DE69409987T2

DE69409987T2 - Vorrichtung zum Unterdrücken von Spannungsschwankungen und Oberschwingungen

Info

Publication number: DE69409987T2
Application number: DE69409987T
Authority: DE
Inventors: Fumio Aoyama; Yoshirou Tanoue
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-02-04
Filing date: 1994-02-01
Publication date: 1998-09-10
Anticipated expiration: 2014-02-02
Also published as: JPH06233464A; EP0610058A2; JP3130694B2; DE69409987D1; EP0610058B1; US5586018A; EP0610058A3

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen. Und insbesondere auf ein System, bei welchem Energie von einem Leistungsquellensystem an eine Last mit großen Leistungsschwankungen und großen Oberwellenströmen zugeführt wird, diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und Oberwellen, die Spannungsschwankungen und Oberwellen des Leistungsquellensystems unterdrückt, die durch die Leistungsschwankung der Last erzeugt werden.
Um die Spannungsschwankungen und die Oberwellen eines Leistungsquellensystems zu unterdrücken, offenbart EP-A2-0 476 618, daß oberwellenleistungskomponenten (Ph, Qh) und Grundwellenblindleistungskomponenten (QO) aus einer Belastungsspannung (VS) und einem Belastungsstrom (iL) unter Verwendung der Theorie (Momentan-p-q-Theorie) unter Berücksichtigung der Augenblickswirkleistung und der Augenblicksblindleistung hergeleitet werden. Dann erhält man Verstärkungen, welche bewirken, daß die Oberwellenleistungskomponenten (Ph, Qh) und die Grundwellenblindleistungskomponenten (QO) vorbestimmte Grenzwerte nicht überschreiten. Die oberwellenleistungskomponenten (Ph, Qh) und die Grundwellenblindleistungskomponenten (QO) werden jeweils mit den Verstärkungen multipliziert, um begrenzte Oberwellenleistungskomponenten (Ph" Qh,) und Grundwellenblindleistungskomponenten (Qo) zu erhalten. Ein Ausgangsstrombefehl wird entsprechend den begrenzten oberwellenleistungskomponenten (Ph', Qh') und den Grundwellenblindleistungskomponenten (QO,) erzeugt. Der Ausgangsstrombefehl wird einem Wechseirichter zugeführt, welcher seinerseits einen Kompensationsstrom (iC) an das Leistungssystem liefert.
Eine Vorrichtung parallel zu der Last zum Kompensieren der Blindleistung, des Negativphasensequenzstroms und des Oberwellenstroms der Last wird in der Beschreibung der japanischen Patentbekanntinachung Nr. H3-183324 und dem US-Patent Nr. 5,077,517 beschrieben.
Fig. 4 der beigefügten zeichnungen zeigt ein schematisches Schaltungslayout einer solchen konventionellen Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und Oberwellen. Um eine Kompliziertheit zu vermeiden, wird das Dreiphasensystem als Einleitungs-Schaltplan gezeigt.
Bei Fig. 4 wird Energie einer Last 1 von einer Wechselspannungsquelle 2 über eine übertragungsleitung 3 (deren Impedanz jxS sein soll) und einen Empfangstransformator (dessen Impedanz jxT sein soll) zugeführt. Eine Spannungsschwankungs- und Oberwellen- Unterdrückungsvorrichtung, die aus einem selbstgeführten Stromrichter 10 gebildet wird&sub1; ist parallel zu Last 1 angeordnet und wird durch einen Steuerschaltkreis 30 gesteuert. Ein Oberwellenfilter 7 ist mit der Aufgabe vorgesehen, die durch Last 1 erzeugten Oberwellen zu unterdrücken und den Leistungsfaktor zu verbessern. Der selbstgeführte Stromrichter 10 wird, wie in Fig. 5 gezeigt, durch WS-Drosselspulen 12, Abschalt-Thyristoren (GTO) 13, Dioden 14 und einen GS-Kondensator 15 gebildet.
Der Steuerschaltkreis 30 wird wie folgt gebildet. Speziell ist sie ausgestattet mit: einer Strombefehlswertberechnungseinheit 31, der ein Laststrom iL, der durch einen Stromtransformator 5 erfaßt wird, und eine Systemspannung V zugeführt wird, welche durch einen Spannungserfassungstransformator 6 erfaßt wird, und der einen Strombefehlswert ilo für das Unterdrücken von Spannungsschwankungen findet; einer Oberwellenstrombefehlswertberechnungseinheit 32, der ein Systemstrom iS zugeführt wird, der in dem Leistungsquellensystem fließt und durch einen Stromtransformator 8 erfaßt wird, und der einen Oberwellenstrombefehlswert iho für die Unterdrückung der Oberwellen findet, welche an das Leistungsquellensystem ausgegeben werden; und einem Addierschaltkreis 33, der die Strombefehlswerte ilo und iho addiert. Der Strom iC wird durch einen automatischen Stromsignalregler (ACR) 34 und einen Gatterschaltkreis 35 in Reaktion auf eine Abweichung zwischen einem Strom iC, der in dem selbstgeführten Stromrichter 10 fließt und durch einen Stromtransformator 11 erfaßt wird, und einem Strombefehlswert ico des selbstgeführten Stromrichters 10 gesteuert, der durch den durch den Addierschaltkreis 33 durchgeführten Additionsprozeß erzeugt wird.
Hier ist der Strombefehlswert ilo ein Signal für das Kompensieren der Blindleistung der Last, doch könnte, wenn es erforderlich ist, ein Signal für das Kompensieren des Negativphasensequenzstroms der Last 1 hinzugefügt werden.
Nun wird ein spezielles Beispiel für die in Fig. 4 gezeigte konventionelle Spannungsschwankungs- und Oberwellenunterdrükkungsvorrichtung unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben. Bei diesem Beispiel gibt die Strombefehlswertberechnungseinheit 31 ein Signal für das Kompensieren des Negativphasensequenzstroms der Last 1 zusätzlich zu dem Signal für das Kompensieren der Blindleistung der Last aus. Teilen, welche dieselben sind wie bei Fig. 4, sind dieselben Bezugszahlen gegeben worden, und eine Beschreibung derselben ist weggelassen.
Der Laststrom iL der Last 1, der durch den Stromtransformator 5 erfaßt wird, ist der Leitungsstrom des Dreiphasenschaltkreises. Ein Dreiphasen/Zweiphasen-Wandlerschaltkreis 31A wandelt diesen Dreiphasenwechselstrom in einen Zweiphasenwechselstrom um. Diese Umwandlung wird durch Gleichung (1) ausgedrückt, wo iR, iS und iT die jeweiligen Leitungsströme des Dreiphasenwechselstroms iL und wo id und iq die Zweiphasenwechselströme sind.
Im Fall der Schaltkreisspannung werden die jeweiligen Phasenspannungen VR, VS und VT der Dreiphasenwechselspannung V, die durch den Spannungserfassungstransformator 6 erfaßt werden, durch den Dreiphasen/Zweiphasen-Wandlerschaltkreis 318 in Zweiphasenwechselspannungen vd und vq umgewandelt. Diese Umwandlung wird durch Gleichung (2) ausgedrückt, die äquivalent zu der von Gleichung (1) ist, wobei der Strom i durch die Spannung v ersetzt ist.
