CH644719A5

CH644719A5 - Control method for high-voltage DC transmission, and a regulating device for carrying out the method

Info

Publication number: CH644719A5
Application number: CH877778A
Authority: CH
Inventors: Evgeny Konstantinovic Bulakhov; Igor Borisovich Fedyaev
Original assignee: V Elektrotech I V I Lenina
Priority date: 1977-08-19
Filing date: 1978-08-18
Publication date: 1984-08-15
Also published as: SE7808732L; SE444625B; CA1132193A; DE2836308A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerungsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Regeleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Oberbegriffen der Ansprüche 7 und 11. Dieses Verfahren eignet sich sowohl für unipolare als auch für bipolare Energieübertragungsanlagen ohne Nulleiter, unter anderem auch zur Gleichstromübertragung mit zwei Umformer-Unterstationen, bei denen die Ventilbrücken in Reihe- oder parallelgeschaltet sind. Besonders geeignet ist die vorliegende Erfindung bei Anwendung in einer Hochspannungs-Gleichstromübertragungsanlage grosser Länge mit einigen Umformer-Unterstationen.

Aus der im Jahre 1971 in Moskau erschienenen Veröffentlichung «Technische Grundfragen der Gleichstrom-Hochspannungsübertragung», Ergebnisse aus Wissenschaft und Technik, «Elektrotechnik und Energetik» ist ein Steuerungsverfahren für Gleichstrom-Freileitungen bekannt, bei welchem die Gleichrichter- und die Wechselrichter-Unterstation zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Übertragungsstromes eingestellt sind. Bei einem Stromanstieg gegenüber dem Einstellwert wird die Spannung der Sendeseite der Übertragungsleitung durch Vergrösserung der nacheilenden Winkel beim Einschalten der Brücken der Gleichrichter-Unterstation verringert. Beim Absinken des Stromes gegenüber dem Einstellwert wird die Spannung auf der Empfangsseite der Übertragungsleitung durch Vergrösserung der voreilenden Winkel für die Einschaltung der Brücken der Wechselrichterunterstation verringert. In dieser Weise wird die Übergabeleistung unter den Betriebsverhältnissen der Unterstationen mit minimal zulässigen Schaltwinkeln stabilisiert und ein optimaler energetischer Betrieb für die Übertragung und für die angeschlossenen Systeme gesichert. Zur Steuerung der Übergabeleistung ist jedoch eine Fernsehverbindung zwischen den

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

o5

3

644 719

Unterstationen erforderlich, um eine übereinstimmende Änderung von Einstellströmen der Stromregler der beiden Unterstationen zu erreichen, was bei einer Gleichstromübertragung über eine beträchtliche Entfernung und bei hohen Anforderungen an die Zuverlässigkeit die Errichtung eines äusserst aufwendigen Fernsehkanals notwendig macht.

Bei einer anderen bekannten Steuerungsmethode für Gleichstromfernleitungen (japanische Anmeldung Nr. 35 734/72 «Regelungssystem für den Nachtstromverbrauch bei der Gleichstromhochspannungsübertragung») wird eine der Unterstationen auf die Konstanthaltung der Spannung und die andere auf die Konstanthaltung des Stroms eingestellt. Die Steuerung der Übergabeleistung erfolgt bei dieser Methode ohne Fernsehverbindung zwischen den Unterstationen, die Endstationen werden aber zu diesem Zweck in die Überregelung gebracht, bei der die Schaltwinkel der Umformer wesentlich grösser als minimal möglich sind. Die Methode ist vom energetischen Standpunkt alles andere als optimal, weil sie zu einer Unterbelastung der Ausrüstung, und zu einer Vergrösserung von Verlusten führt und einer grösseren Leistung von Kompensationseinrichtungen bedarf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerungsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Regeleinrichtung zu dessen Ausführung zu schaffen, die es gestatten die Gleichstromübertragung ohne Informationsübertragung über einen Fernsehkanal bei Ausnutzung einer einfachen Ausrüstung geringer Leistung zu steuern.

Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren wie im Anspruch 1 gekennzeichnet ist, gelöst.

Es ist vorteilhaft, wenn zur Regelung der Spannung der Unterstation, der Strom dergleichen Unterstation entsprechend beeinflusst wird.

Als Kontrollgrösse kann entweder ein Messwert bestimmt werden, welcher proportional dem Strom und der Spannung derjenigen Unterstation ist, in der der maximale Sollwert der Kontrollgrösse aufrechterhalten wird, oder ein Messwert, welcher proportional dem Strom bzw. dem Einstellstrom und dem Schalt- oder Löschwinkel bzw. dem einzustellenden Schalt- oder Löschwinkel der Ventile derjenigen Unterstation ist, in der der maximale Sollwert der Kontrollgrösse aufrechterhalten wird, oder ein Wert welcher proportional der Leistung bzw. Spannung derjenigen Unterstation ist, in der der maximale Sollwert der Kontrollgrösse aufrechterhalten wird.

Bei bipolarer Gleichstromübertragung bei gleicher Belastung der Halbstromkreise zur Aufrechterhaltung des maximalen Sollwertes der Kontrollgrössen der Halbstromkreise ist erwünscht, wenn die äusseren Kennlinien der Halbstromkreise der Umformerunterstationen um einen bestimmten 'Konstantwert verschoben werden, wonach die für die beiden Halbstromkreise formierten Kontrollgrössen verglichen und die Abweichungen der Kontrollgrössen ermittelt werden.

Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bilden Regeleinrichtungen zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 7 und 11.

Es ist vorteilhaft, den zweiten Eingang des Formers für die Kontrollgrösse entweder mit einem Spannungsgeber oder mit einem Geber für den Schaltwinkel derjenigen Unterstation zu koppeln, in der die Kontrollgrösse geformt wird, oder mit demjenigen Ausgang des Diskriminators zur Steuerung zu verbinden, der mit der Phasensteuerung des Schaltwinkels der Unterstation gekoppelt ist.

Es ist zweckmässig, wenn die Einrichtung eine Einheit zur Stromstabilisierung mit einem Vergleichselement und mit einem Abweichungsverstärker aufweist, wobei der Eingang der Einheit zur Stromstabilisierung mit dem Eingang des Formers für die Kontrollgrösse und der Eingang für den Einstellstrom mit dem Ausgang des Optimierers zusammengeschaltet und der Ausgang der Einheit mit dem Eingang des Diskriminators zur Steuerung verbunden ist.

Der Stromeingang des Formers für die Kontrollgrösse kann mit dem Ausgang des Optimierers und sein Ausgang unmittelbar mit dem Eingang des Optimierers verbunden werden.

Vorteilhaft ist, dass die Regeleinrichtung zur Steuerung einer bipolaren Gleichstromübertragung mit zwei Halb-Steu-erkreisen in jedem Halbstromkreis eine Einheit zur Stromstabilisierung, ein Former für die Kontrollgrösse und ein Diskriminator zur Steuerung sowie ein Summator vorhanden ist, dessen Eingänge mit den Ausgängen der beiden Former für die Kontrollgrösse und dessen Ausgang mit einem Former für den Einstellstrom der Halbstromkreise verbunden sind, wobei der Former mit seinem Ausgang mit den Eingängen für die Einstellströme der beiden Einheiten zur Stromstabilisierung gekoppelt sind, an deren Eingängen betragsmässig gleiche aber nach dem Vorzeichen entgegengesetzte konstante elektrische Signale vorhanden sind.

