DE102006049337A1 - Controlling and regulating circuit for primary- and secondary regulation, utilizes real rotating mass or imaginary rotating mass in network for output-power cum frequency control or regulation - Google Patents
Controlling and regulating circuit for primary- and secondary regulation, utilizes real rotating mass or imaginary rotating mass in network for output-power cum frequency control or regulation Download PDFInfo
- Publication number
- DE102006049337A1 DE102006049337A1 DE102006049337A DE102006049337A DE102006049337A1 DE 102006049337 A1 DE102006049337 A1 DE 102006049337A1 DE 102006049337 A DE102006049337 A DE 102006049337A DE 102006049337 A DE102006049337 A DE 102006049337A DE 102006049337 A1 DE102006049337 A1 DE 102006049337A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- block
- inverter
- current
- circuit
- regulation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/24—Arrangements for preventing or reducing oscillations of power in networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft die schnelle stoßfreie Umschaltung zwischen dem Master-Betriebsmodus und dem Slave-Betriebsmodus sowie eine Strombegrenzungsregelung bei Wechselrichtern, die als netzbildende Betriebsmittel im Inselnetz oder im Verbundnetz parallel zu Synchrongeneratoren betrieben werden und sich bei Laständerungen elektromechanisch wie Synchrongeneratoren verhalten. Netzbildend heißt, dass Frequenz und Phase der inneren pulsweitenmodulierten Spannung unabhängig von dem Vorhandensein einer Netzspannung gebildet werden.The Invention relates to the fast bumpless switching between the master operating mode and the slave operating mode and a Current limit control for inverters that are considered grid-forming Equipment in the isolated grid or in the grid parallel to synchronous generators be operated and electromechanical in load changes how synchronous generators behave. Netzbildend means that Frequency and phase of the internal pulse width modulated voltage independent be formed by the presence of a mains voltage.
Die Pulsstromrichter beziehen die einzuspeisende elektrische Energie z. B. aus erneuerbaren Energiequellen, wie photovoltaische Anlagen, Brennstoffzellen oder mit Gleichrichtern arbeitenden Windrädern oder wirken als Teil eines Frequenzumformers oder einer Gleichstromverbindung. Frequenzumformer dienen z. B. der Kopplung von Öffentlichem Netz und Bahnnetz, Gleichstromverbindungen mit selbstgeführten Stromrichtern kommen u. a. bei Kabelübertragungen und bei asynchronen Netzen zum Einsatz.The Pulse-controlled converters receive the electrical energy to be supplied z. From renewable energy sources, such as photovoltaic systems, Fuel cells or rectifier wind turbines or act as part of a frequency converter or DC link. Frequency converter serve z. B. the coupling of public Network and railway network, direct current connections with self-commutated Power converters come u. a. in cable transmissions and at Asynchronous networks are used.
Grundlage
dieser Erfindung sind die Anmeldungen vom 7. Juni 2005 „Automatische
Leistungs-Frequenzregelung und automatische Erzeugungsregelung mit
selbstgeführten, pulsweitenmodulierten Wechselrichter"
(
Die Schaltungen in o. g. Anmeldungen ermöglichen einen Betrieb analog zum Betrieb von Synchrongeneratoren, d. h. bei einem Lastsprung wird die Last spontan noch ohne Eingriff durch die proportionale Leistungs-Frequenzreglung gedeckt. Maßgebend für die Lastaufteilung zwischen parallel betriebenen Erzeugern sind die Reaktanzverhältnisse und Betriebspunkte. Erzeuger, die elektrisch näher an am Lastort liegen, beteiligen sich stärker an der anfänglichen Lastdeckung als weiter entfernt liegende Erzeuger. Elektrisch nah oder fern heißt, dass die zwischen Polradspannung (bei der Synchronmaschine), bzw. innerer pulsweitenmodulierter Spannung (beim Stromrichter) und Lastort liegende Recktanz klein oder groß ist.The Circuits in o. G. Registrations allow operation analogous to the operation of synchronous generators, d. H. at a load jump becomes the load spontaneously without intervention by the proportional power frequency control covered. Decisive for the load distribution between parallel operated producers are the reactance ratios and operating points. Producers who are electrically closer to the Load location, are more involved in the initial Load cover as far away producers. Electrically close or fern means that the between pole rotor voltage (at the synchronous machine), or internal pulse width modulated voltage (at the power converter) and load location lying reactance is small or large.
