DE19544777C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung von Stromrichterstationen eines HGÜ-Mehrpunktnetzes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur Regelung von n Stromrichterstationen eines HGÜ-Mehrpunktnetzes.

Es ist ein "Regelungskonzept für eine Multiterminal-Hochspan­ nungs-Gleichstrom-Übertragung" (Tagungsband East West Energy Bridge, International Conference, Warschau, 24.-25.10.1995) bekannt, die aus einem übergeordneten Masterregler und den stationseigenen Regelfunktionen besteht. Das Multiterminal-System besteht aus insgesamt fünf bipolaren Stromrichtersta­ tionen, die durch zwei parallele Gleichstrom-Freileitungen pro Pol verbunden sind. Die Hauptaufgabe der übergeordneten Regelung besteht in der Koordination der Leistungs- und Strom-Sollwerte für den stationären Betriebspunkt. Beim Aus­ fall einer Stromrichterstation soll das System stabil blei­ ben, auch wenn die Kommunikation zwischen dem Masterregler und den Stromrichterstationen zeitweilig unterbrochen ist. Diese übergeordnete Regelung summiert die Leistungs-Sollwerte auf. Sollte diese Summe ungleich Null sein, so wird der Feh­ ler entsprechend von Gewichtungskoeffizienten auf die ver­ schiedenen Stromrichterstationen aufgeteilt. Die Koeffizien­ ten sind frei wählbar, wobei ihre Summe gleich Eins sein muß. Aus den so ermittelten Leistungs-Sollwerten werden die Strom-Soll­ werte für die einzelnen Stromrichterstationen ermittelt, indem die Leistungs-Sollwerte durch den Gleichspannungs-Ist­ wert der jeweiligen Station dividiert wird. Da die Leistungs­ verluste in der Regel nicht genau vorausberechnet werden kön­ nen und deshalb bei der Bestimmung der Leistungs-Sollwerte nicht berücksichtigt wurden, werden die Strom-Sollwerte nach dem Dividieren in der Regel in der Summe nicht Null ergeben. Ahnlich wie bei der Ermittlung der Leistungs-Sollwerte werden deshalb die Strom-Sollwerte über eine Regelschleife justiert, so daß die Stromsumme aller Gleich- und Wechselrichter Null ist. Die Gewichtungsfaktoren werden so eingestellt, daß die Summe Eins ist.

Die Stationsregelung, wie sie in jeder Stromrichterstation vorhanden ist, besteht aus zwei Stromregelpfaden und zwei Spannungsregelpfaden sowie einem Minimalstromregler. Die mo­ mentan aktive Regeldifferenz wird über eine Kombination aus Minimal- und Maximalausfallblöcken ermittelt. Bei diesem Re­ gelungskonzept darf nur eine Stromrichterstation spannungsbe­ stimmend sein, d. h., nur ein Gleichrichter oder ein Wechsel­ richter arbeitet in diesem Betriebszustand. Welcher Strom­ richter dafür am besten geeignet ist, hängt von der speziel­ len Systemkonfiguration ab. Bei den im Arbeitspunkt stromge­ regelten Wechselrichtern stehen zwei Kennlinien-Alternativen zur Verfügung. Zum einen kann bei Systemstörungen mit abge­ senkter Gleichspannung mit Konstantspannungsregelung am Wech­ selrichter gearbeitet werden. Die zweite Alternative arbeitet mit einem Stromregler. Bei dieser Alternative wird der Strom-Soll­ wert im Bereich abgesenkter Gleichspannung über eine VDCOL-Funktion (Voltage Dependent Current Order Limit) abge­ senkt. Welche der beiden Möglichkeiten günstiger ist, muß durch Simulationsrechnung für eine spezielle Systemkonfigu­ ration ermittelt werden. Bei dem vorgestellten Multiterminal-System wird die spannungsbestimmende Funktion von einer Stromrichterstation, die als Gleichrichter betrieben wird, wahrgenommen. Alle anderen Stationen werden im stationären Arbeitspunkt stromgeregelt betrieben. Die beiden Wechselrich­ terstationen arbeiten im Bereich abgesenkter Gleichspannung stromgeregelt mit einer VDCOL-Funktion.