Eine derartige Lösung ermöglicht eine Steuerung ohne Fernsehkanal, wobei eine optimale energetische Betriebsart aufrechterhalten wird.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. la, b äussere Kennlinien der Gleichrichter- und der Wechselrichterunterstation und Kennlinien der Kontrollgrösse,

Fig. 2a, b äussere Kennlinien der Gleichrichter- und der Wechselrichterunterstation und Kennlinien der Kontrollgrösse, auf deren Basis der Steuerbereich für die Gleichstromübertragung ermittelt wird,

Fig. 3 eine ähnliche Ausführung wie in Fig. 2 für eine andere Steuerart,

Fig. 4 eine Prinzipschaltung einer unipolaren Gleichstromübertragung wie vorgeschlagen,

Fig. 5 eine Schaltung eines Sollwertreglers,

Fig. 6 eine ähnliche Schaltung wie in Fig. 5 mit einer Einheit zur Stromstabilisierung,

Fig. 7 eine weitere Schaltung eines Sollwertreglers und Fig. 8 eine Schaltung eines Sollwertreglers zur Steuerung einer bipolaren Gleichstromübertragung.

Das Verfahren zur Steuerung einer Hochspannungs-Gleichstromübertragung sieht vor, dass in einer Gleichrichter- und Wechselrichterunterstation der vorgegebene Stromwert durch Regelung der gleichgerichteten Spannung in der Weise aufrechterhalten wird, dass wenn in der Gleichrichterunterstation der Strom über den Vorgabewert steigt, so die Spannung verringert, und wenn der Strom unter den Vorgabewert abfällt, so die Spannung vergrössert wird, und in der Wechselrichterunterstation umgekehrt, nämlich wenn der Strom über den Vorgabewert steigt, so die Spannung vergrössert, und wenn der Strom unter den Vorgabewert abfällt, so die Spannung verringert wird. Hierbei wird in der anderen Umformerunterstation durch Spannungsregelung der maximale Sollwert von solch einer nach den Parametern der Betriebsart in der gleichen Unterstation formierten Kontrollgrösse aufrechterhalten, dass bei Erreichen des max. Sollwertes dieser Grösse in dieser Unterstation gleichzeitig die höchstmögliche Spannung beim vorgegebenen Stromwert gewährleistet ist, wobei die Änderung der Übergabeleistung bei der Elektroenergieübertragung durch eine Änderung des vorgegebenen Stromwertes in der den Strom regelnden Unterstation verwirklicht wird.

Die Spannungsregelung in der Unterstation, in der der max. Sollwert der Kontrollgrösse aufrechterhalten wird, wird sowohl durch Änderung des Einstellwertes des Schaltwinkels in der Unterstation als auch durch Änderung des Einstellstroms eines in der Unterstation speziell zu diesem Zweck

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

o5

644 719

4

montierten Stromreglers verwirklicht. Hier und im weiteren wird unter einem «Einstellwert» der Vorgabewert eines Parameters der Betriebsart der Elektroenergieübertragung verstanden.

Nun wird die Erfindung an einem Beispiel, in dem der Vorgabewert des Stroms in der Gleichrichterunterstation und der max. Sollwert der Kontrollgrösse in der Wechselrichterunterstation aufrechterhalten wird, behandelt.

In Fig. la, b sind die äusseren Kennlinien der Unterstationen und die Kennlinien der Kontrollgrösse dargestellt. Durch eine gebrochene Kurve 1 (Abschnitt I] — h) ist die äussere Kennlinie UdB (Id) der Gleichrichterunterstation mit einer auf sie bezogenen Energieübertragungsleitung bei einem wahlfreien Einstellwert des Stroms und der EMK der Unterstation, wo Udß = Udu dargestellt (UdB - reduzierte gleichgerichtete Spannung der Gleichrichterunterstation, Id - gleichgerichteter Strom der Elektroenergieübertragung, Udu - gleichgerichtete Spannung der Wechselrichterunterstation) ist. Der Abschnitt Ij der Kennlinie entspricht der Arbeit der Gleichrichterunterstation mit einem minimal zulässigen Schaltwinkel amin, während der Abschnitt h durch die Arbeit des Stromreglers dieser Unterstation bestimmt wird. Der Knickpunkt B der Kennlinie bestimmt den Einstellstrom IyB der Gleichrichterunterstation.

Die äusseren Kennlinien Udu(Id) der Wechselrichterunterstation mit dem Stromregler sind bei einem bestimmten Wert der EMK der Unterstation durch gebrochene Kurven mit Abschnitten 2i, 2i, 2i, 2t für drei verschiedene Einstellströme dargestellt, wobei der Abschnitt 2i der Betriebsart der Wech-selrichterunterstation mit einem minimal zulässigen Löschwinkel 5min entspricht, der Abschnitt 22,2i, 2t durch die Arbeit des Stromreglers der Wechselrichterunterstation bestimmt wird. Die Punkte Ui, U2, Uj legen den Einstellstrom Iyu der Wechselrichterunterstation fest.

Die Kennlinien sind in relativen Einheiten aufgebaut, als Basiswerte werden die Parameter den Nennbetriebes der Gleichrichterunterstation angenommen.

Die Betriebsart der Gleichstromübertragung wird durch den Schnittpunkt A der äusseren Kennlinien der Unterstationen bestimmt, der als Arbeitspunkt A bezeichnet wird. Indem der Einstellstrom Iyu der Wechselrichterunterstation geändert wird, werden die Lage des Arbeitspunktes A (Ai, Ai, A3) und die Betriebsrat der Unterstation geändert.

Die Steuerung der Wechselrichterunterstation erfolgt durch Erreichen der Höchstspannung beim Höchststrom zur gleichen Zeit, weshalb die Kontrollgrösse in dieser Unterstation in Form einer Summe von der Spannung und dem Strom der Wechselrichterunterstation proportionalen Werten formiert wird :

<p = Kv-^+K,-^ (1)

* <T 1(7

wobei

(p Kontrollgrösse

Vdu, Idu Spannung und Strom der

Wechselrichterunterstation V„, I0 Basiswerte von Spannung und Strom Kv, K] Spannung und Strom der

Wechselrichterunterstation gleichzeitig in Signale gleicher Dimension überführende Proportionalitätsfaktoren bezeichnen.

Die Kontrollgrösse <p muss einen max. Sollwert bei der Koinzidenz des Arbeitspunktes A mit dem Knickpunkt B der Kennlinie der Gleichrichterunterstation aufweisen, wozu Kv = I und Ki = I gesetzt werden. In Fig. la sind Linien 3 gleicher Werte der Kontrollgrösse (<p = const) aufgetragen und durch eine Pfeil C die Richtung ansteigender Werte der Grösse (p angedeutet. Die Linien 3 berühren, indem sie die Abschnitte I] und.h schneiden, die Kennlinie der Gleichrichterunterstation in deren Knickpunkt B, in dem die Kontrollgrösse (p den Höchstwert aufweisen wird.