Bei ungünstigen Verhältnissen bezüglich Recktanzen, Betriebspunkten und Lastorten kann es zu einer transienten Erhöhung von Betriebsströmen über stationär zulässige Ströme kommen. Für konventionelle Betriebsmittel bedeutet dies keine Überlastung, da in dieser kurzen Zeit keine wärmemäßige Überbeanspruchung auftritt. Halbleiterbauelemente, wie z. B. IGBT (insulated gate bipolar transistor), können aber durch transiente Ströme überbeansprucht werden, auch wenn diese einen maximal zulässigen Wert nur kurzzeitig überschreiten.at unfavorable conditions with respect to reactances, Operating points and load locations can lead to a transient increase of operating currents over stationary admissible Streams are coming. For conventional equipment This means no overloading, because in this short time no thermal overload occurs. Semiconductor devices, such. B. IGBT (insulated gate bipolar transistor), but can be overstressed by transient currents, even if they only exceed a maximum permissible value for a short time.
Abhilfe schaff erfindungsgemäß eine regelungstechnische Lösung. Mittels einer speziellen Vorrichtung wird die Leistungs-Frequenzregelung durch Regelung auf konstante Wirkleistung oder einen maximal zulässigen Strom ablöst. Dabei wird vom netzbildenden Wechselrichterbetrieb, den man auch Master-Betrieb nennt, auf den Slave-Betrieb übergangen. Im Slave-Betrieb wird über eine PLL-Schaltung (phase-locked-loop-Schaltung) die innere Wechselrichterspannung mit der vorhandenen Netzspannung synchronisiert, und zwar so, dass beim Ablösen kein Stoß im Phasenverdrehungswinkel zwischen der inneren Wechselrichterspannung und der Netzspannung auftritt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch gewährleistet, dass vor dem Ablösen der Phasenwinkel der inneren Wechselrichterspannung ständig entsprechend dem Wirkleistungsfluss angepaßt und beim Lastsprung der letzte Phasenwinkel „eingefroren" wird.remedy create according to the invention a control engineering Solution. By means of a special device is the power frequency control by regulation to constant active power or a maximum permissible Current disconnects. In this case, the network-forming inverter operation, which is also called master operation, passed over to slave operation. In slave mode, a PLL (phase-locked loop) circuit is used the internal inverter voltage with the existing mains voltage synchronized, in such a way that when peeling no shock in Phase angle of rotation between the internal inverter voltage and the mains voltage occurs. This is inventively characterized ensures that before detaching the phase angle the internal inverter voltage constantly corresponding adapted to the active power flow and the load jump of the last phase angle is "frozen".
Hauptmerkmal
der o. g. Vorrichtung ist eine Ablöseschaltung, welche
hardware- und/oder softwaremäßig realisiert werden
kann. Zur Erklärung dieser Vorrichtung sei zunächst
auf die o. g. Anmeldungen und auf die daraus entnommene Zeichnung
Die
in
Führt
ein Lastsprung zu einer Stromerhöhung über den
eingestellten Schwellwert des Ventilstroms i ^V,ZUL,
so wird dies durch den Komparator in Block
Damit nach dem Umschalten auf den Slave-Betrieb der Ventilstrom unterhalb eines maximal zulässigen Werts bleibt, ist eine Stromregelung notwendig.In order to after switching to slave operation, the valve current below a maximum permissible value is a current control necessary.
Erfindungsgemäß wird
nach dem Umschalten auf den Slave-Betrieb der Strom durch eine Stromregelung
mittels der Stellgröße ε2 (s.
Sollte der Ventilstrom i ^V einen zweiten einstellbaren Schwellwert überschreiten, so wird der zulässige Grundschwingungsstrom (in der Schaltung nicht eingezeichnet) selbsttätig soweit herabgesetzt, dass mit Sicherheit keine Überbeanspruchung der Halbleiterbauelemente auftritt.If the valve current i ^ V exceeds a second adjustable threshold value, then the permissible fundamental current (not shown in the circuit) is automatically reduced to the extent that certainly no overstressing of the semiconductor components occurs.
Das
Ausgangssignal δ' des Block
In
In
Zum Nachweis der Wirksamkeit der Schaltungen wurden transiente Simulationen durchgeführt.To the Proof of the effectiveness of the circuits were transient simulations carried out.
In allen Verläufen wird bei t = 2 s der eingestellte Schwellwert des Ventilstroms i. H. v. 1 kA erreicht und bis zum Wirksamwerden der Umschaltung auf den Slave-Betrieb geringfügig überschritten. Gegenüber dem sich ohne Betriebsmodusumschaltung einstellenden Wert von 1,28 kA wird ein um etwa 25% geringerer Spitzenwert erreicht. Durch die anschließende Regelung im Slave-Modus wird der Strom unterhalb von 1 kA gehalten.In For all gradients, the set threshold value is t = 2 s the valve current i. H. v. 1 kA and until it becomes effective slightly exceeded when switching to slave mode. Compared to the setting without operating mode switching Value of 1.28 kA, a 25% lower peak is achieved. The subsequent control in slave mode is the Current kept below 1 kA.