Der Synchronisationserfassungsschaltkreis 31C wandelt durch die Zweiphasenumwandlung erhaltene Zweiphasenspannungssignale vd, vq in synchrone Spannungssignale vdo, vqo um, die mit der Grundwellenkomponente synchronisiert sind. Der Blindleistungserfassungsschaltkreis 31D empfängt jeweils synchronisierte Spannungssignale vdo, vqo und Zweiphasenwechselströme id, iq und erfaßt die Augenblickswirkleistung p und die Augenblicksblindleistung q. Das heißt, der Blindleistungserfassungsschaltkreis 31D erfaßt die sogenannte Augenblickswirkleistung p und die Augenblicksblindleistung q, wie im "Journal of the Institute of Electrical Engineers of Japan", Artikel Nr. 58-B60, S. 41 bis 48, "Theory of Generalization of Instantaneous Reactiver Power an Its Applications" beschrieben. Diese findet inan durch die Berechnung der Gleichung (3).
Auch sind die synchronen Spannungssignale vdo, vqo in der Zweiphasenwechselspannung orthogonale Komponenten vom Betrag 1pu; wobei vd und vdo als praktisch gleich betrachtet werden können und vq und vqo als praktisch gleich betrachtet werden können. Infolgedessen bedeutet p auch die Augenblickswirkleistung, die der Last 1 von der WS-Energiequelle 2 zugeführt wird, während q auch die Augenblicksblindleistung bedeutet, die zwischen den beiden Phasen zirkuliert. Bei dieser Ausführungsform wird nur die Augenblicksblindleistung q für die Berechnung des Strombefehlswertes iQo benutzt.
Die momentane imaginäre Leistung (Augenblicksblindleistung) q wird einem Filter 31E zugeführt, welches sie filtert, und dadurch wird eine Lastblindleistung QL bestimmt. Einen Blindleistungsbefehlswert QLo bestimmt man durch Multiplizieren der Lastblindleistung QL mit einer Kompensationsverstärkung KQ (fester Wert) durch einen Koeffizientenschaltkreis 31F. Dieser Wert wird dann weiter in einen Strombefehlswert iQo dadurch umgewandelt, daß man ihn in eine Augenblicksstromberechnungseinheit 31G einspeist. Die Berechnung des Strombefehlswertes iQo wird durch eine inverse Umwandlung von Gleichung (3) und Gleichung (1) durchgeführt. Speziell sind, wenn wir annehmen, daß ein Augenblickswirkleistungsbefehlswert po ist und ein Augenblicksblindstrombefehlswert qo ist, die Strombefehlswerte ido und iqo in dem Zweiphasenwechselstrom und die Strombefehlswerte iro, iso und ito in jeder Leitung des Dreiphasenwechselstroms durch Gleichung (4) und (5) gegeben.
Wobei bei der Berechnung des Strombefehlswertes iqo für die Blindleistung po = o und qo = QL in Gleichung (4) eingesetzt werden.
Desgleichen wird der durch den Stromtransformator 5 erfaßte Dreiphasenlastwechselstrom iL in Zweiphasenwechselströme id und iq dadurch umgewandelt, daß die Berechnung der Gleichung (1) in einem Dreiphasen/Zweiphasen-Konvertierungsschaltkreis 31H durchgeführt wird. Die Zweiphasenwechselströme id und iq werden dann in einen Negativphasensequenzleistungserfassungsschaltkreis 31J eingegeben, wo die Negativphasensequenzleistung erfaßt wird. In diesem Fall wird die Berechnung nach dem Invertieren von vqo (Multiplikation mit -1) bei der Berechnung der Augenblickswirkleistung und der Augenblicksblindleistung unter Verwendung von Gleichung (3) durchgeführt.
Den Wert (-vqo), der bei dieser Berechnung verwendet wird, erhält man durch Invertieren der Polarität des Ausgabewertes vqo aus dem Synchronerfassungsschaltkreis 31C unter Verwendung eines Invertierungsschaltkreises 31K. In dem Ausgangssignal aus dem Negativphasensequenzleistungserfassungsschaltkreis 31J wird die Grundwellenpositivphasensequenzleistung als die WS-Leistung der verdoppelten Frequenz der Grundwellenfrequenz erfaßt, und die Grundwellennegativphasensequenzleistung wird als GS-Leistung erfaßt, so daß man die Grundwellennegativphasensequenzleistungen pN und qN durch Filtern der Ausgangswerte des Negativphasensequenzleistungserfassungsschaltkreises 31J durch Filter 31L und 31M erhalten kann. Negativphasensequenzleistungsbefehlswerte pno, qno findet man durch Multiplizieren der Grundwellennegativphasensequenzleistungen pN, qN mit einer Kompensationsverstärkung KN (fester Wert) unter Verwendung der Koeffizientenschaltkreise 31N bzw. 31P. Sie werden dann in einen Augenblicksstromberechnungsschaltkreis 31Q eingegeben, wo sie zu dem Negativphasensequenzstrombefehlswert ino umgewandelt werden. Diese Berechnung wird unter Verwendung von Gleichung (4) und Gleichung (5) durchgeführt, aber wie vorstehend erläutert, wird dies nach einer Multiplikation von vqo mit -1 durchgeführt.
Eine oberwellenstrombefehlswertberechnungseinheit 32 enthält einen Filter 32A und einen Koeffizientenschaltkreis 32B. Der Strom iS des Leistungsquellensystems, der durch Stromtransformator 8 erfaßt wird, wird in Filter 32A eingegeben, welches dadurch einen oberwellenstrom iH erfaßt. Dieser wird in den Koeffizientenschaltkreis 32B eingegeben und mit der Kompensationsverstärkung KH (fester Wert) multipliziert, um einen Oberwellenstrombefehlswert iho zu erhalten.
Nur um es klarzustellen, die Oberwellenstrombefehlswertberechnungseinheit 32 umfaßt drei R,S,T Einheiten, die den Dreiphasen(R,S,T) Komponenten von Systemstrom iS entsprechen, und der Oberwellenstrombefehlswert iho enthält auch die Dreiphasen(R,S,T) Komponenten.
Der Blindstrombefehlswert iQo, der Negativphasensequenzstrombefehlswert ino und der Oberwellenstrombefehlswert iho, die wie vorstehend beschrieben gefunden worden sind, werden durch den Addierschaltkreis 33 miteinander verknüpft, um Strombefehlswert iCo für den selbstgeführten Stromrichter 10 zu erhalten. Detailliert erklärt, es werden die Dreiphasen- (R,S,T) Komponenten der Befehlswerte iQo, iNo und iHo addiert, um entsprechend Dreiphasen- (R,S,T) Komponenten von Befehlswert iCo zu erhalten.
Durch eine Stromsteuerung, die durch den automatischen Stromsignalregler 34 unter Verwendung der Abweichung zwischen dem durch den Stromtransformator 11 erfaßten Ausgangsstrom iC und dem Strombefehlswert ico, der wie vorstehend gefunden wird, wird bewirkt, daß der Ausgangsstrom iC des selbstgeführten Stromrichters 10 dem Strombefehlswert iCo folgt. Der Ausgang aus dem automatischen Stromsignalregler 34 wird in den Gatterschaltkreis eingeben, der EIN/AUS-Impulse für die PWM-Steuerung des selbstgeführten Stromrichters 10 erzeugt. Die EIN/AUS-Impulse werden dann an entsprechende Gatter von GTO's 13 des in Fig. 5 gezeigten selbstgeführten Stromrichters 10 geliefert.
Ein Lichtbogenofen für die Stahlherstellung ist ein Beispiel für eine Last 1, die durch die vorstehend beschriebene Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen zu kompensieren ist. Bei einem solchen Lichtbogenofen ändern sich Blindleistung, Negativphasensequenzstrom und Oberwellenstrom unregelmäßig mit der Zeit, und deren Amplituden sind in Abhängigkeit vom Zustand des Materials in dem Ofen entsprechend sehr verschieden. Fig. 7 zeigt ein Beispiel für eine Schwankung der Blindleistung QL eines Lichtbogenofens (mit einer Voreilphasen-Kapazität) und eine Spannungsschwankung AV des Systems. Aus dieser Figur kann man erkennen, daß der Schwankungsbereich der Blindleistung bei Beginn des Schmelzens des Materials (Schrott) (Schmelzzeitraum) und nachdem das Material vollkommen geschmolzen ist, unterschiedlich ist&sub0; Der Schwankungsbereich der Blindleistung in der Frischperiode, als QL2 in der Figur gezeigt, ist kleiner als eine Hälfte von dem in der Schmelzperiode, als QL1 in der Figur gezeigt, und der Schwankungsbereich der Spannung ist dazu proportional. Obwohl nicht in der Figur gezeigt, ist festgestellt worden, daß es dieselbe Tendenz wie vorstehend bezüglich des Negativphasensequenzstroms und auch des Oberwellenstroms gibt.