Die Betriebsart der Elektroenergieübertragung für die Wechselrichterunterstation entspricht, wenn die Grösse (p einen Maximalwert aufweist, der Kennlinie der Wechselrichterunterstation mit dem Knickpunkt U2. Hierbei ist der Strom in der Energieübertragungsleitung gleich dem Einstellstrom des Gleichrichters, d.h. Id = IyB, und die Gleichrichterunter-station arbeitet mit einem dem minimal zulässigen Winkel gleichen Schaltwinkel a = amin. In der Wechselrichterunterstation wird also die Spannung maximal bei einem durch die Gleichrichterunterstation vorgegebenen Strom sein.

In den Betriebsverhältnissen mit minimalen Schaltwinkeln kann es sich erweisen, dass der Abschnitt 2i der Kennlinie der Wechselrichterunterstation unterhalb des Abschnitts l! der Kennlinie der Gleichrichterunterstation liegt, und in diesem Fall endet der in der Einstellung des max. Sollwertes der Kontrollgrösse bestehende Steuerungsvorgang bei Erreichen des minimal zulässigen Löschwinkels der Ventile der Wechselrichterunterstation. Hierbei fällt der Arbeitspunkt A mit dem Knickpunkt U der Kennlinie der Wechselrichterunterstation, wie dies in Fig. 1 b gezeigt ist, zusammen.

Indem also in der Wechselrichterunterstation der max. Sollwert der Kontrollgrösse (p aufrechterhalten wird, wird ein optimaler Betrieb der Elektroenergieübertragung eingestellt, wobei die Übergabeleistung ohne Hilfe eines Fernsehkanals nur durch Änderung des Einstellstroms der Gleichrichterunterstation gesteuert wird. Hierbei werden die Energieverluste minimal sein.

Die Kontrollgrösse <p kann in verschiedenen Verfahren geformt werden. Nachstehend wird auf einige Beispiele der Formierung der Grösse <p eingegangen.

In Fig. 2a, b, sind die reduzierte äussere Kennlinie VdB(Id) (gebrochene Kurve mit Abschnitten b, I4) der Gleichrichterunterstation bei einigem fixiertem Einstellwert von Strom und EMK der Unterstation, die Kennlinie 4 und 5 der Wechselrichterunterstation bei konstantem Löschwinkel 8 = const, und bei minimalen Löschwinkel 5 = 8mjn, sowie die die Abhängigkeit der EMK der Unterstation vom Wert des Löschwinkels ihrer Ventile bestimmende kosinusförmige Kennlinie 6 der Wechselrichterunterstation dargestellt, wobei diese letztere Kennlinie 6 in relativen Einheiten aufgebaut und als Basiswinkel 85 = n/2 angenommen wird. Unter Benutzung der Kennlinie 6 ist die reduzierte äussere Kennlinie der Gleichrichterunterstation in Koordinaten 6, Id aufgebaut und weist die Form der Kennlinie 7 mit dem Knickpunkt B auf.

Die Steuerung der Wechselrichterunterstation erfolgt durch gleichzeitiges Erreichen des kleinsten Löschwinkels ihrer Ventile beim grössten Stromwert, weshalb die Kontrollgrösse (p in Form einer Differenz von dem Löschwinkel und Strom proportionalen Werten

<p = Ko %— K, _löu- (2)

öfi Ifi formiert wird,

wobei

Su, Idu Löschwinkel der Ventile und Strom der

Wechselrichterunterstation 8g, Iß Basiswerte vom Winkel bzw. Strom

K5, Ki gleichzeitig die Löschwinkel- und Stromwerte in Signale gleicher Dimension überführende Proportionalitätsfaktoren bedeuten.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

o5

5

644 719

Die Werte der Faktoren Ks, K[ sind in der Weise gewählt, dass Linien 8 gleicher Werte der Kontrollgrösse <p gemäss Ausdruck (2) (cp = const) die beiden Abschnitte 7i, h der Kennlinie 7 schneiden und sie im Punkt B (durch den Pfeil C ist die Richtung ansteigender Werte der Grösse (p angedeutet) berühren.

Dem Minimum der Kontrollgrösse cp entspricht der Zeitpunkt des Zusammenfalls des Arbeitspunktes A mit dem Knickpunkt B der Kennlinie 7 der Gleichrichterunterstation.

In der Beziehung (2) kann man die Werte vom Löschwinkel und Strom durch Einstellwerte vom Winkel und Strom ersetzen, wobei sich das Steuerprinzip für die Wechselrichterunterstation praktisch nicht ändert.

Es wird nachstehend ein Beispiel der Steuerung der Wechselrichterunterstation, wenn die Höchstspannung beim Höchstwert der wechselgerichteten Leistung erreicht und die Kontrollgrösse cp in Form einer Summe von der Spannung und der Leistung der Wechselrichterunterstation proportionalen Werten :

<p = Kv +KP (3)

*5 "5

formiert wird.

Hierin bedeuten:

Vdu, Pdu Spannung und Leistung der Wechselrichterunterstation Vg, P8 Basiswerte der Spannung und Leistung Kv, KP gleichzeitig die Spannungs- und Leistungswerte in Signale gleicher Dimension überführende Proportionaiitätsfaktoren.

In Fig. 2b sind die bei einem Einstellwert von Strom und EMK der Unterstation aufgebaute reduzierte äussere Kennlinie I/VdB(Id) mit den Abschnitten Ij, L der Gleichrichterunterstation sowie Linien 9 gleicher Werte der Kontrollgrösse <p gemäss Ausdruck (3) dargestellt, wobei die Proportionalitätsfaktoren folgenderweise:

Kv = Io, Kp = I

gewählt sind, wo Io = const bezeichnet.

Die Linien 9 stellen Hyperbeln dar, deren Symmetrieachse 10 auf der Id-Achse in einem Punkt mit der Koordinate (-lo) ihren Ursprung nimmt. Mit dem Pfeil C ist die Richtung ansteigender Werte von (p angedeutet.

Der Bereich der max. Sollwertsteuerung der Wechselrichterunterstation ist in diesem Beispiel durch Linien 11 und 12 begrenzt, wobei das Maximum der Kontrollgrösse <p in den schraffierten Bereichen dem Knickpunkt B der Kennlinie 1 der Gleichrichterunterstation nicht entspricht.

Die Linien 11 und 12 werden durch Neigungskoeffizienten gekennzeichnet, die gleich und nach dem Vorzeichen den Neigungskoeffizienten der Abschnitte Ij und I2 der Kennlinie der Gleichrichterunterstation entgegengesetzt sind, wobei vorausgesetzt ist, dass die letzteren konstant und unabhängig von den Betriebsarten mit den Einstellwerten von Strom und Spannung sein werden.

Die Lage dieser Bereiche wird durch die Wahl der Koeffizienten Kv und Kp geregelt und im betrachteten Beispiel derart genommen, dass der Normalbetrieb der Gleichstromübertragung in einem Bereich liegt, wo die Steuerung des max. Sollwertes der Kontrollgrösse <p gemäss Ausdruck (3) den erforderlichen Effekt der Optimierung der Betriebsart der Wechselrichterunterstation erbringt.

