU bildas ur en kombination DUK = ZGi ß DUYIi.

Koefficientema Gi utgörs härvid i allmänhet av överföringsfiinktioner.

Således är det fördelaktigt att i det första snittet A-A respektive i det andra snittet B-B avkänna såväl respektive snitts spänning och den ström som flyter genom snittet samt beräkna en ekvivalent störspännings- eller störströmsgenerator 62 samt en för stömingskällan ekvivalent inre impedans 61, sedd från det första snittet A-A respektive en ekvivalent störspännings- eller störströmsgenerator 62' samt en för störningskällan ekvivalent inre impedans 61' sedd från det andra snittet B-B. Det senare fallet illustreras i figur 2C. I figur 10 visas det signalomvandlande organet 90 anordnat att mottaga ett värde på pollinjeströmmen 12 och ett medelst ett spänningsmätdon 26 mätt värde på spämiingen UL mellan pollinje och elektrodlinje. Referensorganet 91 påföres härvid ett ledvärde lRs för ström och ett ledvärde URs för spänning och är anordnat att bilda en regleravvikelse DU av formen DU = (URs - UL) + ZI a (IRs - I2) där ZI är värdet på störningskällans ekvivalenta inre impedans 61'. Det visar sig att detta förfaringssätt i allmänhet leder till att överföringsfunktionen från styr-signal till avkända fillståndsstorheter därvid blir oberoende av egenskaperna hos den del av kraftnätet som ligger mellan det första snittet A-A respektive det andra snittet B-B och utgångsledningarna.

Regleravvikelsen kan också inom uppfinningens ram bildas enligt andra kriterier så att en önskad målfunktion för kraftnätet uppnås.

Det är inte nödvändigt att all signalbehandling i regulatorn 85 kontrolleras av ett gemensamt pulståg S' alstrat av synkroniseringsorganet 88. Således kan exempelvis det signalomvandlande organet 90, referensorganet 91, den första summatorn 92, den första filteranordníngen 93 samt nivåkontrollorganet 97 anordnas att arbeta asynkront med synkroniseringspulsema S. I vissa fall, exempelvis då stömingskällan utgörs av en diodlikriktare, måste synkroníseringssignalen S alstras ur i kraftnätet avkända strömmar och eller spänningar. I exemplet diodlikriktare kan då exempelvis de vid dennas kommutering uppträdande diskontinuiteterna i derivatan av dess utspärming avkännas och ett pulsalstrande organ anordnas att avge pulser tidsmässigt relaterade till dessa diskontinuiteter. Likaså kan inom uppfinningstankens ram åtminstone delar av styrorganet implementeras med fast kopplade kretsar.

Styrsignalen Cl kan bildas såsom en summa av den i beroende av ekvivalentsignalen alstrade styrsignalen och en styrsignal alstrad i beroende av regulatorns 85 utsignal men också i beroende enbart av 19 . 469 360 ekvivalentsignalen eller i beroende enbart av regulatorns 85 utsignal. I det sistnämnda fallet är det givetvis tillräckligt att det fjärde beräkningsorganet 84 anordnas innefatta erforderliga signalanpassningsorgan för anpassning mellan regulatorns utsignal C1" och styrsignalen C1. Dessa signalanpassningsorgan kan också anordnas i regulatorn varvid det fjärde berâkníngsorganet utgår helt.

Claims (27)

469 ses 20 PATENTKRAV

1. Förfarande för att i ett elektriskt kraftnät (1), innefattande åtminstone en utgångsledning (31, 32) samt ett via en styringång (41) styrbart aktivt filter (4), på utgångsledningen (31, 32) reducera stömingar alstrade av en i kraftnätet (1) befintlig eller till detta ansluten störningskälla (6), varvid åtminstone en tillståndsstorhet (Y2i) avkännes i kraftnätet (1) och tillföres en regulator (85), en utsignal (C1") från regulatom bildas i beroende av tillståndsstorhetens (Y2i) regleravvikelse (DU) från ett önskat värde (Y2iR) såsom en med en period (T') upprepad följd (SC14) av värden (C14n), varvid värdena (C14n) bildas i beroende av regleravvikelsen (DU), samt att en styrsignal (C1) alstras i beroende av utsignalen (C1") och påföres styringången (41), k ä n n e t e c k n a t av att vid bildandet av regulatorns utsignal (C1") utföres en transformation i beroende av icke- minimifasegenskaper hos överföringsfunktionen (F1') från regulatorns utsignal (C1") till regleravvikelsen (DU).