Wie vorstehend beschrieben, sind bei der konventionellen Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen Kompensationsverstärkungen KQ, KN und KH, die verwendet werden, um entsprechende Strombefehlswerte iQo, iNo und iHo zu finden, feststehend. Um die Blindleistung, den Negativphasensequenzstrom und den Oberwellenstrom, die aus der Lastschwankung resultieren, vollkommen zu kompensieren, ist es notwendig, alle Kompensationswerte zu 1 zu nehmen und das Leistungsvermögen der Unterdrückungsvorrichtung bezogen auf den Betrag der Schwankung während des Schmelzzeitraums zu bestimmen.
Das Ergebnis ist, daß dieses Leistungsvermögen zu einem ziemlich großen Wert bestimmt wird. Da jedoch der Schwankungsbereich während der Frischperiode klein ist, gibt es keine Möglichkeit, daß der Ausgangswert der Unterdrückungsvorrichtung das theoretische Leistungsvermögen erreicht. Wenn man dies über den Zeitraum eines Heizungszyklus betrachtet, dann wird, obwohl das theoretische Leistungsvermögen in dem Schmelzzeitraum (ungefähr ein Drittel des Heizungszyklus) voll genutzt wird, in dem verbleibenden Zeitraum, d.h. der Frischperiode, nur ungefähr die Hälfte des theoretischen Leistungsvermögens genutzt, was unwirtschaftlich ist.
Auch gibt es im allgemeinen keine Fälle, wo sowohl die Spannungsschwankung als auch die höheren Oberwellen vollkommen unterdrückt werden. Üblicherweise wird das Leistungsvermögen der Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen so bestimmt, um diese innerhalb von zwei bestimmten Grenzwerten zu begrenzen. In diesem Fall ist das Leistungsvermögen der Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen kleiner als der maximale Betrag der Schwankung beispielsweise der Blindleistung im Schmelzzeitraum. Wenn wir vorläufig annehmen, daß das Leistungsvermögen der Unterdrückungsvorrichtung für die Hälfte des maximalen Wertes an Schwankungen der Blindleistung ausgelegt worden ist, dann überschreitet, wenn die Kompensationsverstärkung KQ gleich 1 ist, der Strombefehlswert der Unterdrückungsvorrichtung im Schmelzzeitraum den theoretischen Wert. In der Praxis wird, da ja der Ausgangswert der Unterdrückungsvorrichtung auf den theoretischen Wert begrenzt ist, der Unterdrückungseffekt auf die Spannungsschwankung negativ beeinflußt. Um dies zu vermeiden, muß die Kompensationsverstärkung KQ kleiner als 1 (d.h 0,5) gemacht werden. In diesem Fall gibt es das Problem, daß, wie vorstehend beschrieben, die Nutzungsrate der Unterdrückungsvorrichtung in der Frischperiode dürftig ist.
Obwohl sich die vorstehenden Probleme auf die Blindleistung beziehen, könnte dasselbe bezogen auf den Negativphasensequenzstrom und den Oberwellenstrom gesagt werden.
Auch da bestand das Problem, daß in dem Fall, in dem Spannungsschwankung und höhere Oberwellen gleichzeitig unterdrückt werden, dann, wenn die Unterdrückungsvorrichtung nicht das Leistungsvermögen hat, um die gesamte Blindleistung, den gesamten Negativphasensequenzstrom und Oberwellenstrom zu unterdrücken, beim bekannten Stand der Technik, da ja die entsprechenden Kompensationsverstärkungen feste Werte sind, dann, wenn die eine oder andere dieser Komponenten ansteigt und das theoretische Leistungsvermögen erreicht, die anderen Komponenten nicht kompensiert werden können.
Folglich ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen zu schaffen, die in der Lage ist, das Leistungsvermögen der Vorrichtung wirksam bis zum maximalen Ausmaß ohne Rücksicht auf den Betrag der Lastschwankung zu nutzen, um dadurch die Wirtschaftlichkeit zu verbessern, und die in der Lage ist, den Unterdrückungseffekt für Spannungsschwankungen und höhere Oberwellen zu verbessern.
Diese und weitere Aufgaben der Erfindung können durch Bereitstellung einer Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen eines Leistungsquellensystems erreicht werden, durch welches einer Last mit großen Leistungsschwankungen und großen Oberwellenströmen eine Leistung zugeführt wird, wobei die Vorrichtung aufweist:
einen selbstgeführten Stromrichter, der parallel zu der Last geschaltet ist; und
einen Steuerschaltkreis zur Steuerung des selbstgeführten Stromrichters;
wobei der Steuerschaltkreis aufweist:
eine Kompensationsstromvariablenberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Anzahl von Kompensationsstromvariablen, einschließlich von Kompensationsstromvariablen für die Blindleistungskomponente, für die Negativphasensequenzstromkomponente und für die Oberwellenstromkomponente, aus einem Strom, einer Spannung des Leistungsquellensystems und einem Laststrom;
eine Kompensationsverstärkungsberechnungseinrichtung zum Bestimmen der Kompensationsverstärkung für jede der Anzahl von Kompensationsstromvariablen;
eine Strombefehlswertberechnungseinrichtung zum Berechnen der Anzahl von jeweiligen Strombefehlswerten, einschließlich von Strombefehlswerten für die Blindleistungskomponente, für die Negatviphasensequenzstromkomponente und für die Oberwellenstromkomponente, aus der Kompensationsverstärkung und den jeweiligen Kompensationsstromvariablen;
eine Gesamtstrombefehlswertberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Gesamtstrombefehlswertes durch Mischen der Anzahl von Strombefehlswerten; und
eine Stromsteuereinrichtung zum Steuern eines Ausgabestroms des selbstgeführten Stromrichters in Abhängigkeit von dem Gesamtstrombefehlswert.
Eine vollständigere Beurteilung der Erfindung und vieler der damit verbundenen Vorteile kann man leicht erhalten, wenn man dieselbe unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung besser versteht, wenn man diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet, bei welchen:
Fig. 1 ein Schaltschema ist, welches den schematischen Aufbau einer Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und hoheren Oberwellen entsprechend einer Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Schaltkreisdiagramm ist, welches eine erste Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
Fig. 3 ein Schaltkreisdiagramm ist, welches eine zweite Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
