DE102017121733A1 - Power controller for controlling the electrical power consumption of an electrical consumer and hybrid control power plant with such a power controller - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Leistungssteller (24) zur Steuerung der elektrischen Leistungsaufnahme eines elektrischen Verbrauchers (38), z.B. eines Heizwiderstandes (38) eines Elektrokessels (36), aus einem Stromnetz (16), mit einer Gleichrichterschaltung (68), deren Eingang (69) mit dem Stromnetz (16) verbunden ist und deren Ausgang (70) mit dem Eingang (74) einer als Tiefsetzstellerschaltung (76) ausgebildeten Leistungsfaktorkorrekturschaltung (76) verbunden ist, zu deren Eingang (74) eine Reihenschaltung aus einer Freilaufdiode (78) und einem Transistor (80) parallel geschaltet ist. Dabei ist der Freilaufdiode (78) eine Reihenschaltung aus einer Induktivität (82) und einem Kondensator (84) parallel geschaltet. Parallel zu dem Kondensator (84) ist der elektrische Verbraucher (38) geschaltet. Die Erfindung betrifft ferner ein Hybridregelkraftwerk (10) mit einem derartigen Leistungssteller (24).The invention relates to a power controller (24) for controlling the electrical power consumption of an electrical load (38), e.g. a heating resistor (38) of an electric boiler (36), from a power supply (16), having a rectifier circuit (68) whose input (69) is connected to the power supply (16) and whose output (70) is connected to the input (74) a power factor correction circuit (76) formed as a buck converter circuit (76) is connected to whose input (74) a series circuit of a freewheeling diode (78) and a transistor (80) is connected in parallel. In this case, the freewheeling diode (78) is a series circuit of an inductance (82) and a capacitor (84) connected in parallel. Parallel to the capacitor (84) of the electrical load (38) is connected. The invention further relates to a hybrid control power plant (10) with such a power controller (24).

Description

Die Erfindung betrifft einen Leistungssteller zur Steuerung der elektrischen Leistungsaufnahme eines elektrischen Verbrauchers, z.B. eines Heizwiderstandes eines Elektrokessels, aus einem Stromnetz gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Hybridregelkraftwerk zur Stabilisierung eines Stromnetzes, insbesondere eines Mittelspannungsnetzes oder Hochspannungsnetzes, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 8 mit einem derartigen Leistungssteller.The invention relates to a power controller for controlling the electrical power consumption of an electrical load, e.g. a heating resistor of an electric boiler, a power grid according to the preamble of claim 1 and a hybrid control power plant for stabilizing a power grid, in particular a medium-voltage network or high-voltage network, according to the preamble of claim 8 with such a power controller.

Herkömmlicherweise verwenden Leistungssteller eine Phasenanschnittsteuerung, mit der mittels Thyristoren jeweils ein Teil einer Halbwelle des sinusförmigen Stromverlaufs durch den Verbraucher unterdrückt wird, so dass für die Dauer dieser Unterdrückung die Leistungsaufnahme des Verbrauchers auf Null reduziert wird. Diese Phasenanschnittsteuerung hat aber durch ihre nichtsinusförmige Stromaufnahme des Verbrauchers eine erhebliche Blindleistung im speisenden Stromnetz sowie stark ausgebildete Oberschwingungen zur Folge. Derartige Oberschwingungen und eine derartige Blindleistung sind jedoch nachteilig. Sie führen nämlich zu unerwünschten Verlusten und können zudem die Sicherheit anderer Verbraucher beeinträchtigen.Conventionally, power controllers use a phase control with which thyristors in each case a part of a half-wave of the sinusoidal current waveform is suppressed by the consumer, so that the power consumption of the consumer is reduced to zero for the duration of this suppression. Due to its non-sinusoidal current consumption of the load, however, this phase control has a significant reactive power in the supplying power network as well as highly developed harmonics. However, such harmonics and reactive power are disadvantageous. They lead to unwanted losses and can also affect the safety of other consumers.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Leistungssteller bereitzustellen, der derartige Oberschwingungen und eine derartige Blindleistung im speisenden Stromnetz substantiell reduziert bzw. vermeidet.The invention is therefore based on the object to provide a power controller, which substantially reduces or avoids such harmonics and such reactive power in the supplying power network.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen eines Leistungsstellers gemäß Anspruch 1.The invention solves this problem with the features of a power controller according to claim 1.

Erfindungsgemäß ist daher ein Leistungssteller zur Steuerung der elektrischen Leistungsaufnahme eines elektrischen Verbrauchers, beispielsweise eines Heizwiderstandes eines Elektrokessels, aus einem Stromnetz vorgesehen, der eine Gleichrichterschaltung aufweist, deren Eingang mit dem Stromnetz verbunden ist und deren Ausgang mit dem Eingang einer als Tiefsetzstellerschaltung ausgebildeten Leistungsfaktorkorrekturschaltung verbunden ist, zu deren Eingang eine Reihenschaltung aus einer Freilaufdiode und einem Transistor parallel geschaltet ist. Dabei ist der Freilaufdiode eine Reihenschaltung aus einer Induktivität und einem Kondensator parallel geschaltet, wobei der elektrische Verbraucher zu diesem Kondensator parallel geschaltet ist.According to the invention, therefore, a power controller for controlling the electrical power consumption of an electrical load, such as a heating resistor of an electric boiler, is provided from a power grid having a rectifier circuit whose input is connected to the power grid and whose output is connected to the input of a power factor correction circuit formed as a buck converter circuit to whose input a series circuit of a freewheeling diode and a transistor is connected in parallel. In this case, the freewheeling diode is a series circuit of an inductor and a capacitor connected in parallel, wherein the electrical load is connected in parallel to this capacitor.

Diese Leistungsfaktorkorrekturschaltung bewerkstelligt eine Reduzierung der Blindleistungsaufnahme durch die Wärmesenke und dient damit zugleich der Erhöhung der Wirkleistungsaufnahme. Die Leistungsfaktorkorrekturschaltung verhindert damit auch eine nachteilige Verunreinigung des Stromnetzes mit Oberschwingungen. Die Gleichrichterschaltung dient dabei der Gleichrichtung der eingangsseitig dem Leistungssteller zugeführten Wechselspannung aus dem Stromnetz, wodurch die nachfolgende Leistungssteuerung zwecks Anpassung der Leistungsaufnahme des Verbrauchers vereinfacht wird.This power factor correction circuit accomplishes a reduction of the reactive power consumption by the heat sink and thus serves at the same time to increase the active power consumption. The power factor correction circuit thus also prevents adverse contamination of the power network with harmonics. The rectifier circuit serves to rectify the AC voltage supplied from the power supply to the power controller on the input side, whereby the subsequent power control is simplified for the purpose of adapting the power consumption of the load.