Bei diesem bekannten Regelungskonzept für eine Multiterminal-HGÜ, bestehend aus fünf Stromrichterstationen, kann nicht vorausgesagt werden, wie die Regelung einer n-ten Stromrich­ terstation aussehen wird, wenn n Stromrichterstationen in einem Gleichstrom-System miteinander arbeiten sollen. Außer­ dem ist das Regelungskonzept sehr aufwendig aufgebaut und be­ nötigt jeweils zwischen dem übergeordneten Masterregler und einer stationseigenen Regelung eine Telekommunikation. Über diese kostspielige Telekommunikation werden Soll- und Istwer­ te ausgetauscht. Ferner weisen die stationseigenen Regelungen jeweils mehrere Regelungsarten auf, wobei mittels einer Reg­ ler-Ablösung eine entsprechende Regelart ausgewählt wird.

Die Regelart-Ablösung, die übergeordnete Regelung und die Te­ lekommunikation verschlechtern das dynamische Verhalten des gesamten Gleichstrom-Systems der Multiterminal-HGÜ und können auch die Stabilität der angeschlossenen Drehstrom-Systeme be­ einträchtigen.

Aus der DE 44 20 600 C1 ist eine koordinierte Vektorregelung für eine Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Anlage be­ kannt. Bei dieser koordinierten Vektorregelung wird für die in der Betriebsart "Gleichrichter" betriebene Stromrichter­ station in Abhängigkeit einer zu übertragenden Leistung und eines gemessenen Gleichspannungs-Istwertes ein Sollwertepaar für Strom und Spannung generiert und mit einem ermittelten Istwertepaar für Strom und Spannung verglichen. Die erzeugten Regelabweichungen werden aufsummiert. Aus diesem Summensignal wird ein Signal derart generiert, daß die Summe der Regelab­ weichung Null wird. Für die in der Betriebsart "Wechsel­ richter" betriebene Stromrichterstation wird in Abhängigkeit der zu übertragenden Leistung und eines Löschwinkel-Sollwer­ tes ein Sollwertepaar für Strom und Spannung generiert, das mit einem ermittelten Istwertepaar verglichen wird. Die Re­ gelabweichungen werden voneinander subtrahiert. Aus diesem Differenzsignal wird ein Steuersignal derart generiert, daß die Differenz der Regelabweichungen Null wird. Dieses koordinierte Vektor-Regelverfahren weist Sollwertepaare für Strom und Spannung auf, die sowohl die Ziele des Wechselrich­ ters als auch die Ziele des Gleichrichters berücksichtigen.

Das Sollwertepaar des Wechselrichters ist also so bestimmt, daß es den Löschwinkel regelt und gleichzeitig die Leistung einhält, die vom Gleichrichter zur Verfügung gestellt wird. Die erzeugte Regelcharakteristik des Wechselrichters ent­ spricht dabei der Charakteristik eines Widerstandsreglers mit einer positiven Steigung. Die Charakteristik der Regelung für den Gleichrichter nach dem Vektor-Regelverfahren ist für ein Sollwertepaar im Nennpunkt die Tangente zur zugehörigen Lei­ stungs-Hyperbel der Soll-Leistung. Dadurch ergibt sich, daß die Vektorregelung vom Prinzip her Spannungsveränderungen am Wechselrichter toleriert, wenn die verursachten Leistungsän­ derungen auf der Tangente liegen. Durch diese Ausbildung der beiden Kennlinien ist ein stabiler Arbeitspunkt gegeben.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung von n Stromrichterstationen eines HGÜ-Mehrpunktnetzes anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An­ spruches 1 bzw. 6 gelöst.

Dadurch, daß jede Stromrichterstation eines HGÜ-Mehrpunktnet­ zes mit einer koordinierten Vektorregelung versehen ist, wo­ bei die Regleranordnung für den Wechselrichter um eine Ein­ richtung zur Ermittlung eines Löschwinkel-Zusatz-Sollwertes erweitert ist, können trotz Veränderungen im Gleichstrom-Sy­ stem und/oder in den zugehörigen Drehstromnetzen stabile Ar­ beitspunkte dezentral in jeder Station eingestellt werden. Zur Ermittlung des Löschwinkel-Zusatz-Sollwertes wird eine ermittelte Leistungs-Regeldifferenz verwendet. Durch diese Kombination der bekannten koordinierten Vektorregelung und der zusätzlichen Bestimmung des Löschwinkel-Sollwertes in Ab­ hängigkeit von einer Leistungs-Regeldifferenz kann ein kon­ stanter Lastfluß im Gleichstrom-System aufrechterhalten wer­ den. Da dieses Verfahren dezentral arbeitet, wird kein über­ geordnet er Masterregler und keine Telekommunikation mehr be­ nötigt, wodurch sich der Aufwand dieses Regelungskonzeptes gegenüber dem eingangs erwähnten Regelungskonzept vereinfacht und sich die Dynamik verbessert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind den Unteran­ sprüchen 2 bis 5 und vorteilhafte Ausgestaltungen der Vor­ richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Unteransprüchen 7 bis 15 zu entnehmen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der eine vorteilhafte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens schematisch veranschaulicht ist.