Fig. 4 ein Schaltkreisdiagramm ist, welches den schematischen Aufbau einer Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen des bekannten Standes der Technik zeigt;
Fig. 5 ein Schaltkreisdiagramm ist, welches einen selbstgeführten Stromrichter bei der Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen von Fig. 4 zeigt;
Fig. 6 ein Schaltkreisdiagramm ist, welches ein spezielles Beispiel der Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen des bekannten Standes der Technik von Fig. 4 zeigt; und
Fig. 7 eine Ansicht ist, welche ein Beispiel für die Lastschwankung und deren System-Spannungsschwankung bei Fig. 4 zeigt.
Beziehen wir uns jetzt auf die Zeichnungen, bei welchen gleiche Bezugszahlen identische oder entsprechende Teile bei allen verschiedenen Ansichten zeigen, wobei die Ausführungsformen der Erfindung nachstehend beschrieben werden.
Zuallererst wird der schematische Aufbau dieser Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. Teilen, welche dieselben sind, wie Teile in Fig. 4 und 6, sind dieselben Bezugszahlen gegeben worden, und eine weitere Beschreibung wird weggelassen.
Entsprechend dieser Erfindung sind bei einem System, welches Energie einer Last 1 mit großer Leistungsschwankung und hohem Oberwellenstrom aus einem Leistungsquellensystem zuführt, vorgesehen: ein selbstgeführter Stromrichter 10, der parallel zu Last 1 geschaltet ist, und ein Steuerschaltkreis 20 für den selbstgeführten Stromrichter 10. Der Steuerschaltkreis 20 umfaßt: eine Vielzahl von Kompensationsstromerfassungseinrichtungen (in der Figur als Beispiel drei Kompensationsstromvariablen erfassungseinrichtungen 21A bis 21C); eine Verstärkungsbestimmungseinrichtung (1) 22, welche entsprechende Kompensationsverstärkungen K1, K2 und K3 für erfaßte Ausgangswerte, welche Kompensationsstromvariable i1, i2 und i3 sind, entsprechend der Beträge dieser Ausgangswerte i1, i2 und i3 bestimmt; eine Befehlswertberechnungseinrichtung (23A, 23B und 23C in Fig. 1), welche entsprechende Strombefehlswerte i1o, i2o und i3o aus den Kompensationsstromvariablen i1, i2 und i3 und den Kompensationsverstärkungen K1, K2 und K3 dafür berechnet; ein Addierschaltkreis 24, der die Strombefehlswerte ilo, i20 und i3o addiert; eine Verstärkungsbestimmungseinrichtung (2) 25, welche die Kompensationsverstärkung KC entsprechend dem Betrag der Ausgangswerte aus dem Addierschaltkreis 24, d.h. dem Gesamtstrombefehlswert iCo, bestimmt; einer Befehlswertkorrektureinrichtung 26, welche den Gesamtstromstrombefehlswert iCo aus dem Gesamtstrombefehlswert iCo und der Kompensationsverstärkung KC korrigiert; und Einrichtungen 34, 35, welche den Ausgangsstrom des selbstgeführten Stromrichters 10 entsprechend der Abweichung zwischen einem endgültigen Strombefehlswert iCoe, der der Ausgangswert aus Einrichtung 26 ist, und dem Strom iC unterdrückt
Desgleichen könnte beim Vorstehenden ein Aufbau angenommen werden, bei dein die Korrektureinrichtung 26 des Gesamtstrombefehlswertes und die Einrichtung 25, welche deren Kompensationsverstärkung bestimmt, weggelassen werden.
Desgleichen könnte die Kompensationsverstärkung der Kompensationsverstärkungsbestimmungseinrichtung 22 bezogen auf eine spezifizierte Kompensationsstromkomponente, beispielsweise die Kompensationsstromvariable ii, bestimmt werden, oder sie könnte bezogen auf zwei spezifizierte Kompensationstromkomponenten, beispielsweise die Kompensationsstromvariablen i1 und i2, bestimmt werden.
Darüberhinaus könnte in einem speziellen Fall ein Aufbau angenommen werden, bei dem die Korrektureinrichtung 26 für den Gesamtstrombefehlswert und die Einrichtung 25 vorgesehen sind und bei dem die Verstärkungsbestimmungseinrichtung (1) 22 weggelassen wird und die Befehlswertberechnungseinrichtung 23A, 23B beziehungsweise 23C jeweils Strombefehlswerte i1o, i2o beziehungsweise i3o auf der Basis fester Kompensationsverstärkungen berechnet.
In dem Layout von Fig. 1 berechnen eine Vielzahl von Kompensationsstromerfassungseinrichtungen 21A, 21B und 21C jeweils Kompensationsstromvariablen i1, i2 und i3 unter Verwendung der elektrischen Größen des Leistungsquellensystems und der Last 1 (z.B. Systemspannung V, Systenstrom iS und Laststrorn iL). Die Verstärkungsbestimmungseinrichtung (1) 22 bestimmt entsprechende Kompensationsverstärkungen K1, K2 und K3 entsprechend dem Betrag der Kornpensationsstromvariablen i1, i2 und i3 derart, daß keiner der Strombefehlswerte i1o, i20, i30 der entsprechenden Komponenten zu groß wird.
Die Befehlswertberechnungseinrichtungen 23A, 23B, 23C berechnen entsprechende Strombefehlswerte ilo, i20, i30 durch Multiplikation entsprechender Kornpensationsstromvariablen i1, i2, i3 mit Kompensationsverstärkungen K1, K2, K3. Diese werden dann durch den Addierschaltkreis 24 verknüpft, um den Gesamtstrombefehlswert ico zu berechnen. Die Verstärkungsbestimmungseinrichtung (2) 25 bestimmt die Gesamtkompensationsverstärkung KC entsprechend dem Betrag des Gesamtstrornbefehlswertes iCo so, daß der Gesamtstrombefehlswert ico des selbstgeführten Stromrichters 10 dessen theoretischen Wert nicht überschreitet. Die Befehlswertkompensationseinrichtung 26 berechnet den endgültigen Strombefehlswert icoe durch Multiplikation des Gesamtstrombefehlswertes ico mit der Gesamtkompensationsverstärkung KC. Ein automatischer Strornsignalregler (ACR) 34 steuert den Gatterschaltkreis 35 derart, daß der durch den Stromtransformator 11 erfaßte Ausgangsstrom iC des selbstgeführten Stromrichters 10 und ein endgültiger Strombefehlswert iCoe übereinstimmen.
Als Kompensationsstromvariable i1, i2 und i3 kann in manchen Fällen der Strom selbst verwendet werden. Doch wird üblicherweise als Kompensationsstromvariable für die Blindleistungskomponente eine Blindleistung (QL) mit der Last 1 verwendet. Als Kompensationsstromvariable für die Negativphasensequenzstromkomponente wird eine Augenblickswirkleistung pN und eine imaginäre Augenblicksleistung qN einer Grundwellennegativphasensequenzleistung verwendet.
Als Kompensationstromvariable für die Oberwellenstromkomponente wird üblicherweise ein Oberwellenstrom iH des Leistungsquellensystems verwendet.
Nun soll ein spezielles Beispiel der Ausführungsform von Fig. 1 beschrieben werden. Fig. 2 ist ein Schaltkreisdiagramm, das ein spezielles Beispiel einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. Das Systemlayout (Hauptschaltung) ist derselbe, wie das von Fig. 6, die den bekannten Stand der Technik zeigt, so daß eine weitere Beschreibung davon weggelassen wird und eine Erklärung desselben ebenfalls weggelassen wird. Im Fall des Steuerschaltkreises 20 sind ebenfalls Teilen, welche dieselben Teile wie bei Fig. 6 sind, dieselben Bezugszahlen gegeben worden, und eine Erklärung derselben wird weggelassen.