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda transformation utföres så att dess överföringsfunktion multiplicerad med överföringsfunktionen (F1') från regulatorns utsignal (C1") till regleravvikelsen (DU) med avseende på tidsegenskaper resulterar huvudsakligen i en tidsfördröjning.

3. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k - n a t av att vid bildandet av regulatorns utsignal (C1") utföres en lågpassfiltrering utan fasvridning.

4. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k - n a t av att i styrsignalen (C1) vissa frekvenskomposanter reduceras eller elimineras.

5. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, varvid kraftnätet (1) innefattar en till en strömriktare (6) ansluten likströmslinje (51, 52) för överföring av högspänd likström och strömriktaren (6) år ansluten till ett trefasigt växelspänningsnät (2), k ä n n e t e c k n a t av att tillståndsstorheten (Y2i) utgöres av strömmen (I2) på likströmslinjen (51, 52).

6. Förfarande enligt något av patentkraven 1-4, varvid kraftnätet (1) innefattar en till en strömriktare (6) ansluten likströmslinje (51, 52) för överföring av högspänd likström och strömriktaren (6) är ansluten till ett trefasigt växelspänningsnät (2), k ä n n e t e c k n a t av att tillståndsstorheten (Y2i) utgöres av en spänning (UL).

7. Förfarande enligt patentkrav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a t av en av styrsignalen (Cl) beroende filterspärming (UF) med ombytt polaritet mot den över strömriktaren (6) uppträdande störspåruiingen (US) injiceras i 21 469 560 en seriekrets (4, 55) mellan likströmslinjens (51, 52) pollinje (51) och elektrodlinje (52). '

8. Förfarande enligt patentkrav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a t av en av styrsignalen (C1) beroende ström (IB) adderas till strömriktarens (6) likström (I1) i en anslutningspunkt (111) på likströmslinjen (51, 52).

9. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, varvid ett snitt (B-B) genom kraftnätet (1) definieras så att styringången (41) och det styrbara aktiva filtret (4) respektive utgångsledningen (31, 32) befinner sig på var sin sida om snittet (B-B) och åtminstone två tillståndsstorheter (Y2i) avkännes vid snittet (B-B), k ä n n e t e c k n a t av att för var och en de avkända tillståndstorheternas (Y2i) dess avvikelse (DUY2i) från dess respektive önskade värde (YRi) bildas, att de så bildade avvikelsema (DUY2i) multipliceras med en till respektive tillståndsstorhet (Y2i) hörande känd överföringsfunktion (Gi) samt att regleravvikelsen (DU) bildas ur en summa (DUK) av de så bildade produktema (Gi -ß DUY2i).

10. Förfarande enligt patentkrav 9, k ä n n e t e c k n a t av att åtminstone en av tillståndsstorheterna (Y2i) utgöres av en ström (12) och åtminstone en av tillståndsstorhetema (Y2i) utgöres av en spänning (UL), att den till strömmen (12) hörande överföringsfunktionen svarar mot störningskällans (6) ekvivalenta impedans (62') sedd från snittet (B-B) samt att den till spänningen (UL) hörande överföringsfunktionen är lika med ett.

11. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k - n a t a v att vid bildandet av regulatorns utsignal (C1") den periodiska upprepningen tidsmässigt relateras till en till störningskällan relaterad synkroniseringssignal (S).

12. Förfarande enligt patentkrav 11, k ä n n e t e c k n a t av att tidsskillnaden mellan konsekutiva synkroniseringssignaler (S) avkännes och att ur följden av dessa tidsskillnader bildas ett utjämnat periodtidsvärde (T') samt att en följd av kontrollsignaler (S') alstras med en frekvens bestämd av kvoten mellan ett förutbestämt tal (N) och det utjämnade periodtidsvärdet (T').

13. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k - n a t av att fill regleravvikelsen (DU) adderas ett korrektionsvärde (DUC) alstrat i beroende av den ackumulerade summan av följden (SC14) av värden (C14n) under perioden (T').

14. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k - n a t av att styringången (41) temporärt påföres en brussignal (ClNN) eller en tonsignal (CINH) för identifiering av överföringsfunktionen (F1') från regulatorns utsignal (C1") till regleravvikelsen (DU). 469 360 22

15. Anordning för att i ett elektriskt kraftnät (1), innefattande åtminstone en utgångsledning (31, 32) samt ett via en styringång (41) styrbart aktivt filter (4), på utgångsledningen (31, 32) reducera störningar alstrade av en i kraftnätet (1) befintlig eller till detta ansluten störningskälla (6), varvid åtminstone en tillståndsstorhet (Y2i) avkännes i kraftnätet (1) och en regulator är anordnad att i beroende av tillståndsstorhetens (Y2i) regleravvikelse (DU) från ett önskat värde (YZiR) bilda en utsignal (C1") såsom 'en med en period (T') upprepad följd (SC14) av värden (C14n), varvid värdena (C14n) bildas i beroende av regleravvikelsen (DU), samt att i beroende av utsignalen (C1") alstra en styrsignal (C1) vilken påföres styringången (41), k ä n n e t e c k n a d av att regulatom innefattar en filteranordning (93) anordnad att utföra en transformation i beroende av icke-minimifasegenskaper hos överföringsfunktionen (F1') från regulatoms utsignal (C1") till regleravvikelsen (DU).

16. Anordning enligt patentkrav 15, k ä n n e t e c k n a d av att filteranordningen (93) är så anordnad att dess överföringsfunktion multiplicerad med överföringsfunktionen (F1') från regulatoms utsignal (C1") till regleravvikelsen (DU) med avseende på tidsegenskaper resulterar huvudsakligen i en tidsfördröjning.

17. Anordning enligt patentkrav 15 eller 16, k ä n n e t e c k n a d av att regulatom innefattar en filteranordning (943, 953, 956) anordnad att utföra en lågpassfiltrering utan fasvridning.

18. Anordning enligt något av patentkraven 15-17, k ä n n e t e c k n a d av att regulatorn innefattar en filteranordning (944, 958) anordnad atti regulatorns utsignal (C1") reducera eller eliminera vissa frekvenskomposanter.

19. Anordning enligt något av patentkraven 15-18, varvid kraftnätet (1) innefattar en till en strömriktare (6) ansluten likströmslinje (51, 52) för överföring av högspänd likström och strömriktaren (6) är ansluten till ett trefasigt växelspänningsnät (2), k ä n n e t e c k n a d av att tillståndsstorheten (Y2i) utgöres av strömmen (I2) på likströmslinjen (51, 52).

20. Anordning enligt något av patentkraven 15-18, varvid kraftnätet (1) innefattar en till en strömriktare (6) ansluten likströmslinje (51, 52) för överföring av högspänd lil trefasigt växelspänningsnät (2), k ä n n e t e c k n a d av att tillståndsstorheten (Y2i) utgöres av en spänning (UL).

21. Anordning enligt något av patentkraven 15-20, varvid ett snitt (B-B) genom kraftnätet (1) definieras så att styr-ingången (41) och det styrbara aktívta filtret (4) respektive utgångsledningen (31, 32) befinner sig på var sin sida om snittet (B-B) och åtminstone två tillståndsstorheter (Y2i) avkännes vid snittet (B-B), k ä n n e t e c k n a d av att regulatom innefattar ett referensorgan (91) anordnat att för var och en de avkända tillståndstorhetemas (Y2i) bilda dess avvikelse (DUYZi) från dess respektive 23 469 560 önskade värde (YRi), att multiplicera de så bildade avvíkelserna (DUYZi) med en till respektive tillståndsstorhet (Y2i) hörande känd överföringsfunktion (Gi) samt att bilda regleravvikelsen (DU) ur en summa (DUK) av de så bildade produkterna (Gi =+ DUY2i).

22. Anordning enligt patentkrav 21, varvid åtminstone en av tillståndsstorhetema (Y2i) utgöres av en ström (12) och åtminstone en av tillståndsstorhetema (Y2i) utgöres av en spänning (UL), k ä n n e t e c k n a d av att den till strömmen (I2) hörande överföringsfunktionen svarar mot störningskällans (6) ekvivalenta impedans (62') sedd från snittet (B-B) samt att den till spänningen (UL) hörande överföringsfunktionen är lika med ett.