Dank der erfindungsgemäß eingesetzten Tiefsetzstellerschaltung ist eine stufenlose Leistungssteuerung bei sinusförmiger Stromentnahme aus dem Stromnetz möglich. Eine Verunreinigung des Stromnetzes durch Oberschwingungen und Blindleistung, wie sie herkömmlicherweise infolge einer Phasenanschnittsteuerung auftritt, wird daher Dank der Erfindung vermieden.Thanks to the step-down converter circuit used in accordance with the invention, stepless power control is possible with sinusoidal current drain from the power grid. Pollution of the power network by harmonics and reactive power, as conventionally occurs as a result of a phase control, is therefore avoided thanks to the invention.

Ein derart ausgebildeter Leistungssteller ermöglicht damit vorteilhafterweise eine schnelle Steuerung der elektrischen Leistungsaufnahme des Verbrauchers. Dieser Leistungssteller eignet sich daher besonders für ein Hybridregelkraftwerk gemäß den Merkmalen von Anspruch 8 und zwar in besonderem Maße für die Bereitstellung von hochwertiger Primärregelleistung.Such a designed power controller thus advantageously allows a fast control of the electrical power consumption of the consumer. This power controller is therefore particularly suitable for a hybrid control power plant according to the features of claim 8, and in particular for the provision of high-quality primary control power.

Die Bereitstellung hochwertiger Primärregelleistung ist angesichts folgenden Hintergrunds hervorzuheben:The provision of high-quality primary control power should be emphasized in the light of the following background:

Erneuerbare Energien, wie Sonnenenergie und Windenergie, unterliegen einer schwankenden Verfügbarkeit. Daher ist im Stromsektor in zunehmendem Maße die Erschließung von Energiespeichern nötig, die kurzfristig Energie zur Verfügung stellen oder aufnehmen können. Stabile Stromnetze erfordern ein Gleichgewicht zwischen der Erzeugung und dem Verbrauch von elektrischem Strom. Nur wenn ein derartiges Gleichgewicht besteht, erreicht die Netzfrequenz ihren Sollwert, der in vielen Ländern, insbesondere im europäischen Raum 50 Hz beträgt. Sofern jedoch dieses Gleichgewicht zwischen der Erzeugung und dem Verbrauch von elektrischem Strom gestört wird, weicht die Netzfrequenz von 50 Hz ab. Die Netzfrequenz sinkt, wenn der aktuelle Stromverbrauch größer als die aktuelle Stromerzeugung ist. Umgekehrt steigt die Netzfrequenz an, wenn der aktuelle Stromverbrauch geringer als die aktuelle Stromerzeugung ist.Renewable energies, such as solar and wind energy, are subject to fluctuating availability. As a result, the electricity sector is increasingly requiring the development of energy storage systems that can provide or absorb energy in the short term. Stable power grids require a balance between the generation and consumption of electricity. Only if such equilibrium exists, the grid frequency reaches its setpoint, which is 50 Hz in many countries, especially in Europe. However, if this balance between generation and consumption of electric power is disturbed, the mains frequency deviates from 50 Hz. The grid frequency decreases if the current power consumption is greater than the current power generation. Conversely, the grid frequency increases if the current power consumption is less than the current power generation.

Übertragungsnetzbetreibern obliegt daher in vielen Ländern, wie z.B. in Deutschland, die Netzfrequenz stabil bei 50 Hz zu halten. Zwar sind geringe Abweichungen innerhalb eines Toleranzbereiches zulässig. Sinkt jedoch die Netzfrequenz zu tief ab, ist der Übertragungsnetzbetreiber gefordert, dem Stromnetz Leistung zuzuführen. Steigt die Netzfrequenz dagegen zu sehr an, muss der Übertragungsnetzbetreiber dem Stromnetz Leistung entnehmen. Hierfür benötigt der Übertragungsnetzbetreiber Regelleistung. Da der Übertragungsnetzbetreiber jedoch im Allgemeinen aus rechtlichen Gründen keine Kraftwerke besitzen darf, kauft der Übertragungsnetzbetreiber derartige Regelleistung bei Dritten ein und zwar in Form positiver und negativer Regelleistung verschiedener Qualitäten. Dabei bedeutet positive Regelleistung, dass dem Stromnetz Leistung zugeführt wird, während negative Regelleistung bedeutet, dass dem Stromnetz Leistung entnommen wird.Transmission system operators are therefore responsible in many countries, such as Germany, to keep the grid frequency stable at 50 Hz. Although slight deviations within a tolerance range are permissible. However, if the grid frequency drops too low, the transmission system operator is required to supply power to the grid. On the other hand, if the grid frequency increases too much, the transmission system operator must draw power from the grid. This requires the transmission system operator Control power. However, as the transmission system operator is generally not allowed to own power plants for legal reasons, the transmission system operator purchases such balancing power from third parties in the form of positive and negative balancing power of different qualities. In this case, positive control power means that power is supplied to the power grid, while negative control power means that power is taken from the power grid.

Diese Regelleistung unterteilt sich typischerweise in drei unterschiedliche Qualitäten, die einer zeitlichen Staffelung unterliegen: This balancing power is typically divided into three different qualities, which are subject to time staggering:

Primärregelleistung muss in einer Zeitspanne von 5 bis 30 Sekunden geliefert werden. Bereits die Vorhaltung dieser Primärregelleistung ist aufwändig und wird daher vergütet, selbst wenn weder positive noch negative Regelleistung benötigt wird. Daher wird Primärregelleistung hochwertig eingestuft.Primary control power must be delivered in a period of 5 to 30 seconds. Already the provision of this primary control power is complex and is therefore reimbursed, even if neither positive nor negative control power is needed. Therefore, primary control power is rated high.

Sekundärregelleistung muss hingegen in einer Zeitspanne von 30 Sekunden bis 15 Minuten geliefert werden. Typischerweise wird hierbei die Leistung sowie die Arbeit, d.h. die umgesetzte Energie, vergütet.Secondary control power, on the other hand, must be delivered in a time span of 30 seconds to 15 minutes. Typically, the power as well as the work, i. the converted energy, remunerated.

Tertiärregelleistung, die auch als Minutenreserve bezeichnet wird, muss in einer Zeitspanne von 15 bis 60 Minuten geliefert werden.Tertiary control power, also known as the minute reserve, must be delivered within a time frame of 15 to 60 minutes.