Bei dieser Ausführungsform sind die Koeffizientenschaltkreise 31N, 31P bei dem in Fig. 6 gezeigten Steuerschaltkreis 30 des bekannten Standes der Technik entfernt worden, und es wird die folgende Konstruktion hinzugefügt. Speziell werden Ausgänge pN, qN der Filter 31L, 31M in einen Absolutwerterfassungsschaltkreis (1) 22A für die Negativphasensequenzleistung zugeführt; wird der Ausgang PN des Absolutwerterfassungsschaltkreises 22A einem Halteschaltkreis (1) 22B zugeführt; wird Pnmax, welches der Ausgang aus dem Halteschaltkreis 22B ist, einem Verstärkungsbestimmungsschaltkreis (1) 22C zugeführt; werden Verstärkung (-KN), welche der Ausgang aus dem Verstärkungsbestimmungsschaltkreis (1) 22C ist, und der Ausgang aus dem Augenblicksstromberechnungsschaltkreis 31Q durch einen Multiplizierschaltkreis 23 multipliziert; und wird das Ergebnis der Multiplikation dem Addierschaltkreis 24 zugeführt. Weiterhin werden der Gesamtstrombefehlswert iCo, welcher das Ergebnis der durch den Addierschaltkreis 24 durchgeführten Addition ist, und die Ausgänge vdo, vqo dem Synchronisationserfassungsschaltkreis 31C eines Absolutwerterfassungsschaltkreises (2) 25A zugeführt; wird ein Ausgang PCo des Absolutwerterfassungsschalkreises 25A einem Halteschaltkreis (2) 25B zugeführt; wird PCmaxo, welches der Ausgang aus diesem Halteschaltkreis (2) 25B ist, dem Verstärkungsbestimmungsschaltkreis (2) 25C zugeführt; wird die Verstärkung KC, welche der Ausgang aus dem Verstärkungsbestimmungsschaltkreis 25C ist, und der Gesamtstrombefehlswert ico, der das Ergebnis der durch den Addierschaltkreis 24 durchgeführten Addition ist, dem Multiplikationsschaltkreis 26 zugeführt; und wird die Abweichung zwischen dem endgültigen Strombefehlswert icoe, welchen man dadurch erhält, und dem durch den Stromtransformator 11 erfaßten Strom iC dem automatischen Signalregler 34 zugeführt.
Der detaillierte Aufbau und die Funktionsweise der Ausführungsform, die so aufgebaut ist, wie in Fig. 2 gezeigt, wird jetzt erklärt. Den Strombefehiswert iQo für die Blindleistung und den Oberwellenstrombefehlswert iho findet man mit Hilfe der gleichen Technik wie bei dem Steuerschaltkreis 30 des bekannten Standes der Technik. Die Grundwellennegativphasensequenzleistungen pN, qN werden jeweils durch Filter 31L, 31M, wie bei dem Steuerschaltkreis 30 des bekannten Standes der Technik, erfaßt. Der Augenblicksstromberechnungsschaltkreis 31Q empfängt Spannungssignale vdo, (-vqo) und Grundwellennegativphasensequenzleistungen pN, qN und wandelt sie in einen Negativphasensequenzstrombefehl iN mit Hilfe der gleichen Technik um, wie bei dem Steuerschaltkreis 30 des bekannten Standes der Technik, mit der Ausnahme, daß die Leistungen pno, qno durch Leistungen pN bzw. qN ersetzt werden.
Bei dieser Ausführungsform findet man den Absolutwert PN der Negativphasensequenzleistung mit Hilfe des Absolutwerterfassungsschaltkreises 22A unter Verwendung von Gleichung (6):
Hier ändert sich der Absolutwert PN der Negativphasensequenzleistung zeitlich mit der Schwankung bei Last 1, deshalb hält der Halteschaltkreis 228 seinen Maximalwert PNmax über eine festgelegte Zeit (in der Größenordnung von mehreren Zehn Millisekunden bis zu einer Sekunde) fest. Der Verstärkungsbestimmungsschaltkreis 22C bestimmt dann die Kompensationsverstärkung KN für den Negativphasensequenzstrombefehlswert ino, der Augenblicksstromberechnungsschaltkreis 31Q entsprechend dem Maximalwert Pnmax. Hier wird KN derart bestimmt, daß dann, wenn Pnmax klein ist, KN = 1 ist, während dann, wenn Pnmax groß wird, KN umgekehrt proportional zu Pnmax ist. Eine solche Charakteristik kann dadurch implementiert werden, daß man auf Funktionstabellen unter Verwendung eines Mikrocomputers in dem Verstärkungsbestimmungsschaltkreis 22C Bezug nimmt. Der Negativphasensequenzstrombefehlswert ino wird in dem Multiplizierschaltkreis 23 durch Multiplikation der wie vorstehend gefundenen Kompensationsverstärkung KN des Negativphasensequenzstroms mit dem Negativphasensequenzstromerfassungswert iN berechnet.
Der Addierschaltkreis 24 berechnet den Gesamtstrombefehlswert iCo durch Addieren des Strombefehlwertes iQo für die Blindleistung, des Oberwellenstrombefehlswertes iHo und des Negativphasensequenzstrombefehlswertes iNo. Danach wird der endgültige Strombefehlswert icoe derart bestimmt, daß der theoretische Strom des selbstgeführten Stromrichters 10 nicht überschritten wird. Dies wird mit Hilfe der folgenden Technik erreicht. Zu allererst findet man den Absolutwert PCo des Gesamtstrombefehlswertes ico mit Hilfe des Absolutwerterfassungsschaltkreises 25A, der die Signale vdo, vqo und den Befehlswert iCo empfängt. Bei dieser Berechnung werden die Augenblickswirkleistung und die imaginäre Augenblicksleistung pCo, qCo durch Einsetzen der Dreiphasenkomponenten des Gesamtstrombefehlswertes iCo in Gleichung (1) und Gleichung (3) berechnet&sub0; Dann bestimmt man den Absolutwert PCO in Gleichung (6) durch Ersetzen von pco bzw. qCo durch pN bzw. qN.
Der Absolutwert PC des Gesamtstrombefehlswertes iCo ändert sich ebenfalls mit der Zeit bei einer Schwankung bei Last, so daß der Halteschaltkreis 25B seinen Maximalwert Pcmax über eine feststehende Zeit (in der Größenordnung von mehreren zehn Millisekunden bis zu einer Sekunde) festhält. Der Verstärkungsbestimmungsschaltkreis 25C berechnet die Gesamtkompensationsverstärkung KC auf Basis des über einen festen Zeitraum durch den Halteschaltkreis 25B festgehaltenen Maximalwertes PCmaxo. Diese Technik ist die gleiche für den Verstärkungsbestimmungsschaltkreis 22C, wie vorstehend beschrieben. Den endgültigen Strombefehlswert iCoe findet man durch Multiplizieren des Gesamtstrombefehlswertes iCo mit der Gesamtkompensationsverstärkung im Multiplizierschaltkreis 26. Der automatische Stromsignalregler (ACR) 34 steuert den Gatterschaltkreis 35 so, daß der Ausgangsstrom iC des selbstgeführten Stromrichters 10 mit dem endgültigen Strombefehlswert iCoe übereinstimmt.
Die vorstehend beschriebene erste Ausführungsform hat infolge ihrer vorstehend beschriebenen Wirkung die folgenden Vorteile.
(1) Da die Kompensationsverstärkung in Reaktion auf den Wert eines auftretenden Negativphasensequenzstroms verändert wird, gibt es selbst dann, wenn der Negativphasensequenzstrom zu groß wird, keine Möglichkeit, daß die Funktion einer Blindleistungskompensation oder die Funktion der Oberwellenkompensation verlorengeht.
(2) Da der endgültige Strombefehlswert iCoe so gefunden wird, daß der theoretische Strom des selbstgeführten Stromrichters 10 nicht überschritten wird, gibt es selbst dann keine Möglichkeit, daß die Kompensationsfunktion verlorengeht, wenn es übermäßig große Lastschwankungen gibt.