Die Formierung der Kontrollgrösse beschränkt sich nicht auf die Ausdrücke (1), (2) und (3) und kann in einem beliebigen anderen Verfahren auf Grund anderer Betriebsparameter der Elektroenergieübertragung unter der Voraussetzung einer

Äquivalenz des erbrachten Effektes verwirklicht werden.

Es ist auch zu betonen, dass die Erfindung sowohl bei der unipolaren als auch bei der bipolaren Gleichstromübertragung ebenso wie bei einer Elektroenergieübertragung mit über zwei Umformerunterstationen verwertet werden kann.

Die Steuerung des max. Sollwertes einer Wechselrichteroder Gleichrichterunterstation bei der bipolaren Gleichstromübertragung erfolgt nach einer Abweichung, weshalb es notwendig ist, die äusseren Kennlinien der Halbstromkreise der einen Unterstation um einen Konstantwert zu verschieben, die Kontrollgrössen der Halbstromkreise miteinander zu vergleichen und nach der erhaltenen Abweichung eine Gegenrückkopplung unter Beachtung der vorgenommenen Verschiebung der Kennlinien der Halbstromkreise der Unterstation herzustellen.

Das betreffende Verfahren setzt voraus, dass die beiden Halbstromkreise mit gleichem Strom normal arbeiten.

Betrachten wir ein Beispiel, wo dervorgegebene Strom-wert am Gleichrichter und der max. Sollwert der Kontrollgrösse am Wechselrichter aufrechterhalten wird. In Fig. 3 ist durch die gebrochene Kurve 1 mit den Abschnitten Ii, I2 die äussere Kennlinie VdB(Id) für die beiden Halbstromkreise der Gleichrichterunterstation wiedergegeben, die auf die Gleichstromklemmen des Wechselrichters in der Weise reduziert ist, dass bei einem Einstellstromwert IyB der Gleichrichterunterstation mit einer EMK VdB = Vdu ist. Die äusseren Kennlinien der Halbstromkreise sind identisch und fallen graphisch zusammen. Durch die gebrochene Kurve 2 mit den Abschnitten 2i, 2i sind die äusseren Kennlinien Vdu (Id) der Halbstromkreise der Wechselrichterunterstation mit einem Stromregler angedeutet, die Kennlinien der beiden Halbstromkreise sind ebenso wie im Falle der Gleichrichterunterstation vereinigt.

Die Kontrollgrösse (p wird entsprechend dem Ausdruck (1) bei Kv= I und Ki = I formiert. In Fig. 3 sind Linien. 13 gleicher Werte der Kontrollgrösse <p = const aufgetragen. Die gebrochene Kurve 14 mit Abschnitten 14i und 142 kennzeichnet Werte der Kontrollgrössen der Halbstromkreise der Wechselrichterunterstation als Funktion des Einstellstroms Iyu dieser Unterstation.

Es wird nachstehend eine Verschiebung AIy der äusseren Kennlinien der Halbstromkreise der Wechselrichteruntersta-tion vorgenommen, wobei z.B. eine folgende Beziehung zwischen den Einstellströmen der Halbleiterkreise des Wechselrichters:

Iyu = Iyu ÄIy

Iju=Iyu-AIy (4)

festgelegt wird,

wobei

Iyu Einstellstrom des ersten Halbstromkreises der

Wechselrichterunterstation Iyu Einstellstrom des zweiten Halbstromkreises der

Wechselrichterunterstation Iyu Einstellstrom der Wechselrichterunterstation

AIyu Konstantwert der Grösse, dass Iyu » AIy > 0

ist,

bezeichnet.

Im Ergebnis der nach Anspruch (4) vorgenommenen Verschiebung weist die äussere Kennlinie der Wechselrichterunterstation für den Einstellstrom Iy0u0 (Knickpunkt «Uo») eine durch gebrochene Kurve 15 und 16 angedeutete Form auf, wobei mit 15 die Kennlinie des ersten und mit 16 des zweiten Halbstromkreises der Wechselrichterunterstation bezeichnet ist. Dann werden die Abhängigkeiten der Kontrollgrössen (p'und cp" der Halbstromkreise des Wechselrichters vom Ein-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

ö5

644 719

6

stellstrom Iyu durch die gebrochene Kurve 17 bzw. 18 dargestellt, das Vorzeichen der Differenz Acp = cp' — cp" gibt eindeutig die Stelle des max. Sollwertes der Grösse <p an.

Im vorliegenden Beispiel wird der Einstellstrom der Wechselrichterunterstation bei A(p > 0 vergrössert und bei A<p<0 verringert. Als Gleichgewichtspunkt des Systems tritt bei solch einer Steuerung der Schnittpunkt 0 der Abhängigkeit des max. Sollwertes <p und cp" auf. Die dem Punkt 0 entsprechenden Arbeitspunkte an den äusseren Kennlinien der Halbstromkreise sind: A' für den Halbstromkreis, A" für den zweiten Halbstromkreis. Die Punkte A', A" liegen an derselben Linie gleicher Wert der Kontrollgrössen der Halbstromkreise, die durch eine Projektion des Punktes D auf die Ordi-natenachse bestimmt wird. Die vorliegende Methode sorgt für die Einstellung des Systems in der Umgebung des optimalen Einstellwertes des Stroms der Wechselrichterunterstation ohne Suchvorgang und zeichnet sich durch die grösste Schnellwirkung aus.

Die ähnliche Steuerung kann erzielt werden, wenn die äussere Kennlinien der Halbstromkreise der Gleichrichterunterstation in Bezug auf die Einstellwerte von Strom und minimalem Schaltwinkel verschoben werden, während in der Wechselrichterunterstation IyUIyU = Iyu wirksam bleibt. Ein Fachmann kann feststellen, dass sich alles oben Betrachtete zweifelsohne auf die Steuerung der Gleichrichterunterstation bezieht, wobei der vorgegebene Stromwert in der Wechselrichterunterstation aufrechterhalten und die Kontrollgrösse <p in der Gleichrichterunterstation gemäss den oben genannten Ausrücken (1), (2) oder (3) formiert wird, worauf deren max. Sollwert aufrechterhalten wird. Hierbei werden die gleichen Vorteile in der Steuerung der Elektroenergieübertragung erzielt, die bereits erwähnt wurden.

Im weiteren wird ein Ausführungsbeispiel der Steuerungsmethode für die Betriebsart der Gleichstromübertragung unter Benutzung einer der Varianten der Regeleinrichtung behandelt, wobei der vorgegebene Stromwert in der Gleichrichterunterstation und der max. Sollwert der Kontrollgrösse (p in der Wechselrichterunterstation aufrechterhalten wird.

Fig. 4 zeigt eine unipolare Gleichstromübertragungsanlage.