Fig. 1 zeigt ein HGÜ-Mehrpunktnetz mit n Stromrichtersta­ tionen, die

Fig. 2 zeigt ein Diagramm der Arbeitskennlinien eines HGÜ-Mehrpunktnetzes mit drei Gleichrichter- und Wechsel­ richterstationen, die

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer bekannten koordi­ nierten Vektorregelung für eine verlustbehaftete Gleichstrom-Leitung, in

Fig. 4 ist ein zugehöriges Diagramm der Arbeitskennlinien veranschaulicht, die

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für eine Station des HGÜ-Mehrpunktnetzes und in

Fig. 6 ist ein zugehöriges Diagramm der Arbeitskennlinien dargestellt.

Die Fig. 1 zeigt ein Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Mehr­ punktnetz 2 mit n Stromrichterstationen 4, von denen r als Gleichrichter und i als Wechselrichter betrieben werden. Jede Stromrichterstation 4 ist mit einer eigenen Stations-Re­ gelung 6 versehen. Außerdem ist jede Stromrichterstation 4 über einen Stromrichtertransformator 8 mit einer zugehörigen Stufenschalter-Regelung 10 mit einem Drehstromnetz 12 elek­ trisch leitend verbunden. Das HGÜ-Mehrpunktnetz 2, auch als allgemeines Gleichstrom-System bezeichnet, weist eine belie­ bige Topologie auf, d. h., die n Stromrichterstationen 4 sind beliebig miteinander verbunden. Der normale Spannungs-Ar­ beitsbereich dieses Mehrpunktnetzes 2 bewegt sich zwischen 0,8 und 1,2 pu. Die gesamte Gleichrichterleistung soll 1 pu sein und die gesamte Wechselrichterleistung ist dann 1 pu minus Verluste. In der Fig. 2 ist ein Diagramm für die Ar­ beitskennlinien eines HGÜ-Mehrpunktnetzes 2 dargestellt, wo­ bei wegen der Übersichtlichkeit nur für sechs Stromrichter­ stationen 4, von denen drei als Gleichrichter und drei als Wechselrichter betrieben werden, die Arbeitskennlinien darge­ stellt sind. Bei diesem allgemeinen Gleichstrom-System 2 lassen sich an allen Stromrichterstationen 4 in der Betriebs­ art "Wechselrichter" die Arbeitspunkte AW1, AW2 und AW3 ein­ stellen, die von den Trafostellungen und der koordinierten Vektorregelung 14 (ohne zusätzliche Einrichtung) vorgegeben sind. Das bedeutet, alle diese Stromrichterstationen 4 fahren den Löschwinkel-Sollwert γo von beispielsweise 17° el. bei einem vorgegebenen Leistungs-Sollwert Po. Die Arbeitspunkte AG1, AG2 und AG3 der Stromrichterstationen 4 in der Betriebs­ art "Gleichrichter" ergeben sich aus der Topologie des Gleichstrom-Systems 2 (Kirschhoffsches Gesetz, Maschenglei­ chung und Energieerhaltungssatz) automatisch, was jeweils einem vorgegebenen Leistungs-Sollwert Por entspricht. In der Fig. 2 sind die Leistungs-Hyperbeln der als Gleichrichter betriebenen Stromrichterstationen 4 jeweils als durchgezogene Linien und die der als Wechselrichter betriebenen Stromrich­ terstation 4 jeweils als unterbrochene Linien dargestellt. Die Widerstands-Charakteristik der als Wechselrichter betrie­ benen Stromrichterstationen 4 sind als Geraden dargestellt, deren Schnittpunkte mit den zugehörigen Leistungs-Hyperbeln die Arbeitspunkte AW1, AW2 und AW3 ergeben.