Nun soll eine zweite Ausführungsform dieser Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben werden. Teilen, welche dieselben wie bei Fig. 2 sind, sind dieselben Bezugszahlen gegeben worden, und eine Beschreibung derselben wird weggelassen. Nur die unterschiedlichen Punkte werden nachstehend beschrieben.
Der Absolutwerterfassungsschaltkreis (2) 22D ist eine Einrichtung, welche einen Absolutwert pH eines Oberwellenstroms iH berechnet, und der Halteschaltkreis (2) 22E ist eine Einrichtung, der einem Maximalwert Phmax davon über eine festgelegte Zeit festhält. Der Absolutwerterfassungsschaltkreis (2) 22D empfängt den Oberwellenstrom iH von Filter 32A und synchrone Spannungssignale vdo, vqo von dem Synchronerfassungsschaltkreis 31C und gibt den Absolutwert pH von Oberwellenstrom iH aus. Der Halteschaltkreis (2) 22E empfängt den Absolutwert PH und gibt den Maximalwert Phmax aus. Die Schaltkreise 22D, 22E haben einen mit dem Absolutwerterfassungsschaltkreis (2) 25A bzw. dem Halteschaltkreis (2) 25B in Fig. 2 identischen Aufbau. Der Halteschaltkreis (3) 22F ist in seinem Aufbau mit dem Halteschaltkreis (1) 22B identisch, und dies bedeutet, daß er den Maximalwert Qlmax des Blindleistungserfassungswertes QL von Filter 31E über eine festgelegte Zeit festhält. Der Augenblicksstromberechnungsschaltkreis 31G empfängt den Blindleistungserfassungswert QL von Filter 31E sowie Spannungssignale vdo, vqo und wandelt diese in einen Strornbefehlswert iQ wie in dem Steuerschaltkreis 30 des bekannten Standes der Technik, mit der Ausnahme, daß QLo und iQo durch QL beziehungsweise iQ ersetzt werden. Der Verstärkungsbestimmungsschaltkreis 22G ist eine Einrichtung für die Bestimmung der Kompensationsverstärkungen KQ, KN und KH für entsprechende Strombefehlswerte iQo, iNo und iHo entsprechend dem Maximalwert Qlmax der Blindleistungskomponente, dem Maximalwert PNmax der Negativphasensequenzkomponente und dem Maximalwert PHmax der Oberwellenkomponente. Sie wird beispielsweise durch die folgenden Prozeduren gebildet. Hier wird angenommen, daß die Nennleistung des selbstgeführten Stromrichters 10 gleich PC ist, und für die Zwecke der Erklärung wird angenommen, daß QLmax > PHmax > PNmax ist.
(1) Unter der Bedingung, daß die Kompensationsverstärkung, d.h. KQ des größten Wertes von QLmax, PNmax und PHmax, kleiner als 1 und KQ QLMax ≤ PC ist, wird der dem Wert 1 am nächsten liegende Wert für die Kompensationsverstärkung KQ gewhlt
(2) Unter den Bedingungen, daß die Kompensationsverstärkung, d.h. KH des zweitgrößten Wertes von QLmax, PNmax und PHmax, kleiner als 1 und (KQ QLmax + KH Phmax) ≤ PC ist, wird der dem Wert 1 am nächsten liegende Wert für die Kornpensationsverstärkung KH gewählt.
(3) Unter der Bedingung, daß die Kompensationsverstärkung, d.h. KN des kleinsten Wertes von QLmax, PNmax und PHmax, kleiner als 1 und (KQ QLmax + KH PHmax + KN PNmax) ≤ PC ist, wird der dem Wert 1 am nächsten liegende Wert für die Kornpensationsverstärkung KN gewählt.
Die Strombefehlswerte iqo, ino und iho für jede Komponente werden in den Multiplizierschaltkreisen 23A, 23B und 23C durch Multiplizieren der Kornpensationsverstärkungen KQ, KN und KH jeder Komponente, die durch die vorstehende Prozedur gefunden worden sind, mit den entsprechenden erfaßten Beträgen iQ, iN und iH gefunden. Der Wert, den man durch Verknüpfung der Strombefehlswerte iqo, ino und iho in dem Addierschaltkreis 24 erhält, ist der Gesamtbefehlswert ico des selbstgeführten Stromrichters 10.
Der automatische Stromsignalregler (ACR) 34 steuert den Gatterschaltkreis 35 derart, daß der Ausgangsstrom aus dem selbstgeführten Stromrichter 10 mit dem Gesarntstrombefehlswert iCo übereinstimmt.
Es sollte angemerkt werden, daß die angestrebte Verstärkung des Verstärkungsbestimmungsschaltkreises 22G nicht notwendigerweise 1 zu sein braucht, sondern für jede Komponente unterschiedliche Werte haben könnte.
Mit dieser zweiten Ausführungsform erhält man die folgenden Vorteile.
(1) Aus der Vielzahl der zu kompensierenden Komponenten kann diejenige mit dem größten auftretenden Wert effektiv kompensiert werden, und die anderen Komponenten können mit dem Rest des Leistungsvermögens (Marginal-Leistungsvermögen) der Vorrichtung kompensiert werden.
(2) Die Strombefehlswerte können so gefunden werden, daß der theoretische Strom des selbstgeführten Stromrichters nicht überschritten wird, so daß die Kompensationsfunktion selbst bei übermäßig großen Lastschwankungen niemals verlorengeht.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform dieser Erfindung wird die Kornpensationsverstärkung KN für die Negativphasensequenzkomponente nur in dem Verstärkungsbestimmungsschaltkreis 22C berechnet. Und für andere Kompensationsverstärkungen KQ und KH werden üblicherweise jeweils feste Werte benutzt.
Diese Erfindung ist aber nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Gemäß einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung können die Kompensationsverstärkung KQ für die Blindleistungskomponente und die Kornpensationsverstärkung KN für die Negativphasensequenzstromkornponente auf der Basis von Kompensationsstrornvariablen berechnet werden, wie beispielsweise der Blindleistung QL, der Augenblickswirkleistung und der Augenblicksblindleistung pN und qN einer Negativphasensequenzleistung der Grundwelle. Und nur für die Kompensationsverstärkung KH wird ein feststehender Wert verwendet.
Darüberhinaus kann in einem speziellen Fall eine andere Ausführungsform dieser Erfindung verwendet werden, bei welcher als Kornpensationsverstärkungen KQ, KN bzw. KH feststehende Verstärkungswerte verwendet werden, und bei welcher die Verstärkungsbestimmungseeinrichtung (2) 25 und die Befehlswertkornpensationseinrichtung 26 in Fig. 1 in dem Steuerschaltkreis 20 vorgesehen sind.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung kann eine Vorrich tung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen geschaffen werden, bei welcher das Leistungsvermögen der Vorrichtung mit maximaler Wirtschaftlichkeit genutzt und unabhängig vom Wert der Lastschwankungen verbessert werden kann und bei welcher der Unterdrückungseffekt für die Spannungsschwankung und die höheren Oberwellen verbessert werden kann.
Offensichtlich sind angesichts der vorstehenden Lehren zahlreiche Modifikationen und Abänderungen möglich. Es ist deshalb selbstverständlich, daß die Erfindung innerhalb des Schutzbereiches der beigefügten Ansprüche auch in anderer Form als der hier speziell beschriebenen Form realisiert werden kann.