Die Gleichrichterunterstation enthält eine Ventilbrücke 19, die über Ventil- und Netzwicklungen des Transformators 20 an Wechselstromschienen 21 des in der Zeichnung nicht aufgezeigten Abgabesystems angeschlossen ist. Im Stromkreis des gleichgerichteten Stroms liegt die Abzweigdrosselspule 22, in dieser Unterstation sind ein System 23 zur Phasensteuerung des Schaltwinkels der Ventile der Brücke 19, das mit einem Messtransformator 24 für die Wechselspannung verbunden ist, und ein Stromregler 25 montiert, an dessen einem Eingang 26 ein Gleichstromsignal von einem im Stromkreis des gleichgerichteten Stroms liegenden Gleichstrom-Mess-transformator 27 und an dessen anderem Eingang 28 ein Einstellstromsignal IyB der Unterstation eintrifft.

Der Einstellstrom IyB kann manuell oder automatisch, beispielsweise durch eine in der Zeichnung nicht gezeigte Einrichtung zur Leistungsregelung, vorgegeben werden.

Der Ausgang des Stromreglers 25 ist mit einem Eingang 29 einer Einrichtung 30 zur Vorgabe des Einstellwertes des Schaltwinkels verbunden, deren Ausgang mit dem Eingang des Systems 23 zur Phasensteuerung gekoppelt ist, während auf den zweiten Eingang 31 der Einrichtung 30 ein dem Einstellwert amin des Schaltwinkels der Gleichrichterunterstation entsprechendes Signal gegeben wird. Der Stromregler 25 enthält eine Reihenschaltung aus einem Verstimmungselement 32, dessen Eingänge als Eingänge 28 und 26 des Reglers auftreten, einem Verstärker 33 und einem Begrenzer 34, wobei die Kennlinie des Begrenzers 34 derart gewählt ist, dass der Einstellwert des Schaltwinkels in Bezug auf amjn nur ansteigt.

Die Wechselrichterunterstation enthält eine Ventilbrücke 35, einen mit den Netzwicklungen an Wechselstromschienen 37 des in der Zeichnung nicht gezeigten Empfangssystems und mit den Ventilwicklungen an die Ventilbrücke 35 angeschlossenen Umformertransformator 36. In der Unterstation gibt es eine Abzweigdrosselspule 38 im Stromkreis des gleichgerichteten Stroms und ein System 39 zur Phasensteuerung des Schalt- oder Löschwinkels der Ventile der Brücke 35, das mit einem Wechselspannungs-Messtransformator 40 und mit einem im Stromkreis der Ventilwicklungen des Umformertransformators 36 liegenden Wechselstrom-Messtransformator 41 gekoppelt ist.

In der Wechselrichterunterstation ist ein Regler 42 für den max. Sollwert angeordnet, dessen einer Eingang 43 mit einem Gleichstromtransformator 44 der Wechselrichterunterstation und zweiter Eingang 45 mit einem zwischen dem Pol und der Erde der Unterstation liegenden und die gleichgerichtete Spannung der Unterstation mesenden Hochspannungsteiler

46 verbunden ist.

Der Transformator 44 und der Spannungsteiler 46 stellen einen Strom- bzw. Spannungsgeber dar.

Der Ausgang des Sollwertreglers 42 ist mit einem Eingang

47 einer Einrichtung 48 zur Vorgabe des Einstellwertes des Löschwinkels 5y der Ventile der Brücke 35 gekoppelt, an deren zweiten Eingang 49 ein dem minimal zulässigen Winkel 8y min proportionales Signal eingespeist wird.

Der Regler 42 ist derart eingestellt, dass er den Einstellwert des Löschwinkels 5y in Bezug auf §y m;n nur vergrössert. Der Regler 42 weist einen Former 50 für die Kontrollgrösse, dessen Eingänge die Eingänge 43 und 45 des Reglers 42 darstellen, einen mit einem Eingang an den Ausgang des Formers 50 angeschlossenen Summator 51, einen an den Ausgang des Summators 51 angeschlossenen Optimierer 52 für die Kontrollgrösse und einen Diskriminator 53 für eine Steuereinwirkung auf, dessen Eingang mit dem Ausgang des Optimierers 52 und dessen Ausgänge mit dem zweiten Eingang des Summators 51 und mit dem Eingang 47 der Einrichtung

48 zur Vorgabe des Einstellwertes des Löschwinkels gekoppelt sind.

Der Former 50 für die nach den Betriebsparameter der Wechselrichterunterstation gemäss einem der genannten Gesetze (1) oder (3) formierte Kontrollgrösse ist über einen der Eingänge an einen Gleichspannungsgeber, d.h. an den Spannungsteiler 46, angeschlossen, während gemäss Gesetz (2) sein Eingang an einen Geber für den Löschwinkel der Unterstation angeschaltet ist. In der Zeichnung ist die erste Anschlussvariante des Formers 50 dargestellt.

Im einfachsten Fall stellt der Former 50 einen Summator dar. Es ist möglich, den Former 50 und den Summator 51 in Form einer Summierungseinheit auszuführen.

Der Optimierer 52 führt die Funktion der Aufrechterhaltung eines Maximal- oder Minimalwertes der Kontrollgrösse aus, und als derartiger Optimierer gelangt ein Schritt-Einka-naloptimierer proportionaler Wirkung zum Einsatz, der beispielsweise in einem Buch von I.A. Rasstrigin «Systeme für Extremalsteuerung», Moskau, 1974, S. 582 bis 586, veröffentlicht ist.

Der Diskriminator 53 für eine Steuereinwirkung ist zur Begrenzung der Steuereinwirkung des Reglers 42 auf einen vorgegebenen Bereich, zur Erkennung der Überschreitung der festgelegten Begrenzung durch ein Signal vom Ausgang des Optimierers 52 und zur Abgabe eines einer derartigen Überschreitung proportionalen Wertes an einem getrennten Ausgang vorgesehen.

Es ist eine Ausführungsform der Erfindung möglich, wo auf den Eingang des Formers 50 für die Kontrollgrösse ein Schaltwinkel oder ein Einstellwert des Schaltwinkels der entsprechenden Unterstation gegeben wird, wobei der Eingang

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

ö5

7

644 719

des Formers 50 in diesem Fall mit einem Geber für den Schaltwinkel der Unterstation verbunden wird, der konstruktiv dem System zur Phasensteuerung des Schaltwinkels der Unterstation angehört und in der Zeichnung getrennt nicht aufgeführt ist.

Die Regeleinrichtung zur Steuerung der Betriebsart der Elektroenergieübertragung arbeitet wie folgt.

Der schnellwirkende Stromregler 25 stellt entweder einen dem Vorgabestrom IyB gleichen Übertragungsstrom oder einen dem minimalen Winkel ay min gleichen Schaltwinkel der Ventilbrücke 19 in Abhängigkeit vom laufenden Spannungsverhältnis an den Wechselstromschienen 21 und 37 des Abgabe- und des Empfangssystems und der gleichgerichteten Spannung der Wechselrichterunterstation ein. Der Regler 42 verwirklicht eine Suche und Einstellung des optimalen Löschwinkels der Wechselrichterunterstation, bei dem der Übertragungsstrom gleich dem vorgegebenen in der Gleichrichterunterstation ist und die Spannung am höchsten liegt.