Ein Hybridregelkraftwerk zur Stabilisierung eine Stromnetzes, insbesondere eines Mittelspannungsnetzes oder Hochspannungsnetzes, gemäß Anspruch 8 setzt daher vorteilhafterweise den erfindungsgemäßen Leistungssteller ein. Ein solches Hybridregelkraftwerk umfasst dabei einen Batteriespeicher zur Bereitstellung von positiver Regelleistung, eine Wärmesenke zur Bereitstellung von negativer Regelleistung, einen bidirektionalen Wechselrichter, einen ersten Transformator, der primärseitig mit dem Stromnetz und sekundärseitig mit dem bidirektionalen Wechselrichter verbunden ist, wobei der Batteriespeicher über den bidirektionalen Wechselrichter und den ersten Transformator mit dem Stromnetz verbunden ist. Der an den Leistungssteller angeschlossene Verbraucher wird durch diese Wärmesenke gebildet. Dieser Leistungssteller steuert die Leistungsaufnahme dieser Wärmesenke aus dem Stromnetz.A hybrid control power plant for stabilizing a power grid, in particular a medium-voltage network or high-voltage grid, according to claim 8 therefore advantageously uses the power controller according to the invention. Such a hybrid control power plant in this case comprises a battery storage for providing positive control power, a heat sink for providing negative control power, a bidirectional inverter, a first transformer, the primary side connected to the mains and secondary side to the bidirectional inverter, the battery storage via the bidirectional inverter and the first transformer is connected to the mains. The consumer connected to the power controller is formed by this heat sink. This power controller controls the power consumption of this heat sink from the power grid.

Das Hybridregelkraftwerk umfasst ferner einen zweiten Transformator, der primärseitig mit dem Stromnetz und sekundärseitig mit dem Leistungssteller verbunden ist, wobei die Wärmesenke über den Leistungssteller und den zweiten Transformator mit dem Stromnetz verbunden ist. Schließlich ist ein Prozessleitsystem vorgesehen, welches den Leistungssteller und den Wechselrichter steuert.The hybrid control power plant further comprises a second transformer, which is connected on the primary side to the power grid and the secondary side to the power controller, wherein the heat sink is connected via the power controller and the second transformer to the power grid. Finally, a process control system is provided which controls the power controller and the inverter.

Der erfindungsgemäß eingesetzte Transistor ist vorzugsweise als IGBT-Transistor (Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode) oder als SiC-Transistor (Siliziumcarbid-Transistor) ausgebildet. Der erfindungsgemäße Transistor wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mit einem sinusförmig modulierten PWM-Signal (Pulsweitenmodulationssignal) getaktet angesteuert. Dies ermöglicht eine stufenlose sinusförmige Leistungssteuerung des Elektrokessels entsprechend dem Tastverhältnis des Transistors. Vorteilhafterweise ist dies auch für sehr große negative Regelleistungen möglich, da IGBTs beispielsweise für 5.000 V Sperrspannung und 5.000 A Schaltvermögen verfügbar sind.The transistor used according to the invention is preferably designed as an IGBT transistor (insulated gate bipolar transistor) or as a SiC transistor (silicon carbide transistor). The transistor according to the invention is clocked according to a development of the invention with a sinusoidally modulated PWM signal (pulse width modulation signal). This allows a stepless sinusoidal power control of the electric kettle according to the duty cycle of the transistor. Advantageously, this is also possible for very large negative control powers, as IGBTs are available, for example, for 5,000 V blocking voltage and 5,000 A switching capacity.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Leistungssteller einen Detektor zum Bestimmen der Leistungsaufnahme des Verbrauchers und/oder der Netzfrequenz des Stromnetzes aufweist, wobei der Detektor ein Detektionssignal erzeugt, das einem Regelkreis zugeführt wird, der in Abhängigkeit von dem Detektionssignal und/oder einer von einem Prozessleitsystem zugeführten Stellgröße über eine Steuerleitung ein Steuersignal zur Ansteuerung des Transistors erzeugt.A further development of the invention provides that the power controller has a detector for determining the power consumption of the consumer and / or the mains frequency of the power network, wherein the detector generates a detection signal which is fed to a control circuit, which in response to the detection signal and / or a generated by a process control system manipulated variable via a control line generates a control signal for driving the transistor.

Mittels dieses Regelkreises kann die elektrische Leistung des Verbrauchers schnell gesteuert und schnell verändert werden. Im Falle der oben beschriebenen gewünschten Primärregelleistung muss eine Leistungsänderung des Verbrauchers von beispielsweise 0 % auf 100 % spätestens innerhalb eines Zeitraums von 30 Sekunden erfolgt sein. Eine derart schnelle Leistungsänderung eines Verbrauchers, beispielsweise eines Heizwiderstandes eines Elektrokessels, lässt sich auf diese Weise mit einer derartigen leistungselektronischen Ansteuerung stufenlos erzielen.By means of this control circuit, the electrical power of the consumer can be controlled quickly and changed quickly. In the case of the desired primary control power described above, a power change of the consumer from, for example, 0% to 100% must have occurred at the latest within a period of 30 seconds. Such a rapid power change of a consumer, such as a heating resistor of an electric boiler, can be achieved steplessly in this way with such power electronic control.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Detektor in einem Zweig angeordnet, der von einem Strom durchflossen wird, der von dem durch den Verbraucher fließenden Strom bestimmt wird. Der Detektor kann auf diese Weise den Strom durch den Verbraucher bestimmen und damit auch dessen Leistungsaufnahme ermitteln. Außerdem kann an dieser Stelle auch die Netzfrequenz ermittelt werden und dem Regelkreis zugeführt werden.According to one embodiment of the invention, the detector is arranged in a branch, which is traversed by a current which is determined by the current flowing through the consumer. The detector can thus determine the current through the consumer and thus also determine its power consumption. In addition, at this point, the mains frequency can be determined and fed to the control loop.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das PWM-Signal stufenlos veränderbar ist. Hierdurch ist eine stufenlose Steuerung des Transistors und damit der Leistungsaufnahme des Verbrauchers möglich.A development of the invention provides that the PWM signal is infinitely variable. As a result, a stepless control of the transistor and thus the power consumption of the consumer is possible.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Tiefsetzstellerschaltung eingangsseitig ein Kondensator parallel geschaltet. Dieser Kondensator kompensiert dabei Streuinduktivitäten der Quelle, nämlich der von der Gleichrichterschaltung erzeugten gleichgerichteten transformierten sinusartigen Netzspannung.According to one embodiment of the invention, the buck converter circuit on the input side, a capacitor is connected in parallel. This capacitor compensates for stray inductances of the source, namely that of the rectifier circuit generated rectified transformed sinusoidal mains voltage.