Die Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer bekannten koordi­ nierten Vektorregelung 14 für eine verlustbehaftete Gleich­ strom-Leitung 16 einer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertra­ gungs-Anlage 18, mit deren Hilfe zwei Wechselspannungsnetze 20 und 22 miteinander verbunden sind. Diese HGÜ-Anlage 18 umfaßt zwei Stromrichterstationen 4, die als Gleich- und Wechselrichter betrieben werden. Diese beiden Stromrichter­ stationen 4 sind gleichstromseitig mittels der Gleichstrom­ leitung 16 miteinander verbunden.

Die HGÜ-Anlage 18 umfaßt des weiteren nicht näher bezeichnete Meßfühler zur Aufnahme von Strom- und Spannungswerten Idr, Idi bzw. Udr, Udi. Den Stromrichterstationen 4 sind jeweils eine Steuereinrichtung 24 zur Ansteuerung ihrer Ventile oder Halbleiter vorgeschaltet.

Jede Steuereinrichtung 24 erhält ein Steuersignal, das von einer ersten bzw. zweiten Regelanordnung 26 bzw. 28 erzeugt wird. Die erste Regelanordnung 26 umfaßt im wesentlichen einen ersten Sollwertgeber 30 und eine erste Vektorregleran­ ordnung 32. Dieser Sollwertgeber 30 erhält als Eingangs-Signal einen Leistungs-Sollwert Por einer vorgegebenen zu übertragenden Leistung und einen Gleichspannungs-Istwert Udr. Aus diesen Werten Por und Udr wird mittels des Sollwertgebers 30 ein Sollwertepaar Ior und Uor für Strom und Spannung der Stromrichterstation 4 ermittelt. Der Sollwertgeber 30 weise zwei Kennliniengeber 34 und 36 auf. Die für den Spannungs-Soll­ wert Uor gewählte Kurve des ersten Kennliniengebers 34 zeigt die VDVOC-Charakteristik (Voltage-Dependent-Voltage-Or­ der-Characteristic), wobei am oberen Ende für den Bereich des stationären Betriebs als charakteristisches Merkmal ein bogenförmiger Verlauf vorgesehen ist. Der untere Bereich der Kennlinie ist spannungsbegrenzend ausgebildet. Die Kennlinie des zweiten Kennliniengebers 36 für den Strom-Sollwert Ior weist im wesentlichen eine VDCOL-Charakteristik (Voltage-Dependent-Current-Order-Limitation), d. h. spannungsabhängige Strombegrenzung, auf. Die Vektorregleranordnung 32 weist zwei Vergleicher 38 und 40, einen Addierer 42 und ein Regelglied 44 auf. Das gebildete Sollwertepaar Uor, Ior wird dieser Vek­ torregleranordnung 32 zugeführt und dort mit einem ermittel­ ten Istwertepaar Udr, Idr mittels der beiden Vergleicher 38 und 40 verglichen. Die gebildeten Regelabweichungen für Strom und Spannung werden mittels des Addierers 42 aufsummiert. Dieses Summensignal wird dem Regelglied 44 zugeführt, an des­ sen Ausgang das Steuersignal für die Steuereinrichtung 24 der als Gleichrichter betriebenen Stromrichterstation 4 ansteht. Mittels diesem Steuersignal wird die Summe der Pegelabwei­ chungen für Strom und Spannung zu Null geregelt.