Legende zu
- 11
- Bilden einer fiktiven rotierenden MasseForm a fictive rotating mass
- 1a1a
- PD-Glied zur Dämpfung K1, T1, T2, fn EinstellparameterPD element for damping K 1 , T 1 , T 2 , f n setting parameters
- 22
- Wechselrichterinverter
- 5, 6a5, 6a
- PLL(phase-locked-loop)PLL (phase-locked-loop)
- 6, 6b6 6b
- sin-Funktionsin function
- 6c6c
- Berechnendes Verdrehungswinkels δ' (Stellgröße)calculating the Torsion angle δ '(manipulated variable)
- 6d6d
- Comparator mit Monoflop oder Schwellwertglied mit HystereseComparator with monoflop or threshold with hysteresis
- 6e6e
- Umschalterswitch
- 77
- SchaltsignalgeneratorSwitching signal generator
- 88th
- Summierer von Frequenzabweichung und Frequenzsollwertsumming of frequency deviation and frequency setpoint
- 1717
- Summation von MPL (Master Power Limit) und Änderung des Leistungssollwerts durch Erzeugungsregelungsummation of MPL (Master Power Limit) and changing the power setpoint by production regulation
- GS-SSGS-SS
- Gleichstrom-SammelschienenDC busbars
- WS-SSWS-SS
- Wechselstrom-SammelschienenAC busbars
- Ui U i
- innere Wechselrichterspannung (Effektivwert)inner Inverter voltage (rms value)
- UNETZ(t)U NETWORK (t)
- Netzspannung, AugenblickswertMains voltage, Instantaneous value
- iWR(t)i WR (t)
- Wechselrichterstrom, AugenblickswertInverter power, Instantaneous value
- i ^V,ZUL i ^ V, ZUL
- maximal zulässiger Ventilstrommaximum permissible valve current
- u ^ST u ^ ST
- Steuerspannung für Spannungsregelung (Scheitelwert)control voltage for voltage regulation (peak value)
- θ, θθ, θ
- sägezahnförmig ansteigende Winkel ωt, ω'tsawtooth rising angles ωt, ω't
- δ, δ'δ, δ '
- Phasensignal (StellgröBen)phase signal (StellgröBen)
- UmSUMS
- Umschaltsignalswitching
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - AZ 102005026062 [0003] - AZ 102005026062 [0003]
- - AZ 102006042756 [0003] - AZ 102006042756 [0003]
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006049337A DE102006049337A1 (en) | 2005-06-07 | 2006-10-19 | Controlling and regulating circuit for primary- and secondary regulation, utilizes real rotating mass or imaginary rotating mass in network for output-power cum frequency control or regulation |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005026062A DE102005026062A1 (en) | 2005-06-07 | 2005-06-07 | Virtual rotary mass for use in railroad network, has self-commutated pulse width modulated inverter, which is operated by electronic circuit or software, where inverter supplies power from power station to three-phase power system |
DE200610042756 DE102006042756A1 (en) | 2005-06-07 | 2006-09-12 | Circuit for synchronizing, stabilizing and switching-on power-frequency-controlled, self-commutated pulse-width modulated inverter for use in e.g. integrated network, has integrator supplying synchronization signal to stabilization block |
DE102006049337A DE102006049337A1 (en) | 2005-06-07 | 2006-10-19 | Controlling and regulating circuit for primary- and secondary regulation, utilizes real rotating mass or imaginary rotating mass in network for output-power cum frequency control or regulation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102006049337A1 true DE102006049337A1 (en) | 2008-07-10 |
Family
ID=39477594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102006049337A Withdrawn DE102006049337A1 (en) | 2005-06-07 | 2006-10-19 | Controlling and regulating circuit for primary- and secondary regulation, utilizes real rotating mass or imaginary rotating mass in network for output-power cum frequency control or regulation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102006049337A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009042865A1 (en) | 2009-04-16 | 2011-05-19 | Kühn, Walter, Prof. Dr. Ing. | Method and device for automatic stabilization of a network for electrical power supply with at least one power converter |
CN113471943A (en) * | 2020-03-30 | 2021-10-01 | 乌本产权有限公司 | Method for operating a converter, in particular of a wind turbine |
CN115378055A (en) * | 2022-09-20 | 2022-11-22 | 武汉大学 | Isolated power grid two-stage frequency control method for real-time coordination of voltage sensitive load |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006026062A1 (en) | 2006-06-03 | 2007-12-06 | Messer Group Gmbh | Production of powdered, fat enriched substance e.g. milk substitute product useful as a feed for human and calves, comprises spraying fat enriched medium to droplets in fluid condition in cold atmosphere and cooling the medium |
DE102006042756A1 (en) | 2005-06-07 | 2008-04-17 | Kühn, Walter, Prof. Dr. Ing. | Circuit for synchronizing, stabilizing and switching-on power-frequency-controlled, self-commutated pulse-width modulated inverter for use in e.g. integrated network, has integrator supplying synchronization signal to stabilization block |
-
2006