Eine Weiterbildung des vorgenannten erfindungsgemäßen Hybridregelkraftwerks sieht vor, dass die Wärmesenke und der Batteriespeicher an unterschiedlichen, räumlich voneinander getrennten Standorten errichtet sind und Weitverkehrsverbindungen, insbesondere Internetverbindungen, vorgesehen sind, mittels denen der Leistungssteller und der bidirektionale Wechselrichter mit dem Prozessleitsystem verbunden sind. Die Erfindung ermöglicht aufgrund dieses Aufbaus die Verwendung von Batteriespeichern, die typischerweise nicht speziell für ein derartiges Hybridregelkraftwerk errichtet worden sind. Vielmehr ermöglicht die Erfindung die Verwendung von Batteriespeichern, die ursprünglich für einen anderen Zweck vorgesehen wurden.A development of the aforementioned hybrid control power plant according to the invention provides that the heat sink and the battery storage are installed at different, spatially separated locations and long-distance connections, in particular Internet connections, are provided, by means of which the power controller and the bidirectional inverter are connected to the process control system. The invention, by virtue of this construction, enables the use of battery storage devices which typically have not been specifically designed for such a hybrid power plant. Rather, the invention allows the use of battery storage, which were originally intended for a different purpose.

Die Erfindung ermöglicht daher als Batteriespeicher ein Batterielager heranzuziehen, welches beispielsweise einem Automobilwerk zur Herstellung von Kraftfahrzeugen, insbesondere zur Herstellung von Fahrzeugen mit Elektroantrieb, zugeordnet ist. Derartige Batterielager sind im Zuge der zunehmenden Herstellung derartiger Elektrofahrzeuge immer häufiger anzutreffen. Sie sind dabei entweder am Industriestandort des Automobilwerkes errichtet oder am Industriestandort des Batterieherstellers. Zur Erhaltung der Lebensdauer der in derartigen Batterielagern gelagerten Batterien sind die gelagerten Batterien regelmäßig an Ladungserhaltungssysteme angeschlossen, welche zur Vorbeugung möglicher Batterieschäden für eine permanente Mindestladung der gelagerten Batterien sorgen.The invention therefore makes it possible to use as a battery storage a battery store, which is assigned, for example, an automobile plant for the production of motor vehicles, in particular for the production of vehicles with electric drive. Such battery storage are increasingly encountered in the course of the increasing production of such electric vehicles. They are either built on the industrial site of the automobile factory or on the industrial site of the battery manufacturer. In order to preserve the life of the batteries stored in such battery stores, the stored batteries are regularly connected to charge retention systems, which provide for the prevention of possible battery damage for a permanent minimum charge of the stored batteries.

Da derartige Batterielager über diese Ladungserhaltungssysteme die Batterien bereits mit dem Stromnetz verbinden, können dank der Erfindung derartige Batterielager als Batteriespeicher eines Hybridregelkraftwerks verwendet werden, wenn sie in der Lage sind, kurzfristig Regelleistung in das Stromnetz abzugeben. Dazu wird ein solches Batterielager über einen bidirektionalen Wechselrichter und Transformator mit dem Stromnetz verbunden.Since such battery storage already connect the batteries with these power conservation systems to the mains, thanks to the invention, such battery storage can be used as a battery storage of a hybrid power plant, if they are able to deliver control power in the power grid in the short term. For this purpose, such a battery storage is connected via a bidirectional inverter and transformer to the mains.

Alternativ oder zusätzlich kann bei einer Ausgestaltung der Erfindung der Batteriespeicher ein Batterie-Zweitverwertungslager für gebrauchte Batterien umfassen. Hierbei handelt es sich um gebrauchte Batterien von Fahrzeugen, beispielsweise Fahrzeugen mit Elektroantrieben, von Laptops, Notebooks oder Tablets sowie Smartphones, bei denen alterungsbedingt die Kapazität bereits so weit gesunken ist, dass die jeweiligen Verwender die entsprechenden Batterien durch neue ersetzt haben. In der Regel sind derartige Batterien jedoch nicht defekt, sondern weisen lediglich eine reduzierte Kapazität auf. Sie können daher noch einer weiteren Verwendung zugeführt werden. Die Erfindung hat erkannt, dass sich derartige gebrauchte Batterien ideal als Batteriespeicher für Hybridregelkraftwerke eignen, da sie zu deutlich niedrigeren Kosten erhältlich sind als neuwertige Batterien. Zudem werden Ressourcen und die Umwelt geschont, wenn solche gebrauchten Batterien einer weiteren Nutzung zugeführt werden können.Alternatively or additionally, in one embodiment of the invention, the battery storage may comprise a second-use battery storage for used batteries. These are used batteries of vehicles, such as vehicles with electric drives, laptops, notebooks or tablets, as well as smartphones, where due to the aging capacity has already fallen so far that the respective users have replaced the corresponding batteries with new ones. In general, however, such batteries are not defective, but only have a reduced capacity. They can therefore still be used for further use. The invention has recognized that such used batteries are ideal as a battery storage for hybrid power plants, since they are available at much lower cost than new batteries. In addition, resources and the environment are spared, if such used batteries can be used for further use.

Somit können vorteilhafterweise Batterielager an dezentral errichteten Industriestandorten als Energiespeicher für ein Hybridregelkraftwerk verwendet werden. Der Steuerung des bidirektionalen Wechselrichters sowie des Leistungsstellers mittels des über Weitverkehrsverbindungen verbundenen Prozessleitsystems kommt dann eine besondere Bedeutung zu. Diese Weitverkehrsverbindungen sind daher vorteilhafterweise ausfallsicher und/oder redundant aufgebaut, so dass eine hohe Verfügbarkeit gegeben ist.Thus, battery storage can advantageously be used at decentralized industrial sites as energy storage for a hybrid power plant. The control of the bidirectional inverter and the power controller by means of the process control system connected via long-distance connections is then of particular importance. These long-distance connections are therefore advantageously fail-safe and / or redundant, so that a high availability is given.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Prozessleitsystem den bidirektionalen Wechselrichter derart steuert, dass der Batteriespeicher im Normalbetrieb mit 100 %, zumindest aber mit 90 % bis 95 %, seiner Kapazität geladen ist. Die Erfindung hat erkannt, dass der Batteriespeicher einer der wesentlichen Kostenfaktoren zur Sicherung der Netzstabilität darstellt und daher seine Kapazität möglichst umfassend genutzt werden sollte. Je höher daher der Ladezustand des Batteriespeichers im Normalbetrieb ist, d.h. in dem Zustand, in dem keine positive Regelleistung vom Energiespeicher in das Stromnetz eingespeist werden muss, desto kosteneffizienter kann das Hybridregelkraftwerk betrieben werden.A development of the invention provides that the process control system controls the bidirectional inverter in such a way that the battery storage is charged in normal operation with 100%, but at least with 90% to 95% of its capacity. The invention has recognized that the battery storage represents one of the essential cost factors for securing the network stability and therefore its capacity should be used as comprehensively as possible. Therefore, the higher the state of charge of the battery storage in normal operation, i. in the state in which no positive control power from the energy storage must be fed into the grid, the more cost-efficient, the hybrid power plant can be operated.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hybridregelkraftwerks umfasst die Wärmesenke einen Elektrokessel eines Fernwärmesystems zur Bereitstellung von Fernwärme, mittels dem das Wärmeübertragungsmedium des Fernwärmesystems erhitzt wird. Typischerweise handelt es sich hierbei um Wasser bzw. Wasserdampf. Ein solches Fernwärmesystem besitzt eine hohe Speicherfähigkeit zur Speicherung von Wärmeenergie und damit eine hohe Speicherkapazität für die bei negativer Regelleistung anfallende Energie. Damit unterscheidet sich ein derartiges Hybridregelkraftwerk substantiell von einem singulären Batteriespeicher, der lediglich eine begrenzte Aufnahmefähigkeit für die im Falle der Entnahme von negativer Regelleistung anfallende Energie aufweist.According to one embodiment of the hybrid control power plant according to the invention, the heat sink comprises an electric boiler of a district heating system for providing district heating, by means of which the heat transfer medium of the district heating system is heated. Typically, this is water or water vapor. Such a district heating system has a high storage capacity for storing heat energy and thus a high storage capacity for the resulting negative power reserve energy. Thus, such a hybrid control power plant differs substantially from a singular battery storage, which has only a limited capacity for the resulting in the case of the withdrawal of negative control power energy.

Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Hybridregelkraftwerks umfasst die Wärmesenke zudem einen Wärmespeicher des Fernwärmesystems. Typischerweise sind die Wärmespeicher von Fernwärmesystemen mit einer sehr großen Speicherfähigkeit ausgestattet, da sie auch im Winter bei tiefen nächtlichen Temperaturen ganze Stadtteile mit ausreichend Fernwärme versorgen müssen. Erfindungsgemäß können solche Wärmespeicher von Fernwärmesystemen in das Hybridregelkraftwerk integriert werden, um dessen negative Regelleistung zu erhöhen.According to one embodiment of the hybrid power plant according to the invention, the heat sink also includes a heat storage of the district heating system. Typically, the heat storage of district heating systems are equipped with a very large storage capacity, as they are whole neighborhoods even in winter at low night temperatures have to provide sufficient district heating. According to the invention, such heat storage of district heating systems can be integrated into the hybrid control power plant to increase its negative control power.

Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Hybridregelkraftwerks wird zudem das gesamte Fernwärmenetz als Wärmesenke herangezogen, so dass nicht nur der Elektrokessel eines Fernwärmenetzes und sein Wärmespeicher für die Bereitstellung negativer Regelleistung herangezogen werden, sondern auch die sich im Fernwärmenetz befindenden Wärmeverbraucher, insbesondere Heizkörper und Warmwasserspeicher für Frischwasser.According to one embodiment of the hybrid power plant according to the invention also the entire district heating network is used as a heat sink, so that not only the electric boiler of a district heating network and its heat storage are used for the provision of negative control power, but also located in the district heating network heat consumers, especially radiators and hot water tank for fresh water.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die vorgenannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausgestaltungen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Ansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Ansprüche möglich und wird hiermit vorgeschlagen. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen verschiedener Ansprüche kombiniert werden. Ebenso können in Ansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungen der Erfindung entfallen.Further developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The abovementioned advantages of features and of combinations of several features are exemplary and can come into effect alternatively or cumulatively, without the advantages necessarily having to be achieved by embodiments according to the invention. The combination of features of different embodiments of the invention or features of different claims is also possible deviating from the chosen back-relationships of the claims and is hereby proposed. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features may also be combined with features of various claims. Likewise, claims listed in claims can be omitted for further embodiments of the invention.

In der Zeichnung zeigen:

• 1 ein Blockschaltbild eines Hybridregelkraftwerks gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und
• 2 ein elektrisches Schaltbild eines Leistungsstellers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie er gemäß einer besonderen Ausführung der Erfindung beispielsweise in einem Hybridregelkraftwerk gemäß 1 verwendet werden kann.

In the drawing show:

• 1 a block diagram of a hybrid power plant according to an embodiment of the invention and
• 2 an electrical circuit diagram of a power controller according to an embodiment of the invention, as according to a particular embodiment of the invention, for example in a hybrid power plant according to 1 can be used.

1 zeigt ein Hybridregelkraftwerk 10 gemäß einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches über zwei Schalteinrichtungen 12, 14 mit einem Stromnetz 16 verbunden ist. Bei diesem Stromnetz 16 handelt es sich beispielsweise um ein Mittelspannungsnetz oder Hochspannungsnetz, insbesondere des europäischen Verbundnetzes. Das Hybridregelkraftwerk 10 umfasst ferner einen ersten Transformator 18 sowie einen zweiten Transformator 20, einen bidirektionalen Wechselrichter 22 sowie einen Leistungssteller 24. Ferner umfasst das Hybridregelkraftwerk 10 einen Batteriespeicher 26 sowie eine Wärmesenke 28. 1 shows a hybrid power plant 10 according to a particular embodiment of the invention, which has two switching devices 12 . 14 with a power grid 16 connected is. In this power grid 16 it is, for example, a medium-voltage network or high-voltage network, in particular the European interconnected network. The hybrid power plant 10 further comprises a first transformer 18 and a second transformer 20 , a bidirectional inverter 22 as well as a power controller 24 , Furthermore, the hybrid power plant includes 10 a battery storage 26 and a heat sink 28 ,

Primärseitig ist der erste Transformator 18 mit der ersten Schalteinrichtung 12 verbunden. Sekundärseitig ist der erste Transformator 18 mit dem bidirektionalen Wechselrichter 22 verbunden, der wiederum mit dem Batteriespeicher 26 verbunden ist. Der zweite Transformator 20 ist primärseitig mit der zweiten Schalteinrichtung 14 verbunden. Sekundärseitig ist der zweite Transformator 20 mit dem Leistungssteller 24 verbunden, der wiederum mit der Wärmesenke 28 verbunden ist.Primary side is the first transformer 18 with the first switching device 12 connected. Secondary is the first transformer 18 with the bidirectional inverter 22 connected, in turn, with the battery storage 26 connected is. The second transformer 20 is primary side with the second switching device 14 connected. Secondary is the second transformer 20 with the power controller 24 connected, in turn, with the heat sink 28 connected is.

Weitverkehrsverbindungen 30, insbesondere schnelle und hochverfügbare Internetverbindungen 32, verbinden den bidirektionalen Wechselrichter 22 und den Leistungssteller 24 mit einem Prozessleitsystem 34.Wide area connections 30 , especially fast and highly available internet connections 32 , connect the bidirectional inverter 22 and the power controller 24 with a process control system 34 ,

Der Batteriespeicher 26 befindet sich an einem ersten Standort A, insbesondere Industriestandort, während sich die Wärmesenke an einem vom Standort A entfernten zweiten Standort B, insbesondere Industriestandort, befindet. Beispielsweise handelt es sich bei dem Standort A um den Standort eines Automobilherstellers, insbesondere für Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb, oder um den Standort eines Herstellers für wiederaufladbare Fahrzeugbatterien von derartigen Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb.The battery storage 26 is at a first location A , especially industrial site, while the heat sink at a location of the site A distant second location B , in particular industrial location, is located. For example, it is the location A the location of an automobile manufacturer, in particular for electric vehicles, or the location of a manufacturer of rechargeable vehicle batteries of such electric vehicles.