Die zweite Regelanordnung 28 ist analog zu dem der Regelan­ ordnung 26. Eine weitere Beschreibung der zweiten Regelanord­ nung 28 erübrigt sich daher. Unterschiede liegen in der An­ zahl der dem Sollwertgeber 46 zugeführten Werte, den Kenn­ linien der beiden Kennliniengeber 48 und 50 und einer Ein­ richtung 52 zur Ermittlung eines Leistungs-Sollwertes Pol. Aufgrund der Varianz der Eingangsgrößen (Spannungs-Istwert Udi, Leistungs-Istwert Pdi, Leistungs-Sollwert Poi, Lösch­ winkel-Sollwert γo, Löschwinkel-Istwert γ, Steuersignal β) muß die Kennlinie, insbesondere die VDVOC-Charakteristik, des Kennliniengebers 48 in seiner Höhe im Endbereich und in sei­ ner Neigung vorgebbar sein. Auch die VDCOL-Charakteristik des Kennliniengebers 50 ist einstellbar. Wesentlich für den zwei­ ten Sollwertgeber 46 ist, daß auch ein Löschwinkel-Sollwert γo vorgegeben ist, der einzuhalten ist. Das erzeugte Sollwer­ tepaar Uoi, Ioi wird mittels zweier Vergleicher 38 und 40 mit einem ermittelten Istwertepaar Udi, Idi verglichen. Die ge­ bildeten Regelabweichungen werden mittels des Addierers 42 voneinander subtrahiert, da der Spannungs-Sollwert Uoi des Sollwertepaares Uoi, Ioi am invertierenden Eingang des Ver­ gleichers 38 ansteht. Das Differenzsignal wird dem nachge­ schalteten Regelglied 44 zugeführt, an dessen Ausgang das Steuersignal für die Steuereinrichtung 24 der als Wechsel­ richter betriebenen Stromrichterstation 4 ansteht. Mittels diesem Steuersignal wird die Differenz der Regelabweichung für Strom und Spannung zu Null geregelt.

Die Einrichtung 52 zur Ermittlung eines Leistungs-Sollwertes Poi weist ein Verzögerungsglied 54 erster Ordnung mit einer oberen und unteren Grenze auf. Dieser Einrichtung 52 wird ein ermittelter Leistungs-Istwert Pdi und ein oberer und unterer Leistungs-Grenzwert Pgoi und Pgui zugeführt. Der obere Lei­ stungs-Grenzwert Pgoi ist gleich der Differenz des Leistungs-Soll­ wertes Por einer zu übertragenden Leistung der als Gleichrichter betriebenen Stromrichterstation 4 und einer minimalen Verlustleistung Pvmin, wogegen der untere Lei­ stungs-Grenzwert Pgui gleich einer Differenz des Leistungs-Soll­ wertes Por und einer maximalen Verlustleistung Pvmax ist.

In der Fig. 4 sind in einem Diagramm die Arbeitskennlinien GR und WR einer in der Fig. 3 gezeigten koordinierten Vek­ torregelung 14 einer HGÜ-Anlage 18 veranschaulicht. Die Kenn­ linie GR, die sich aus den Abschnitten hl, lm, mn und no zu­ sammensetzt, veranschaulicht die Gleichrichter-Charakteri­ stik, wobei der Abschnitt hl die Leistungs-Hyperbel im norma­ len Arbeitsbereich, der Abschnitt lm die Maximal-Strom-Be­ grenzung, der Abschnitt mn den Bereich der spannungsabhängi­ gen Begrenzung und der Abschnitt no den Minimal-Strom veran­ schaulicht. Die Kennlinie WR veranschaulicht die Wechselrich­ ter-Charakteristik. Da die Gleichstrom-Leitung 16 nicht ver­ lustlos ist, ist die Leistungs-Hyperbel für die als Wechsel­ richter betriebene Stromrichterstation 4 nicht deckungsgleich mit der Leistungs-Hyperbel der als Gleichrichter betriebenen Stromrichterstation 4. Da jeder Punkt der Kennlinie WR mit­ tels eines Strom- und Spannungs-Sollwertes bestimmt wird, wird die Wechselrichter-Charakteristik auch als Widerstands­ regelung bezeichnet, die eine kombinierte Strom-Spannungsre­ gelung darstellt. Die Strich-Punkt-Linie entspricht einem Löschwinkel-Sollwert γo.

Die Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild mit einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Rege­ lung von n Stromrichterstationen 4 eines HGÜ-Mehrpunktnetzes 2. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist nur eine erfindungsge­ mäße koordinierte Vektorregelung 14 für eine Stromrichter­ station 4 des HGÜ-Mehrpunktnetzes 2 veranschaulicht. Da die Stromrichteranlage 4 als Gleichrichter oder als Wechselrich­ ter betrieben werden kann, enthält die Stations-Regelung 6 eine erste und eine zweite Regelanordnung 26 und 28. Da das Regelglied 44 in beiden Regelanordnungen 26 und 28 vorkommt, kann bei dieser Stations-Regelung 6 auf ein Regelglied 44 verzichtet werden. Dafür werden den Ausgängen der Addierer 42 der beiden Regelanordnungen 26 und 28 jeweils ein Schalter 56 und 58 nachgeschaltet, deren Ausgänge mittels eines Addierers 60 mit dem Regelglied 44 verknüpft sind.