Claims

1. Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen eines Leistungsguellensystems (2), durch welches einer Last (1) eine Leistung mit großen Leistungsschwankungen und großen Oberwellenströmen zugeführt wird, wobei die Vorrichtung aufweist:

einen selbstgeführten Stromrichter (10), der parallel zu der Last geschaltet ist; und

einen Steuerschaltkreis (20) zur Steuerung des selbstgeführten Stromrichters;

wobei der Steuerschaltkreis aufweist:

eine Kompensationsstrornvariablenberechnungseinrichtung (31G, 31Q, 32A) zum Berechnen einer Anzahl von Kompensationsstromvariablen, einschließlich von Kompensationsstromvariablen für die Blindleistungskornponente (iQo), für die Negativphasensequenzstrornkomponente (iNo) und für die Oberwellenstromkomponente (iHo), aus einem Strom, einer Spannung des Leistungsquellensystems (2) und einem Laststrom (iL);

eine Kompensationsverstärkungsberechnungseinrichtung (22G) zum Bestimmen der Kompensationsverstärkung (-KQ, -KN, -KH) für jede der Anzahl von Kompensationsstromvariablen (iQ, iN, iH);

eine Strombefehlswertberechnungseinrichtung (23A, 23B, 23C) zum Berechnen der Anzahl von jeweiligen Strombefehlswerten, einschließlich von Strombefehlswerten für die Blindleistungskomponente (iQo), für die Negativphasensequenzstromkomponente (iNo) und für die Oberwellenstromkomponente (iHo), aus der Kompensationsverstärkung (-KQ, -KN, -KH) und den jeweiligen Kornpensationsstromvariablen (iQo, iNo, iHo);

eine Gesamtstrombefehlswertberechnungseinrichtung (24) zum Berechnen eines Gesamtstrombefehlswertes (iCo) durch Mischen der Anzahl von Strombef ehlswerten (iQo, iNo, iHo); und

eine Stromsteuereinrichtung (34) zum Steuern eines Ausgabestromes (iC) des selbstgeführten Stromrichters (10) in Abhängigkeit von dem Gesamtstrombefehlswert (iCo).

2. Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen nach Anspruch 1, außerdem mit:

einer Gesamtkompensationsverstärkungsberechnungseinrichtung (25c) zum Bestimmen einer Gesamtkornpensationsverstärkung (KC) für den Gesamtstrombefehlswert (iCo); und

einer Endstrombefehlswertberechnungseinrichtung (26) zum Berechnen eines Endstrombefehlswertes (iCoe) durch Multiplizieren des Gesamtstrombefehlswertes (iCo) mit der Gesamtkornpensationsverstärkung (KC);

wobei die Gesamtkompensationsverstärkung (KC) berechnet wird, so daß der Endstrombefehlswert einen Nennstromwert des selbstgeführten Stromrichters (10) nicht übersteigt;

wobei die Stromsteuereinrichtung, die den Ausgabestrom des selbstgeführten Stromrichters steuern, auf den Endstrom-- befehlswert statt auf den Gesamtstrombefehlswert anspricht.

3. Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen nach Anspruch 2, bei der:

in der Kompensations stromvariablenberechnungseinrich tung (31G, 31Q, 32A) die Kompensationsstromvariable für die Blindleistungskomponente (iQ) eine Blindleistung (QL) der Last enthält, die Kompensationsstrornvariable für die Negativphasensequenzstromkomponente (iN) eine Augenblickswirkleistung (pN) und eine Augenblicksscheinleistung (qN) einer Grundwellennegativphasensequenzleistung enthält und die Kompensationsstromvariable für die Oberwellenstromkomponente (iH) einen Oberwellenstrom (iH) des Leistungsquellensystems enthält.

4. Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen nach Anspruch 2 oder 3,

bei der die Kompensationsverstärkungsberechnungseinrichtung (22G) die Kompensationsverstärkung (KN) für die Negativphasensequenzstromkomponente aus der Augenblickswirkleistung (pN) und der Augenblicksscheinleistung (qN) der Grundwellennegativphasensequenzleistung bestimmt; und

bei der die Strombefehlswertberechnungseinrichtung (23A, 23B, 23C) den Strombefehiswert (iQo) für die Blindleistungskomponente aus einer feststehenden Kompensationsverstärkung (KQ) für die Blindleistungskomponente und die Blindleistung der Last (QL) berechnet&sub1; den Strombefehlswert (iNo) für die Negativphasensequenzstromkomponente aus der Kompensationsverstärkung (KN) für die Negativphasensequenzstromkomponente und die Augenblickswirkleistung (PN) und die Augenblicksscheinleistung (qN) dergrundwellennegativphasensequenzleistung berechnet und den Strombefehlswert (iHo) für die Oberwellenstromkomponente aus einer feststehenden Kompensationsverstärkung (KH) für die Oberwellenstromkomponente und den Oberwellenstrom (iH) berechnet.

Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen nach Anspruch 4, bei der die Kompensationsverstärkungsberechnungseinrichtung aufweist:

einen ersten Absolutwerterfassungsschaltkreis (22A) zum Erfassen eines Absolutwertes (PN) der Negativphasensequenzleistung aus der Augenblickswirkleistung (pN) und der Augenblicksscheinleistung (qN) der Grundwellennegativphasensequenzleistung, um einen ersten Absolutwert zu erzeugen;

einen ersten Halteschaltkreis (228) zum Halten eines Maximaiwertes (PNmax) des ersten Absolutwertes für eine erste feststehende Zeitdauer, um einen ersten Maximalwert zu erzeugen; und

einen ersten Verstärkungsbestimmungsschaltkreis (22G) zum Bestimmen der Kompensationsverstärkung (KN) für die Negativphasensequenzstromkomponente aus dem ersten Maximalwert.

6. Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen nach Anspruch 5, bei der:

der erste Verstärkungsbestimmungsschaltkreis (22G) die Kompensationsverstärkung (KN) für die Negativphasensequenzstromkomponente so bestimmt, daß die Kompensationsverstärkung (KN) gleich 1 ist, wenn der erste Maximalwert kleiner ist als ein erster vorbestimmter Wert, und daß die Kompensationsverstärkung (KN) umgekehrt proportional zu dem ersten Maximalwert ist, wenn ein erster Maximalwert nicht kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert.

Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen nach Anspruch 5, bei der die Gesamtkompensationsverstärkungsberechnungseinrichtung aufweist:

einen zweiten Absolutwerterfassungsschaltkreis (25A) zum Erfassen eines Absolutwertes (PCo) des Gesamtstrombefehiswertes (iCo), um einen zweiten Absolutwert zu erzeugen;

einen zweiten Halteschaltkreis (258) zum Halten eines Maxirnalwertes (PCmaxo) des zweiten Absolutwertes für eine zweite feststehende Zeitdauer, um einen zweiten Maximalwert zu erzeugen; und

einen zweiten Verstärkungsbestimmungsschaltkreis (25C) zum Bestimmen der Gesamtkompensationsverstärkung (KC) aus dem zweiten Maximalwert.

8. Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen nach Anspruch 7, bei der:

der zweite Verstärkungsbestimmungsschaltkreis (25C) die Gesamtkompensationsverstärkung (KC) so bestimmt, daß die Gesamtkompensationsverstärkung (KC) gleich 1 ist, wenn der zweite Maximalwert kleiner ist als ein zweiter vorbestimmter Wert, und daß die Gesamtkompensationsverstärkung (KC) umgekehrt proportional zu dem zweiten Maximalwert ist&sub1; wenn der zweite Maximalwert nicht kleiner ist als der zweite vorbestimmte Wert.

9. Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen nach Anspruch 1, bei der:

in der Kompensationsstromvariablenberechnungseinrichtung die Kompensationsstromvariable für die Blindleistungskomponente eine Blindleistung (QL) der Last enthält, die Kompensationsstromvariable für die Negativphasensequenzstromkomponente eine Augenblickswirkleistung (pN) und eine Augenblicks scheinleistung (qN) einer Grundwellennegativphasensequenzleistung enthält und die Kornpensationsstromvariable für die Oberwellenstromkomponente einen Oberwellenstrom (iH) des Leistungsquellensystems enthält.

10. Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen nach Anspruch 9, bei der:

die Kompensationsverstärkungsberechnungseinrichtung (22G) die Kompensationsverstärkung (KQ) für die Blindleistungskomponente, die Kompensationsverstärkung (KN) für die Negativphasensequenzstromkomponente und die Kompensationsverstärkung (KH) für die Oberwellenstromkomponente bestimmt, und zwar aus der Blindleistung (QL) der Last, der Augenblickswirkleistung (pN) und der Augenblicksscheinleistung (qN) der Grundwellennegativphasensequenz leistung und dem Oberwellenstrom (iH) des Leistungsquellensystems, und bei der:

die Strombefehlswertberechnungseinrichtung (23A, 23B, 23C) den Strombefehlswert (iQo) für die Blindleistungskomponente aus der Kompensationsverstärkung (KQ) für die Blindleistungskomponer£te und der Blindleistung (QL) der Last berechnet, den Strombefehlswert (iNo) für die Negativphasensequenzstromkomponente aus der Kompensationsverstärkung (KN) für die Negativphasensequenzstromkomponente und die Augenblickswirkleistung (pN) und die Augenblicksscheinleistung (qN) der Grundwellennegativphasensequenz leistung berechnet und den Strombefehlswert (iHo) für die Oberwellenstromkomponente aus der Kompensationsverstärkung (KH) für die Oberwellenstromkomponente und den Oberwellenstrom (iH) berechnet.

11. Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen nach Anspruch 10, bei der die Kompensationsverstärkungsberechnungseinrichtung aufweist:

einen ersten Absolutwerterfassungsschaltkreis (22A) zum Erfassen eines Absolutwertes (PN) der Negativphasensequenz leistung für die Augenblickswirkleistung (pN) und die Augenblicksscheinleistung (qN) der Grundwellennegativphasensequenzleistung, um einen ersten Absolutwert zu erzeugen;

einen ersten Halteschaltkreis (22B) zum Halten eines Maximalwertes (PNmax) des ersten Absolutwertes für eine erste feststehende Zeitdauer, um einen ersten Maximalwert zu erzeugen;

einen zweiten Absolutwerterfassungsschaltkreis (22D) zum Erfassen eines Absolutwertes (pH) für den Oberwellenstrom (iH), um einen zweiten Absolutwert zu erzeugen;

einen zweiten Halteschaltkreis (22E) zum Halten eines Maximalwertes (Phmax) des zweiten Absolutwertes für eine zweite feststehende Zeitdauer, um einen zweiten Maximalwert zu erzeugen;

einen dritten Halteschaltkreis (22F) zum Halten eines Maximalwertes (Qlmax) der Blindleistung (QL) der Last für eine dritte feststehende Zeitdauer, um einen dritten Maximalwert zu erzeugen; und

einen Verstärkungsbestimmungsschaltkreis (22G) zum Bestimmen der Kompensationsverstärkung (KQ) für die Blindleistungskomponente, der Kompensationsverstärkung (KN) für die Negativphasensequenzstromkomponente und der Kompensationsverstärkung (KH) für die Oberwellenstromkomponente, und zwar aus dem ersten Maximalwert (Pnmax), dem zweiten Maximalwert (PHmax) und dem dritten Maximalwert (QLmax).

12. Vorrichtung zur Unterdrückung von Spannungsschwankungen und höheren Oberwellen nach Anspruch 11, bei der die Strombefehlswertberechnungseinrichtung aufweist:

einen Augenblicksstromberechnungsschaltkreis (31G), der geschaltet ist, um die Blindleistung (QL) der Last zu erhalten, um einen Erfassungswert (iQ) für die Blindleistungskomponente zu erzeugen;

einen Multiplizierschaltkreis (23A) zum Erzeugen des Strombefehlswertes (iqo) für die Blindleistungskomponente durch Multiplizieren des Erfassungswertes (iQ) für die Blindleistungskomponente mit der Kompensationsverstärkung (KQ) für die Blindleistungskomponente;

eine Augenblicksstromberechnungsschaltkreis (31Q), der geschaltet ist, um die Augenblickswirkleistung (pN) und die Augenblicks scheinleistung (qN) der Grundwellennegativphasensequenzleistung zu erhalten, um einen Erfassungswert (iN) für den Negativphasensequenzstrom zu erzeugen;

einen Multiplizierschaltkreis (238) zum Erzeugen des Strombefehlswertes (iNo) für die Negativphasensequenzstromkomponente durch Multiplizieren des Erfassungswertes (iN) für den Negativphasensequenzstrom mit der Kompensationsverstärkung (KN) für die Negativphasensequenzstromkomponente; und

einen Multiplizierschaltkreis (23C) zum Erzeugen des Strombefehlswertes (iHo) für die Oberwellenstromkomponente durch Multiplizieren des Oberwellenstromes (iH) mit der Kompensationsverstärkung (KH) für die Oberwellenstromkomponente.