Es kann sich dabei aber auch um ein reines Batterielager eines Logistikdienstleisters handeln, bei dem derartige Fahrzeugbatterien gelagert sind.However, it may also be a pure battery storage of a logistics service provider, in which such vehicle batteries are stored.

Da derartige Fahrzeugbatterien in idealer Weise an ein System zur Aufrechterhaltung der Ladung angeschlossen sind, besteht ein direkter oder indirekter Anschluss an das Stromnetz 16. Derartige Batterien können daher als Batteriespeicher eines Hybridregelkraftwerks verwendet werden, sofern sie geeignet gesteuert werden, d.h., insbesondere in der Lage sind positive Regelleistung kurzfristig an das Stromnetz 16 zur Verfügung zu stellen. Hierzu ist erfindungsgemäß das Prozessleitsystem 34 vorgesehen, das vorzugsweise (aber nicht notwendigerweise) an einem anderen Standort als dem Standort A vorgesehen ist.Since such vehicle batteries are ideally connected to a system for maintaining the charge, there is a direct or indirect connection to the power grid 16 , Such batteries can therefore be used as a battery storage of a hybrid power plant, provided that they are suitably controlled, ie, in particular capable of positive control power short-term to the power grid 16 to provide. For this purpose, the process control system according to the invention 34 provided, preferably (but not necessarily) at a location other than the location A is provided.

Alternativ kann es sich bei dem Standort A um den Standort eines Batterielagers für die Zweitverwertung von Batterien handeln, bei dem Batterien von Elektrofahrzeugen nach einer bestimmten Nutzungsdauer in einem Elektrofahrzeug oder nach Unterschreiten einer Restkapazität einer Zweitverwertung zugeführt werden. Derartige Batterien sind in der Regel dann (noch) nicht defekt, sondern verfügen lediglich über eine verminderte Kapazität. Sie eignen sich daher noch immer als Batteriespeicher eines Hybridregelkraftwerks.Alternatively, it may be at the location A to the location of a battery storage for the secondary use of batteries, in which batteries of electric vehicles after a certain period of use in an electric vehicle or after falling below a residual capacity of a second recycling are supplied. Such batteries are usually not (yet) defective, but only have a reduced capacity. They are suitable Therefore, still as a battery storage of a hybrid power plant.

Der Standort B wird beispielsweise durch den Standort eines Fernwärmenetzbetreibers gebildet. Die Wärmesenke 28 umfasst einen Elektrokessel 36 mit einem Heizwiderstand 38 als elektrischen Verbraucher sowie einen Wärmespeicher 40 und ein Fernwärmenetz 42. Der Elektrokessel 36, der Wärmespeicher 40 sowie das Fernwärmenetz 42 haben jeweils einen Anschluss 44, 46, 48, über den erwärmtes Medium des Fernwärmesystems zugeführt wird.The site B is formed, for example, by the location of a district heating network operator. The heat sink 28 includes an electric kettle 36 with a heating resistor 38 as an electrical consumer and a heat storage 40 and a district heating network 42 , The electric kettle 36 , the heat storage 40 as well as the district heating network 42 each have a connection 44 . 46 . 48 , is supplied via the heated medium of the district heating system.

Ferner weisen der Elektrokessel 36, der Wärmespeicher 40 sowie das Fernwärmenetz 42 jeweils einen Anschluss 50, 52, 54 auf, über den kaltes Medium bzw. erkaltetes Medium abgeführt wird.Further, the electric boiler 36 , the heat storage 40 as well as the district heating network 42 one connection each 50 . 52 . 54 on, is discharged through the cold medium or cooled medium.

Die Anschlüsse 44, 46, 48 sind über eine wärmeführende Leitung 56 verbunden, in der wenigstens eine Umwälzpumpe 58 vorgesehen ist. In analoger Weise sind die Anschlüsse 50, 52, 54 über eine Leitung 60 für erkaltetes Medium verbunden, in der eine oder mehrere Umweltpumpen 62 angeordnet sind.The connections 44 . 46 . 48 are over a heat-conducting pipe 56 connected, in the at least one circulation pump 58 is provided. In an analogous way are the connections 50 . 52 . 54 over a line 60 connected for cooled medium, in the one or more environmental pumps 62 are arranged.

Am Anschluss 50 des Elektrokessels 36 ist ein Absperrventil 64 vorgesehen. Zusätzlich oder alternativ kann ein Absperrventil aber auch am Anschluss 44 des Elektrokessels 36 vorgesehen sein. Derartige Absperrventile 64 dienen dazu, bei Bedarf den Elektrokessel vom Wärmespeicher und Wärmenetz abzukoppeln.At the connection 50 of the electric kettle 36 is a shut-off valve 64 intended. Additionally or alternatively, a shut-off valve but also on the connection 44 of the electric kettle 36 be provided. Such shut-off valves 64 serve to decouple the electric boiler from the heat storage and heat network if necessary.

2 zeigt ein detaillierteres Schaltbild des Leistungsstellers 24. Am Eingang 66 des Leistungsstellers 24 liegt die beispielsweise auf 230 V transformierte Netzspannung an, wie sie von dem zweiten Transformator 20 geliefert wird. Hierbei handelt es sich um eine Wechselspannung. 2 shows a more detailed circuit diagram of the power controller 24 , At the entrance 66 of the power controller 24 For example, the line voltage transformed to 230 V, as it is from the second transformer, is present 20 is delivered. This is an AC voltage.

Eine Gleichrichterschaltung 68 richtet diese an ihrem Eingang 69 anliegende Wechselspannung gleich, um eine gleichgerichtete Wechselspannung am Ausgang 70 der Gleichrichterschaltung 68 zu erhalten. Diese Gleichrichterschaltung 68 wird durch vier Dioden 71 gebildet, die zu einer Brückenschaltung verschaltet sind.A rectifier circuit 68 direct them at their entrance 69 applied AC voltage equal to a rectified AC voltage at the output 70 the rectifier circuit 68 to obtain. This rectifier circuit 68 is through four diodes 71 formed, which are connected to a bridge circuit.