Die Regelanordnung 28 ist um eine Einrichtung 62 zur Ermitt­ lung eines Löschwinkel-Zusatz-Sollwertes γoadd erweitert. Diese Einrichtung 62 weist eingangsseitig ein Totzonenglied 64 und ausgangsseitig einen PI-Regler 66 auf. Da nur bei nor­ malen Betriebswerten der Gleichspannung des Mehrpunktnetzes 2 ein ermittelter Löschwinkel-Zusatz-Sollwert γoadd verändert werden soll, ist zwischen Totzonenglied 64 und dem PI-Regler 66 ein Schalter 68 angeordnet. Dieser Schalter 68 ist ge­ schlossen, solange der Gleichspannungs-Istwert Udi größer als ein vorbestimmter Grenzwert ist. Während eines Fehlers, ver­ bunden mit starken Spannungseinbrüchen, kann der Löschwinkel- Zusatz-Sollwert γoadd unverändert bleiben (Schalter 68 ist geöffnet) oder auf Null gesetzt werden. Dazu wird dem PI-Reg­ ler 66 ein Null-Signal SV aufgeschaltet. Das Totzonenglied 64 weist einen positiven und einen negativen Leistungs-Regeldif­ ferenz-Schwellwert dPo und dPu auf. Zwischen diesen beiden Leistungs-Regeldifferenz-Schwellwerten dPo und dPu bleibt der Ausgangswert des Totzonengliedes 64 unabhängig vom Eingangs­ signal dPo Null.

Sobald der Wert des Eingangssignals dP, nämlich eine ermit­ telte Leistungs-Regeldifferenz dP, größer oder kleiner als der positive oder negative Leistungs-Regeldifferenz-Schwell­ wert dPo oder dPu wird, ist der Ausgangswert des Totzonen­ gliedes 64 verschieden von Null. Dieser Ausgangswert wird dem PI-Regler 66 zugeführt, an dessen Ausgang ein Löschwinkel- Zusatz-Sollwert γoadd ansteht. Damit der Löschwinkel γo für den Sollwertgeber 46 nur innerhalb eines vorbestimmten Be­ reiches verändert werden kann, ist der PI-Regler 66 mit einem unteren Grenzwert Null und einem oberen Grenzwert maxγoadd versehen. Der Löschwinkel-Sollwert γo setzt sich aus einem minimalen Löschwinkel-Sollwert γomin und dem ermittelten Löschwinkel-Zusatz-Sollwert γoadd zusammen, wobei ein Addie­ rer 70 vorgesehen ist. Die Grenzen dPu und dPo der Totzone des Totzonengliedes 64 werden jeweils mittels eines Verglei­ chers 72 und 74 ermittelt, wobei am invertierenden Eingang des Vergleichers 72 ein unterer Leistungs-Grenzwert Pgui und am nichtinvertierenden Eingang ein Leistungs-Sollwert Poi anstehen. Am nichtinvertierenden Eingang des Vergleichers 74 steht ein oberer Leistungs-Grenzwert Pgoi und am invertieren­ den Eingang ein Leistungs-Sollwert Poi an. Der Leistungs- Regeldifferenz-Schwellwert dP wird mittels eines weiteren Vergleichers 76 ermittelt, wobei an seinem nichtinvertieren­ den Eingang ein Leistungs-Sollwert Poi und an seinem inver­ tierenden Eingang ein Leistungs-Istwert Pdi anstehen.

In Fig. 6 ist ein Diagramm der Arbeitskennlinien GR und WR des in Fig. 5 vorgestellten Regelungskonzeptes dargestellt. Im Vergleich zum Diagramm gemäß Fig. 4 ist ein neuer Ar­ beitspunkt NP ermittelt worden, der sich auf derselben Lei­ stungs-Hyperbel der Wechselrichter-Charakteristik befindet. Dieser neue Arbeitspunkt NP stellt sich dezentral an einer Stromrichterstation 4 ein, da sich die Spannung im Gleich­ spannungs-System 2 erniedrigt hat. Unabhängig von dieser Spannungsänderung ist der Lastfluß unverändert geblieben.