23. Anordning enligt något av patentkraven 15-22, varvid den periodiska upprepningen av regulatorns utsignal (C1") tidsmässigt relateras till en till störningskällan relaterad synkroniseringssignal (S), k ä n n e - t e c k n a d a v att regulatorn innefattar ett synkroniseringsorgan (88) anordnat att avkänna tidsskillnaden mellan konsekutiva synkroniseringssignaler (S) och att ur följden av dessa tidsskillnader bilda ett utjämnat periodtidsvärde (T') samt att alstra en följd av kontrollsignaler (S') med en frekvens bestämd av kvoten mellan ett förutbestämt tal (N) och det utjämnade periodtidsvärdet (T').

24. Anordning enligt något av patentkraven 15-23, k ä n n e t e c k n a d av att regulatom innefattar ett nivåkontrollorgan (97) anordnat att under perioden (T') bilda den ackumulerade summan av regulatorns utsignal (C1") samt att vid varje periods (T') slut alstra en korrektion (DUC), bildad i beroende av nämnda summa, att adderas till regleravvikelsen (DU).

25. Anordning enligt något av patentkraven 15-24, varvid filteranordningen (93) innefattar åtminstone ett kompenseringsfilter (931), k ä n n e t e c k n a d a v att vart och ett av kompenseringsfiltren (931) är kaskadkopplat med ett fördröjningsfilter (932), vilket innefattar ett andra inställbart koefficientorgan (9324) samt åtminstone en grupp innefattande ett första inställbart koefficientorgan (9321), ett fördröjningsorgan (9322) och en summator (9323), varvid fördröjningsorganets (9322) fördröjning motsvarar tiden mellan två kontrollsignaler (S'), det första koefficientorganet (9321) och det andra koefficientorganet (9324) är anordnade att påföras fördröjningsfiltrets (932) insignal (S11'), summatom (9323) är anordnad att påföras utsignalerna från det första koefficientorganets (9321) och från fördröjningsorganet (9322) samt fördröjningsorganet (9322) är anordnat att för det fall den nämnda gruppen är kaskadkopplad med en annan i fördröjningsfiltret (932) innefattad grupp påföras utsignalen från summatorn (9323) och annars utsignalen från det andra koefficientorganet (9324).

26. Anordning enligt något av patentkraven 17-25, varvid den signal (S13(t)) vilken skall lågpassfiltreras utan fasvridning utgör utsignal från ett rninnesorgan (942) vilket innefattar åtminstone ett vid sin utgång anordnat fördröjningselement (9421) med en fördröjning motsvarande tiden mellan två kontrollsignaler (S'), k ä n n e t e c k n a d a v att filteranordningen 469 360 24 (943) innefattar åtminstone ett fördröjningselement (9431) med en fördröjning motsvarande tiden mellan två kontrollsignaler (S'), åtminstone två första inställbara koefficientorgan (9432), åtminstone ett andra inställbart koefficientorgan (9433) samt en summator (9434), varvid ett av de första koeffícientorganen (9432) sarnt fördröjningselementet (9431) är anordnade att påföras utsignalen (S13(t)) från minnesorganet (942) och ett annat av de första koefficientorganen (9432) är anordnat att påföras utsignalen (S13(t-1)) från minnesorganet (942) avkänd före det i minnesorganet (942) innefattade fördröjningselementet (9421), det andra koefficientorganet (9433) är anordnat att påföras utsignalen (S13(t+1)) från det i filteranordningen (943) innefattade fördröjningselementet (9431) samt surmnatorn (9434) är anordnad att påföras utsignalema från de nämnda koefficientorganen.

27. Anordning enligt något av patentkraven 18-26, k ä n n e t e c k n a d a v att filteranordningen (958) innefattar ett passfilter (9581) genomsläppligt för åtminstone en frekvenskomposant av den passfiltret (9581) påförda signalen, en summator (9582) anordnad att påföras filteranordningens (958) insignal (S21) samt åtminstone en del av utgångssignalen från passfiltret (9581) med ombytt tecken samt en summator (9583) anordnad att påföras utsignalen från passfiltret (9581) med ombytt tecken och utsignalen från den andra summatorn.