Parallel zum Ausgang 70 ist ein Kondensator 72, insbesondere Polypropylen-Kondensator, vorgesehen, mittels dem Streuinduktivitäten der Quelle, d.h. der gleichgerichteten Sinusspannung, wie sie am Ausgang 70 der Gleichrichterschaltung 68 anliegt, kompensiert werden.Parallel to the exit 70 is a capacitor 72 , In particular polypropylene capacitor, provided by means of the leakage inductance of the source, ie the rectified sine wave, as at the output 70 the rectifier circuit 68 is compensated.

Der Ausgang 70 der Gleichrichterschaltung 68 ist mit einem Eingang 74 einer eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung bildenden Tiefsetzstellerschaltung 76 verbunden.The exit 70 the rectifier circuit 68 is with an entrance 74 a power factor correction circuit forming buck converter circuit 76 connected.

Parallel zum Eingang 74 der Tiefsetzstellerschaltung 76 ist eine Reihenschaltung aus einer Freilaufdiode 78 und einem Transistor 80, insbesondere einem IGBT- oder SiC-Transistor, geschaltet. Der Freilaufdiode 78 ist eine Reihenschaltung aus einer Induktivität 82 und einem Kondensator 84 parallel geschaltet, wobei dem Kondensator 84 der Heizwiderstand 38 des Elektrokessels 36 parallel geschaltet ist.Parallel to the entrance 74 the buck converter circuit 76 is a series connection of a freewheeling diode 78 and a transistor 80 , in particular an IGBT or SiC transistor. The freewheeling diode 78 is a series connection of an inductance 82 and a capacitor 84 connected in parallel, the capacitor 84 the heating resistor 38 of the electric kettle 36 is connected in parallel.

Dem Transistor 80 ist ferner eine Reihenschaltung aus einem weiteren Kondensator 86 und einem Widerstand 88 parallel geschaltet.The transistor 80 is also a series circuit of another capacitor 86 and a resistance 88 connected in parallel.

In dem Zweig 90, der von der Reihenschaltung aus der Induktivität 82 und dem Kondensator 84 gebildet wird, ist ein Detektor 92 vorgesehen, über den ein Signal abgegriffen wird, das nach einer weiteren Verarbeitung in einem Regelkreis 94 zur Ansteuerung des Transistors 80 über eine Steuerleitung 96 herangezogen wird.In the branch 90 from the series circuit of the inductor 82 and the capacitor 84 is formed is a detector 92 provided via which a signal is tapped, after further processing in a control loop 94 for driving the transistor 80 via a control line 96 is used.

Mittels eines derartigen Detektors 92 kann ein Detektionssignal erzeugt werden, aus welchem sich die von dem Heizwiderstand 58 aufgenommene Leistung bestimmen lässt. Dieses Detektionssignal wird von dem Regelkreis 94 mit einem Sollwert verglichen, der von dem Prozessleitsystem 34 zur Verfügung gestellt wird, um daraus das Signal zur Ansteuerung des Transistors 80 über die Steuerleitung 96 zu generieren.By means of such a detector 92 a detection signal can be generated, from which the heating resistor 58 determine recorded power. This detection signal is from the control loop 94 compared with a setpoint obtained by the process control system 34 is provided in order to use the signal to drive the transistor 80 over the control line 96 to generate.

Alternativ kann auch anhand des Detektors 92 oder mittels eines anderen Detektors, beispielsweise mittels einer den Transformator 98 beinhalteten Schaltung, die Netzfrequenz des speisenden Stromnetzes herangezogen werden, um den Transistor 80 über die Steuerleitung 96 anzusteuern. Liegt beispielsweise die ermittelte Netzfrequenz oberhalb des Sollwertes, kann automatisch mittels des Regelkreises 94 über die Steuerleitung 96 dem Transistor 80 ein Steuersignal zugeführt werden, so dass die Leistungsaufnahme des Heizwiderstandes 38 erhöht wird.Alternatively, it is also possible to use the detector 92 or by means of another detector, for example by means of a transformer 98 included circuit, the mains frequency of the supplying power network are used to the transistor 80 over the control line 96 head for. If, for example, the determined network frequency is above the nominal value, it can be automatically adjusted by means of the control circuit 94 over the control line 96 the transistor 80 a control signal are supplied, so that the power consumption of the heating resistor 38 is increased.

Der Leistungssteller 24 bildet zusammen mit diesem Regelkreis 94 einen neuartigen Leistungsfaktor korrigierten Leistungssteller, der die Funktion hat, die elektrische Leistung des Elektrokessels 36 schnell zu steuern. Im Falle einer gewünschten Primärregelleistung muss eine Leistungsänderung des Elektrokessels 36 von 0 % auf 100 % in 0 bis 30 Sekunden erfolgen können. Eine derart schnelle Leistungsänderung eines mit einem Heizwiderstand 38 betriebenen Elektrokessels 36 ist nur mit einer leistungselektronischen Ansteuerung, wie oben beschrieben, stufenlos möglich.The power controller 24 forms together with this control loop 94 a novel power factor corrected power controller, which has the function of the electric power of the electric boiler 36 to steer quickly. In the case of a desired primary control power must be a power change of the electric boiler 36 from 0% to 100% in 0 to 30 seconds. Such a fast change in power one with a heating resistor 38 operated electric boiler 36 is infinitely possible only with a power electronic control, as described above.

Der erfindungsgemäß beschriebene Leistungssteller 24 ermöglicht eine stufenlose sinusförmige Leistungssteuerung des Elektrokessels 36, ohne dabei jedoch zu einer Blindleistungsaufnahme des speisenden Stromnetzes 16 zu führen.The power controller described according to the invention 24 enables stepless sinusoidal power control of the electric boiler 36 , without, however, to a reactive power consumption of the power grid 16 respectively.

2 zeigt eine einphasige Schaltung des Leistungsstellers 24. Für größere Leistungen wird der gezeigte Leistungssteller 24 für jede Phase separat aufgebaut und bildet dann einen dreiphasigen Leistungssteller. 2 shows a single-phase circuit of the power controller 24 , For larger outputs, the shown power controller 24 is constructed separately for each phase and then forms a three-phase power controller.

Der erfindungsgemäße Leistungssteller 24 bietet sich zwar zur Verwendung in einem Hybridregelkraftwerk gemäß 1 an. Er kann jedoch zur Steuerung der Leistungsaufnahme jedweder anderer Verbraucher eingesetzt werden, bei denen es darauf ankommt, das speisende Stromnetz nicht mit Oberschwingungen zu verunreinigen und mit Blindleistung zu belasten.The power controller according to the invention 24 Although it is suitable for use in a hybrid power plant according to 1 at. However, it can be used to control the power consumption of any other consumer who does not want to contaminate the power supply system with harmonics and charge it with reactive power.