Dieses erfindungsgemäße Regelungskonzept für eine Multiter­ minal-Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung ist einfach strukturiert, hat die gleiche Struktur für alle Stromrichter­ stationen 4, ist ein dezentrales Regelungskonzept, wodurch keine kostspielige Telekommunikation benötigt wird und weist eine höhere Dynamik auf, da keine Reglerablösung und kein übergeordneter Masterregler vorhanden sind. Außerdem kann dieses Konzept besser zur Stabilisierung des Gleich­ spannungs-Systems 2 und der Drehstromsysteme 12 beitragen.

Claims (15)

1. Verfahren zur Regelung von n Stromrichterstationen (4) eines HGÜ-Mehrpunktnetzes (2),

• - wobei für jede in der Betriebsart "Gleichrichter" betrie­ bene Stromrichterstation (4) in Abhängigkeit einer jeweili­ gen zu übertragenden Leistung (Por) und eines gemessenen Gleichspannungs-Istwertes (Udr) ein Sollwertepaar (Uor, Ior) für Strom und Spannung der Stromrichterstation (4) gene­ riert wird,
• - wobei in Abhängigkeit eines ermittelten Istwertepaares (Udr, Idr) und dieses erzeugten Sollwertepaares (Uor, Ior) Regelabweichungen für Strom und Spannung ermittelt werden,
• - wobei diese Regelabweichungen aufsummiert werden und ein Steuersignal generiert wird, wodurch diese Summe zu Null wird,
• - wobei für jede in der Betriebsart "Wechselrichter" be­ triebene Stromrichterstation (4) in Abhängigkeit eines je­ weils gebildeten Leistungs- und Löschwinkel-Sollwertes (Poi, γo) ein Sollwertepaar (Uoi, Ioi) für Strom und Spannung der Stromrichterstation (4) generiert wird,
• - wobei in Abhängigkeit eines ermittelten Istwertepaares (Udi, Idi) und dieses erzeugten Sollwertepaares (Uoi, Ioi) Regelabweichungen für Strom und Spannung ermittelt werden,
• - wobei diese Regelabweichungen voneinander subtrahiert wer­ den und ein Steuersignal generiert wird, wodurch diese Dif­ ferenz zu Null wird,
• - wobei der Leistungs-Sollwert (Poi) einer in der Betriebsart "Wechselrichter" betriebenen Stromrichterstation (4) aus seinem ermittelten Leistungs-Istwert (Pdi) und eines gebil­ deten oberen und unteren Leistungs-Grenzwertes (Pgoi, Pgui) bestimmt wird,
• - wobei der Löschwinkel-Sollwert (γo) einer in der Betriebs­ art "Wechselrichter" betriebenen Stromrichterstation (4) als Summe eines minimalen Löschwinkel-Sollwertes (γomin) und eines erzeugten Löschwinkel-Zusatz-Sollwertes (γoadd) bestimmt wird und
• - wobei dieser Löschwinkel-Zusatz-Sollwert (γoadd) proportio­ nal einer aus Leistungs-Soll- und Istwert (Poi, Pdi) ermit­ telten Leistungs-Regeldifferenz (dP) ist, sobald ein nega­ tiver oder positiver Leistungs-Regeldifferenz-Schwellwert (dPu, dPo) unter- oder überschritten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Löschwinkel-Zusatz-Soll­ wert (γoadd) nur während des Normalbetriebes veränderbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Löschwinkel-Zusatz-Soll­ wert (γoadd) außerhalb des Normalbetriebes auf Null ge­ setzt wird.

4. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 3, wobei der negative und positive Leistungs-Regeldifferenz Schwellwert (dPu, dPo) veränderbar ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der negative und posi­ tive Leistungs-Regeldifferenz-Schwellwert (dPu, dPo) in Abhän­ gigkeit eines Leistungs-Sollwertes (Por) einer zu übertragen­ den Leistung und einer maximalen und minimalen Verlustlei­ stung (Pvmax, Pvmin) veränderbar ist.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Regelung von n Stromrichterstattonen (4) eines HGÜ-Mehrpunktnetzes (2) nach Anspruch 1,