- 2006-10-19 DE DE102006049337A patent/DE102006049337A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006042756A1 (en) | 2005-06-07 | 2008-04-17 | Kühn, Walter, Prof. Dr. Ing. | Circuit for synchronizing, stabilizing and switching-on power-frequency-controlled, self-commutated pulse-width modulated inverter for use in e.g. integrated network, has integrator supplying synchronization signal to stabilization block |
DE102006026062A1 (en) | 2006-06-03 | 2007-12-06 | Messer Group Gmbh | Production of powdered, fat enriched substance e.g. milk substitute product useful as a feed for human and calves, comprises spraying fat enriched medium to droplets in fluid condition in cold atmosphere and cooling the medium |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009042865A1 (en) | 2009-04-16 | 2011-05-19 | Kühn, Walter, Prof. Dr. Ing. | Method and device for automatic stabilization of a network for electrical power supply with at least one power converter |
CN113471943A (en) * | 2020-03-30 | 2021-10-01 | 乌本产权有限公司 | Method for operating a converter, in particular of a wind turbine |
US11885314B2 (en) | 2020-03-30 | 2024-01-30 | Wobben Properties Gmbh | Method for operating a converter, in particular of a wind power installation |
CN113471943B (en) * | 2020-03-30 | 2024-04-16 | 乌本产权有限公司 | Method for operating a converter, in particular a wind energy plant |
CN115378055A (en) * | 2022-09-20 | 2022-11-22 | 武汉大学 | Isolated power grid two-stage frequency control method for real-time coordination of voltage sensitive load |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102004003657B4 (en) | Converter circuit arrangement and associated drive method for dynamically variable output generators | |
DE10114075A1 (en) | Power converter circuitry for generators with dynamically variable power output | |
EP3136581B1 (en) | Modular multilevel converter and method for operating same | |
EP3644497A1 (en) | Method and device for virtual inertia control for power stations with double-fed asynchronous machine | |
DE102012002292A1 (en) | Circuit for converting a DC voltage into an AC voltage | |
WO2015003737A1 (en) | Multistage converter for power factor correction and associated operating method | |
EP3576284A1 (en) | Electrical coupling of a first electrical network with a second electric network | |
DE102011000459A1 (en) | Method for supplying reactive current with a converter and converter arrangement and energy supply system | |
DE102006049337A1 (en) | Controlling and regulating circuit for primary- and secondary regulation, utilizes real rotating mass or imaginary rotating mass in network for output-power cum frequency control or regulation | |
WO2009156021A1 (en) | Voltage conversion circuit and inverter | |
Chen et al. | Feedback linearization for the DC voltage control of a VSC-HVDC terminal | |
EP3531547B1 (en) | Operating circuit for coupling of a synchronous machine with a voltage network and method for the operation of same | |
CH714180B1 (en) | Converter for transferring electrical energy between a DC and an AC system. | |
WO2019015777A1 (en) | Arrangement for feeding electric power into an ac network by means of an asynchronous machine, and method for operating the asynchronous machine | |
EP3656032B1 (en) | Series compensation device | |
Ahsanullah Memon et al. | Internal mode control based coordinated controller for brushless doubly fed induction generator in wind turbines during fault conditions | |
DE102021119899B4 (en) | METHOD OF OPERATING AN INVERTER AND INVERTERS | |
EP3504788A1 (en) | Operating an inverter for coupling an electric machine, designed for operation on ac voltage, with an ac voltage network | |
Vazquez et al. | A fast ac voltage regulator | |
DE102016223944A1 (en) | Plant for transmitting electrical power | |
WO2014127829A1 (en) | Serial tapping with pre-charge unit | |
Salem et al. | Modeling and Performance Analysis of VSC-HVDC Transmission System with DC Side Line to Line Fault | |
WO2003028203A1 (en) | Cascade with electronic disconnection and an enlarged rotational speed range | |
Rodriguez-Rodriguez et al. | PI tuning parameters in back-to-back converters applying active damping control for DC-voltage power port regulation | |
Hammer et al. | Analytical derivation of controller parameters for series connected LCC multiterminal HVDC systems through the use of a decoupling filter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AF | Is addition to no. |
Ref document number: 102006042756 Country of ref document: DE Kind code of ref document: P Ref document number: 102005026062 Country of ref document: DE Kind code of ref document: P |
|
OR8 | Request for search as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8122 | Nonbinding interest in granting licences declared | ||
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |
Effective date: 20131022 |