Hierbei sind zwei Betriebsarten möglich.

Wenn nach den Bedingungen der laufenden Betriebsart das Abgabe- und des Empfangssystems sowie der Energieübertragungsleitung selbst der optimale Löschwinkel der Wechselrichterunterstation grösser als der minimal zulässige ist, stellt der Optimierer einen max. Sollwert am Ausgang des Formers 50 ein, indem er auf dieses Signal über ein Steuerungsobjekt einwirkt.

Angenommen sei, dass der ursprüngliche Löschwinkel der Wechselrichterunterstation kleiner als der optimale, grösser aber als der minimal zulässige Winkel ist, d.h. der Arbeitspunkt liegt auf dem Abschnitt a = amin = const der äusseren Kennlinie der Gleichrichterunterstation. Dann wird das Signal vom Optimierer positiv sein und an dem mit der Einrichtung 48 gekoppelten Ausgang des Diskriminators 53 anliegen, während am anderen Ausgang des Diskriminators das Signal ausbleibt. Der Stromregler 42 wird den Löschwinkel der Wechselrichterunterstation vergrössern, weil die Kontrollgrösse infolge der durch die Vergrösserung des Löschwinkels verursachten Stromzunahme und Spannungssenkung ansteigt. Bei Erreichen des Einstellstroms der Gleichrichterunterstation durch den Strom bewirkt die weitere Vergrösserung des Löschwinkels der Wechselrichterunterstation nur eine Spannungssenkung, denn der Stromregler der Gleichrichterunterstation wird die Spannung senken, indem er einen Stromanstieg zu verhindern sucht. Die Kontrollgrösse am Ausgang des Formers 50 fängt abzunehmen an, was eine Reversierung von Schritten des Optimieres 52 hervorrufen wird. Nach der Feststellung der genauen Lage des Maximums der Kontrollgrösse hält der Optimierer an.

Wenn der optimale Löschwinkel der Wechselrichterunter-station nach den Bedingungen der laufenden Betriebsart kleiner als der minimal zulässige Winkel ist, sucht der Optimierer 52, indem er den minimal zulässigen Löschwinkel einstellt, ihn noch weiter zu verringern und führt die Arbeit in den Bereich negativer Werte des Ausgangssignals über, wobei er zum gleichen Zeitpunkt durch den Diskriminator 53 von der Unterstation abgeschaltet wird. Hierbei tritt das Signal des Optimierers 52 an dem Ausgang des Diskriminators 53 auf, der mit dem Summator 48 verbunden ist.

Vom Ausgang des Diskriminators 53 gelangt das Signal in den Summator 51 mit einem Vorzeichen, dass das auf den Eingang des Optimierers 52 vom Former 50 gelieferte Ausgangssignal verringert, falls der Optimierer 52 auf die Aufrechterhaltung des Maximums der Kontrollgrösse <p arbeitet, und vergrössert wird, falls der Optimierer 52 das Minimum der Kontrollgrösse cp aufrechterhält. Die Gegenrückkopplung im Regler 42 sorgt also für die Aufrechterhaltung des Ausgangssignals des Optimierers 52 auf dem Niveau der Grenze der Regelfähigkeit des Reglers und der Unterstation.

In Fig. 5 bis 7 sind Ausführungsformen des Reglers 42 wiedergegeben.

Der gleichzeitig als Ausgang des Reglers 42 dienende Ausgang des Diskriminators 53 (Fig. 5) ist mit einem der Eingänge des Formers 50 für die Kontrollgrösse verbunden, an dessen zweiten Eingang ein Signal vom Gleichstromgeber der Unterstation (nicht gezeigt) eintrifft. Hierbei synthesiert der Former 50 die Kontrollgrösse cp in Übereinstimmung mit dem Gesetz (2), in dem die einer Differenz aus dem Einstellwert des Schaltwinkels der Unterstation und dem minimal zulässigen Wert dieses Winkels gleiche Steuereinwirkung ausgenutzt wird.

Der Regler, dessen Schaltung in Fig. 6 dargestellt ist, weist eine ein Vergleichselement 55 und einen Abweichungsverstärker 56 enthaltende Einheit 54 zur Stromstabilisierung auf. Der Eingang 57 für den Einstellstrom der Einheit 54 ist mit dem Ausgang des Optimierers 52 und der Stromeingang 58 der Einheit 54 mit dem Ausgang des Formers 50 verbunden, der mit dem Gleichstromgeber der Unterstation gekoppelt ist.

Der Ausgang der Einheit 54 zur Stromstabilisierung ist mit dem Eingang des Diskriminators 53 für eine Steuereinwirkung verbunden. Die Charakteristik des Versträkers 56 kann nichtlinear sein. In dieser Ausführungsform entspricht das Ausgangssignal des automatischen Optimierers 52 dem Einstellstrom der Unterstation.

Im Unterschied zu der in Fig. 6 gezeigten Variante ist der Stromeingang des Formers 50 in Fig. 7 mit dem Ausgang des Optimierers 52 verbunden und sein Eingang mit dem Eingang des Optimieres 52 unmittelbar gekoppelt. Der Stromeingang 58 der Einheit 54 ist mit dem Gleichstromgeber der Unterstation verbunden. Der Former 50 formt die Kontrollgrösse cp gemäss Ausdruck (2) auf Grund der Einstellwerte des Stroms und des Schaltwinkels der Unterstation.

In Fig. 8 ist eine Regeleinrichtung zur Steuerung der Betriebsart der bipolaren Gleichstromübertragung dargestellt. Die Einrichtung enthält in jedem Halbstromkreis Former 59, 60 für die Kontrollgrösse, Einheiten 61, 62 zur Stromstabilisierung, Diskriminatoren 63 und 64 für eine Steuereinwirkung und einen den beiden Halbstromkreisen gemeinsamen Summator 65 und Former 66 für einen Einstellstrom der Unterstation.

Die Eingänge 67 und 68 der Einrichtung sind an die Gleichstromgeber der Unterstation und die Ausgänge 69 und 70 an die Einrichtungen zur Vorgabe des Einstellwertes des Schaltwinkels der Unterstation des ersten bzw. zweiten Halbstromkreises angeschlossen.

Die Signale von den Gleichstromgebern der Halbstromkreise gelangen auf die Eingänge 67 und 68 in Form einer Gleichspannung positiver Polarität, an den Ausgängen 69 und 70 werden Spannungssignale auch positiver Polarität ausgebildet.

Zur Verschiebung der Kennlinien der Halbstrorfikreise ist an den Eingängen 71 und 72 der Einheiten 61 und 62 ein und dasselbe Signal ÀV > 0 von einer in der Zeichnung nicht angedeuteten Spannungsquelle eingegeben; dieses Signal wird zu einem dem Einstellstrom entsprechenden auch positiven Signal im ersten Halbstromkreis addiert und vom ähnlichen Signal im zweiten Halbstromkreis subtrahiert.

Als Kontrollgrössen (p', (p" der Halbstromkreise wird eine Differenz von dem Strom und der Steuereinwirkung der Einrichtung auf den jeweiligen Halbstromkreis proportionalen Werten angenommen.