• - wobei für jede in der Betriebsart "Gleichrichter" betriebe­ ne Stromrichterstation (4) eine Regelanordnung (26) vorge­ sehen ist, die einen Sollwertgeber (30) mit nachgeschalte­ ter Vektorregleranordnung (32) aufweist,
• - wobei dem Sollwertgeber (30) ein Spannungs-Istwert (Udr) und ein Leistungs-Sollwert (Por) einer zu übertragenden Leistung und der Vektorregleranordnung (32) ein ermitteltes Istwertepaar (Udr, Idr) für Strom und Spannung zugeführt sind,
• - wobei für jede in der Betriebsart "Wechselrichter betrie­ bene Stromrichterstation (4) eine Regleranordnung (28) vor­ gesehen ist, die eine Einrichtung (52) zur Ermittlung eines Leistungs-Sollwertes (Poi), eine Einrichtung (62) zur Er­ mittlung eines Löschwinkel-Zusatz-Sollwertes (γoadd), einen Sollwertgeber (46) und eine Vektorregleranordnung (32) auf­ weist,
• - wobei der Einrichtung (52) zur Ermittlung eines Leistungs-Soll­ wertes (Poi) ein ermittelter Leistungs-Istwert (Pdi) und ein oberer und unterer Leistungs-Grenzwert (Pgoi, Pgui), dem Sollwertgeber (46) ein Leistungs-Soll- und Istwert (Poi, Pdi), ein Löschwinkel-Soll- und Istwert (γo, γ), ein Spannungs-Istwert (Udi) und ein Steuersignal (β), der Vek­ torregleranordnung (32) ein ermitteltes Istwertepaar (Udi, Idi) für Strom und Spannung und der Einrichtung (62) zur Ermittlung eines Löschwinkel-Zusatz-Sollwertes (γoadd) ein Leistungs-Ist- und Sollwert (Pdi, Poi), ein oberer und un­ terer Leistungs-Grenzwert (dPo, dPu) und ein minimaler Löschwinkelwert (γomin) zugeführt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Regelanordnungen (26, 28) jeder Stromrichterstation (4) in Abhängigkeit ihrer Betriebsart zu- oder abschaltbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Einrichtung (52) zur Ermittlung eines Leistungs-Sollwertes (Poi) ein Verzöge­ rungsglied (54) 1.ter Ordnung mit einer oberen und unteren Grenze (Pgoi, Pgui) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Einrichtung (62) zur Ermittlung eines Löschwinkel-Zusatz-Sollwertes (γoadd) ein Totzonenglied (64) und einen PI-Regler (66) aufweist, wo­ bei an einem Eingang des Totzonengliedes (64) ein ermittelter Leistungs-Regeldifferenz-Schwellwert (dP) und am Ausgang des PI-Reglers (66) der Löschwinkel-Zusatz-Sollwert (γoadd) an­ stehen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei jeder Sollwertgeber (30, 46) der beiden Regelanordnungen (26, 28) einer jeden Stromrichterstation (4) zwei Kennliniengeber (34, 36; 48, 50) für das Sollwertepaar (Uor, Ior; Uoi, Ioi) für Strom und Span­ nung aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei jede Vektorregleran­ ordnung (32) der beiden Regelanordnungen (26, 28) einer jeden Stromrichterstation (4) zwei Vergleicher (38, 40), einen Ad­ dierer (42) und ein Regelglied (44) aufweist, wobei jeweils ein Ausgang eines Vergleichers (38, 40) mit dem Addierer (42) verknüpft ist, dessen Ausgang mit dem Eingang des Regelglie­ des (44) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei zwischen dem Totzo­ nenglied (64) und dem PI-Regler (66) der Einrichtung (62) zur Ermittlung eines Löschwinkel-Zusatz-Sollwertes (γoadd) ein Schalter (68) vorgesehen ist, der während des Normalbetriebes einer jeden Stromrichterstation (4) geschlossen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der PI-Regler (66) der Einrichtung (62) zur Ermittlung eines Löschwinkel-Zusatz-Soll­ wertes (γoadd) einen Setzeingang aufweist, an dem außer­ halb des Normalbetriebes einer jeden Stromrichterstation (4) ein Null-Signal (SV) ansteht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei jeder Grenzwert-Ein­ gang des Totzonengliedes (64) der Einrichtung (62) zur Er­ mittlung eines Löschwinkel-Zusatz-Sollwertes (γoadd) mit einem Ausgang eines Vergleichers (72, 74) verknüpft ist, an deren Eingängen jeweils ein Leistungs-Istwert (Pdi) und ein oberer bzw. unterer Leistungs-Grenzwert (Pgoi, Pgui) anstehen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei als Regelanordnungen (26, 28) einer jeden Stromrichterstation (4) ein Mikroprozes­ sor vorgesehen ist.