Die Former 59 und 60 ebenso wie die Einheiten 61 und 62 zur Stromstabilisierung sind analog in verschiedenen Halbstromkreises aus jeweiligen Operationsverstärkern 73 und 74 aufgebaut, die Eingangswiderstände 75, 76, 77 bzw. 78, 79 und Widerstände 80 bzw. 81 im Rückkopplungskreis der Verstärker 73 und 74 aufweisen.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

o5

644 719

8

Die Diskriminatoren 63, 64 in verschiedenen Halbstromkreisen sind auch analog aus Dioden 82, 83 und einem Operationsverstärker 84 mit einem Eingangswiderstand 85 und Widerständen 86, 87 im Rückkopplungskreis aufgebaut.

Der den beiden Halbstromkreisen gemeinsame Summator

65 stellt einen Operationsverstärker 88 mit einem Eingangswiderstand 89 und 90 und einem Widerstand 91 im Rückkopplungskreis dar.

Zur Erhöhung der Genauigkeit der Steuerung ist der Former 66 für einen Einstellstrom der Unterstation in Form eines Integrators aus einem Operationsverstärker 92 mit einem Kondensator 93 und einer Diode 94 im Rückkopplungskreis und mit einem Eingangswiderstand 95 aufgebaut.

Die Schaltung der Regeleinrichtung nach Fig. 8 setzt die Anordnung der Einrichtung in der Wechselrichterunterstation ebenso wie die Tatsache voraus, dass die Signale von den Stromgebern der Halbstromkreise auf die Eingänge 67, 68 in Form von Gleichspannungen positiver Polarität gelangen und die Einrichtungen zur Vorgabe von Einstellwerten der Schaltwinkel der Halbstromkreise die Einstellwerte bei Auftreten von Spannungssignalen positiver Polarität an den Ausgängen 69, 70 des Signalreglers vergrössern.

Das weiteren wird die Arbeit der Einrichtung in den Betriebsarten des Objekts, für die die Bedingung: Id < Iyu erfüllt wird, behandelt. Dieser Fall ist in Fig. la dargestellt.

Bei diesem Betrieb werden an den Ausgängen der Einheiten zur Stromstabilisierung nach dem Vorzeichen negative Signale anliegen. Diese Signale werden durch Verstärker 84 der Diskriminatoren 63, 64 für eine Steuerwirkung invertiert und an den mit den Dioden 82 gekoppelten positiven Ausgängen der Diskriminatoren 63, 64 abgegeben. An den andern mit den Dioden 83 gekoppelten Ausgängen der Diskriminatoren 63, 64 werden die Signale im betrachteten Betrieb ausbleiben.

Es sei angenommen, dass der durch den Former 66 erzeugte Einstellstrom Iy derart ist, dass die Arbeitspunkte der Halbstromkreise auf den Abschnitten I der Kennlinie der Halbstromkreise der Gleichrichterunterstation liegen. Hierbei wird der Strom des ersten Halbstromkreises grösser als der Strom des zweiten Halbstromkreises und die Signale an den Ausgängen 69,70 werden ungefähr gleich sein, denn auf dem Abschnitt 1 der Kennlinie des Gleichrichters werden grosse Stromänderungen durch geringe Änderungen der Schaltwinkel hervorgerufen. Das Signal des Formers 59 für die Kontrollgrösse wird daher positiver (oder weniger negativ) als das Signal des Formers 60, das Signal am Ausgang des Summators 65 wird negativ sein, während der Integrator des Formers

66 die Grösse seines Ausgangssignals, d.h. den Einstellstrom der Unterstation, steigern wird, wobei dieser sich dem Einstellstrom der Gleichrichterunterstation nähern wird.

Ist der Anfangswert des Einstellstroms Iy derart, dass die Arbeitspunkte der Halbstromkreise auf den Abschnitten h der Kennlinie der Halbstromkreise der Gleichrichterunterstation liegen, werden die Stromwerte der Halbstromkreise ungefähr gleich sein, was darauf zurückzuführen ist, dass die Einstellströme der Halbstromkreise gleich sind und das Signal am Ausgang 69 grösser als das Signal am Ausgang 70 wegen verschiedener Einstellströme der Halbstromkreise der Wechselstromkreise der Wechselrichterunterstation sein wird. Hierbei wird das Ausgangssignal des Formers 59 weniger positiv (oder mehr negativ) als das Signal des Formers 60, das Signal am Ausgang des Summators 65 wird positiv sein, während der Integrator des Formers 66 die Grösse seines positiven Ausgangssignals verringern und dadurch den Einstellstrom der Wechselrichterunterstation an den Einstellstrom der Gleichrichterunterstation näher bringen wird. Der Vorgang der Integration durch den Integrator kommt dann zum Abschluss, wenn das Signal am Ausgang des Summators 65

gleich Null und die Signale der Former 59 und 60 für die Kontrollgrössen der Halbstromkreise gleich sein werden, was erst dann möglich, ist, wenn der Arbeitspunkt des ersten Halbstromkreises auf dem Abschnitt I2 der Kennlinie des ersten Halbstromkreises der Gleichrichterunterstation der Arbeitspunkt des zweiten Halbstromkreises auf Abschnitt I] der Kennlinie des zweiten Halbstromkreises liegen wird. Die Änderung des Einstellstroms der Gleichrichterunterstation nach beliebiger Seite veranlasst eine Gleichgewichtsstörung der Signale der Former 59,60 und eine erneute Einschaltung des Integrators des Formers 66 in die Arbeit.

Bei einer Verringerung der Wechselspannung des Abgabesystems im Falle eines Kurzschlusses erhöht die Regeleinrichtung stets den Einstellstrom der Wechselrichterunterstation, weil sich die Arbeitspunkte der beiden Halbstromkreise hierbei auf den Abschnitten I der Kennlinie der Halbstromkreise der Gleichrichterunterstation erweisen, und bewahrt also die Übertragung vor seiner Löschung.

Des weiteren wird die Arbeit der Regeleinrichtung in einem Betrieb, wo Id> Iyu ist, behandelt. In diesem Fall liegen die Arbeitspunkte der Halbstromkreise der Übertragungsleitung auf den Abschnitten 2i den Kennlinien der Halbstromkreise der Wechselrichterunterstation. Am Ausgang der Stabilisierungseinheiten 61 und 62 liegen positive Signale an, die an den mit den Dioden 83 gekoppelten negativen Ausgängen der Diskriminatoren 63, 64 abgegeben werden, während die Signal an den Ausgängen 69 und 70 des Reglers gleich Null sind. Da die Strome der Halbstromkreise gleich sind, weil sie durch die gleichen Einstellströme der Halbstromkreise der Gleichrichterunterstation festgelegt werden, wird das Signal des Diskriminsators 63 weniger negativ als das Signal des Diskriminators 64 und das Signal des Formers 59 mehr positiv (oder weniger negativ) gegenüber dem Signal des Formers 60 sein.

Unter diesen Verhältnissen ist das Ausgangssignal des Summators 65 negativ und der Integrator wird den positiven Wert des Signals am Ausgang des Formers 66 vergrössern, wodurch der Einstellstrom der Wechselrichterunterstation vergrössert und in Einklang mit dem Einstellstrom der Gleichrichterunterstation gebracht wird.

Zur Ausnutzung der Regeleinrichtung nach Fig. 8 in der Gleichrichterunterstation ist es erforderlich, das Stromsignal in den Einheiten 61 und 62 zur Stromstabilisierung auf den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 74 und das einzustellende Stromsignal samt einem Verschiebungssignal auf den Wiederholungseingang des Verstärkers 74 und gleichzeitig das Ausgangssignal des Formers 59 auf den Wiederholungseingang des Verstärkers 88 und das Signal des Formers 60 auf den invertierenden Eingang des Verstärkers 88 des Summators 65 zu geben.

Die vorliegende Erfindung gestattet es, die Steuerung der Betriebsart der Elektroenergieübertragung ohne Hilfe eines Fernsehkanals vorzunehmen und die vorteilhafteste energetische Betriebsart unter höchstmöglicher Übertragungsspan-nung und minimalen Blindleistungsverbrauch durch die angeschlossenen Wechselstromsysteme im Gange zu halten.

Die Auswertung der betreffenden Erfindung erlaubt es, die Energieverluste bei der Gleichstromübertragung und in den angeschlossenen Systemen geringer zu halten, die Betriebszuverlässigkeit der Gleichstromübertragung zu erhöhen und die mit Bau- und Unterhaltungskosten von Fernleitungen zwischen den Unterstationen zusammenhängenden Ausgaben zu senken.

Bei Vorhandensein der Regeleinrichtung nimmt der Nenn-Zündverzögerungswinkel der Gleichrichterunterstation auf ~5° el. ab, was die Blindleistungsaufnahme um 10 bis 15% herabsetzt und die Übertragungsspannung um etwa 1% erhöht.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

o5

G

3 Blatt Zeichnungen

Claims

644 719

1. Steuerungsverfahren zur Hochspannung-Gleichstromübertragung durch Spannungsregelung in einer Gleichrichter-und Wechselrichterunterstation zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Stromwertes in der Weise, dass in der Gleichrichterunterstation bei einem Stromanstieg über den Vorgabewert die Spannung verringert und bei einem Stromabfall ver-grössert und in der Wechselrichterunterstation die Spannung bei einem Stromanstieg über den Vorgabewert vergrössert und bei einem Stromabfall verringert wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einer der Unterstationen eine Kontrollgrösse bestimmt wird, deren Istwert (26) mit einem als Funktion von Parametern der jeweiligen Betriebsart der Unterstation gegebenen Sollwert (28) verglichen und durch die Abweichung ein Steuersignal (29) zur Beëinflussung der Spannung gebildet wird, so dass der maximale Sollwert sich bei gleichzeitig auftretender höchstmöglicher Spannung bei einem gegebenen Stromwert ergibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung der Spannung der Unterstation der Strom der gleichen Unterstation beeinflusst wird.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei bipolarer Gleichstromübertragung mit gleicher Belastung der Halbstromkreise zur Aufrechterhaltung des maximalen Sollwertes der Kontrollgrössen der Halbstromkreise die äusseren Kennlinien der Halbstromkreise der Umformerunterstationen um einen bestimmten Konstantwert verschoben werden, wonach die für die beiden Halbstromkreise formierten Kontrollgrössen verglichen und die Abweichungen der Kontrollgrössen ermittelt werden (Fig. 8).

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Kontrollgrösse ein Messwert bestimmt wird, welcher proportional dem Strom und der Spannung derjenigen Unterstation ist, in der der maximale Sollwert der Kontrollgrösse aufrechterhalten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Kontrollgrösse ein Messwert bestimmt wird, welcher proportional dem Strom bzw. dem Einstellstrom und dem Schalt- oder Löschwinkel bzw. dem einzustellenden Schalt- oder Löschwinkel der Ventile derjenigen Unterstation ist, in der der maximale Sollwert der Kontrollgrösse aufrechterhalten wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Kontrollgrösse ein Wert bestimmt wird, welcher proportional der Leistung bzw. Spannung derjenigen Unterstation ist, in der der maximale Sollwert der Kontrollgrösse aufrechterhalten wird.

7. Regeleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit Phasensteuerung des Schaltwinkels der Unterstationen, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einer Unterstation einen Former für die Kontrollgrösse aufweist, dessen erster Eingang mit einem Stromgeber (44) verbunden ist und dessen zweiter Eingang (45) zur Aufnahme eines Signals dient, welches einer gleichgerichteten Spannung entspricht oder mit einem Geber für den Schaltwinkel gekoppelt ist, dass ein Summator (51) vorhanden ist, dessen Eingang mit dem Ausgang des Formers (50) für die Kontrollgrösse und dessen Ausgang mit einem Optimierer (52) gekoppelt ist, welcher Optimierer (52) mit einem Diskriminator (53) zur Steuerung in Verbindung steht, dessen Eingang mit dem Ausgang des Optimierers (52) und dessen Ausgänge mit dem zweiten Eingang des Summators (51) und mit dem Eingang der Schaltung zur Phasensteuerung (39) des Schaltwinkels der Unterstation gekoppelt sind (Fig. 4).

8. Regeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Eingang des Formers (50) für die Kontrollgrösse auch mit demjenigen Ausgang des Diskrimi-nators zur Steuerung verbunden ist, der mit der Schaltung zur

Phasensteuerung (39) des Schaltwinkels der Unterstation gekoppelt ist (Fig. 5).

9. Regeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einheit (54) zur Stromstabilisierung mit einem Vergleichselement (55) und mit einem Abweichungsverstärker (56) aufweist, wobei der Eingang (58) der Einheit zur Stromstabilisierung (54) mit dem Eingang des Formers (50) für die Kontrollgrösse und der Eingang (57) für den Einstellstrom der Einheit (54) mit dem Ausgang des Optimierers (52) zusammengeschaltet und der Ausgang der Einheit (54) mit dem Eingang des Diskriminators (53) zur Steuerung verbunden ist (Fig. 6).

10. Regeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromeingang des Formers (50) für die Kontrollgrösse mit dem Ausgang des Optimierers (52) und sein Ausgang unmittelbar mit dem Eingang des Optimierers (52) verbunden ist (Fig. 7).

11. Regeleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der bipolaren Gleichstromübertragung mit zwei Halbsteuerkreisen in jedem Halbstromkreis eine Einheit (61, 62) zur Stromstabilisierung, ein Former (59,60) für die Kontrollgrösse und ein Diskriminator (63,64) zur Steuerung sowie ein Summator (65) vorhanden ist, dessen Eingänge mit den Ausgängen der beiden Former (59, 60) für die Kontrollgrösse und dessen Ausgang mit einem Former (66) für den Einstellstrom der Halbstromkreise verbunden sind, wobei der Former (66) mit seinem Ausgang mit den Eingängen für die Einstellströme der beiden Einheiten (61, 62) zur Stromstabilisierung gekoppelt sind, an deren Eingängen betragsmässig gleiche aber nach dem Vorzeichen entgegengesetzte konstante elektrische Signale vorhanden sind (Fig. 8).