Claims (11)

Leistungssteller zur Steuerung der elektrischen Leistungsaufnahme eines elektrischen Verbrauchers (38), z.B. eines Heizwiderstandes (38) eines Elektrokessels (36), aus einem Stromnetz (16), gekennzeichnet durch eine Gleichrichterschaltung (68), deren Eingang (69) mit dem Stromnetz (16) verbunden ist und deren Ausgang (70) mit dem Eingang (74) einer als Tiefsetzstellerschaltung (76) ausgebildeten Leistungsfaktorkorrekturschaltung (76) verbunden ist, zu deren Eingang (74) eine Reihenschaltung aus einer Freilaufdiode (78) und einem Transistor (80) parallel geschaltet ist, wobei der Freilaufdiode (78) eine Reihenschaltung aus einer Induktivität (82) und einem Kondensator (84) parallel geschaltet ist und wobei parallel zu diesem Kondensator (84) der elektrische Verbraucher (38) geschaltet ist.Power controller for controlling the electrical power consumption of an electrical load (38), for example a heating resistor (38) of an electric boiler (36), from a power grid (16), characterized by a rectifier circuit (68) whose input (69) to the power grid (16 ) and whose output (70) is connected to the input (74) of a power factor correction circuit (76) designed as a buck converter circuit (76), to the input (74) of which a series circuit comprising a freewheeling diode (78) and a transistor (80) is connected in parallel is connected, wherein the freewheeling diode (78) is a series circuit of an inductance (82) and a capacitor (84) connected in parallel and parallel to this capacitor (84) of the electrical load (38) is connected. Leistungssteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor (80) ein IGBT- oder ein SiC-Transistor ist.Power controller after Claim 1 , characterized in that the transistor (80) is an IGBT or a SiC transistor. Leistungssteller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor (80) mit einem sinusförmig modulierten PWM-Signal getaktet angesteuert wird.Power controller after Claim 1 or 2 , characterized in that the transistor (80) is driven clocked with a sinusoidally modulated PWM signal. Leistungssteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Detektor (92; 98) zum Bestimmen der Leistungsaufnahme des Verbrauchers (38) und/oder der Netzfrequenz des Stromnetzes (16), wobei der Detektor (92; 98) ein Detektionssignal erzeugt, das einem Regelkreis (94) zugeführt wird, der in Abhängigkeit von dem Detektionssignal und/oder einer von einem Prozessleitsystem (34) zugeführten Stellgröße über eine Steuerleitung (96) ein Steuersignal zur Ansteuerung des Transistors (80) erzeugt.Power controller according to one of the preceding claims, characterized by a detector (92; 98) for determining the power consumption of the load (38) and / or the mains frequency of the power network (16), wherein the detector (92; 98) generates a detection signal which corresponds to a Control circuit (94) is supplied, which generates a control signal for driving the transistor (80) in response to the detection signal and / or one of a process control system (34) control variable via a control line (96). Leistungssteller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (92) in einem Zweig (90) angeordnet ist, der von einem Strom durchflossen wird, der von dem durch den Verbraucher (38) fließenden Strom bestimmt wird.Power controller after Claim 4 , characterized in that the detector (92) is arranged in a branch (90), through which flows a current which is determined by the current flowing through the load (38). Leistungssteller nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das PWM-Signal stufenlos veränderbar ist.Power controller according to one of the Claims 3 to 5 , characterized in that the PWM signal is continuously variable. Leistungssteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tiefsetzstellerschaltung (76) eingangsseitig ein Kondensator (72) parallel geschaltet ist.Power controller according to one of the preceding claims, characterized in that the buck converter circuit (76) on the input side, a capacitor (72) is connected in parallel. Hybridregelkraftwerk zur Stabilisierung eines Stromnetzes (16), insbesondere eines Mittelspannungsnetzes oder Hochspannungsnetzes, mit einem Batteriespeicher (26) zur Bereitstellung von positiver Regelleistung, einer Wärmesenke (28) zur Bereitstellung von negativer Regelleistung, einem bidirektionalen Wechselrichter (22), einem ersten Transformator (18), der primärseitig mit dem Stromnetz (16) und sekundärseitig mit dem bidirektionalen Wechselrichter (22) verbunden ist, wobei der Batteriespeicher (26) über den bidirektionalen Wechselrichter (22) und den ersten Transformator (18) mit dem Stromnetz (16) verbunden ist, gekennzeichnet durch einen Leistungssteller (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dessen angeschlossener Verbraucher (38) die Wärmesenke (28) ist und der die Leistungsaufnahme dieser Wärmesenke (28) aus dem Stromnetz (16) steuert, einem zweiten Transformator (20), der primärseitig mit dem Stromnetz (16) und sekundärseitig mit dem Leistungssteller (24) verbunden ist, wobei die Wärmesenke (28) über den Leistungssteller (24) und den zweiten Transformator (20) mit dem Stromnetz (16) verbunden ist, und einem Prozessleitsystem (34), das den Leistungssteller (24) und den Wechselrichter (22) steuert.Hybrid control power plant for stabilizing a power network (16), in particular a medium-voltage network or high-voltage network, with a battery storage (26) for providing positive control power, a heat sink (28) for providing negative control power, a bidirectional inverter (22), a first transformer (18 ), which is connected on the primary side to the power grid (16) and the secondary side to the bidirectional inverter (22), wherein the battery storage (26) via the bidirectional inverter (22) and the first transformer (18) to the power grid (16) is connected characterized by a power controller (24) according to one of Claims 1 to 7 whose connected load (38) is the heat sink (28) and controls the power consumption of this heat sink (28) from the power grid (16), a second transformer (20), the primary side with the power grid (16) and the secondary side with the power controller (24), wherein the heat sink (28) via the power controller (24) and the second transformer (20) to the power grid (16) is connected, and a process control system (34), the power controller (24) and the inverter (22) controls. Hybridregelkraftwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmesenke (28) und der Batteriespeicher (26) an unterschiedlichen, räumlich voneinander getrennten Standorten (A, B) errichtet sind und Weitverkehrsverbindungen (30), z.B. Internetverbindungen (32), vorgesehen sind, mittels denen der Leistungssteller (24) und der bidirektionale Wechselrichter (22) mit dem Prozessleitsystem (34) verbunden sind.Hybrid power plant after Claim 8 , characterized in that the heat sink (28) and the battery storage (26) at different, spatially separated locations (A, B) are constructed and long-distance connections (30), eg Internet connections (32) are provided, by which the power controller ( 24) and the bidirectional inverter (22) are connected to the process control system (34). Hybridregelkraftwerk nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessleitsystem (34) den bidirektionalen Wechselrichter (22) derart steuert, dass der Batteriespeicher (26) im Normalbetrieb mit 100 %, zumindest aber mit 90 % bis 95 %, seiner Kapazität geladen ist.Hybrid power plant after Claim 8 or 9 , characterized in that the process control system (34) controls the bidirectional inverter (22) such that the battery storage (26) in normal operation with 100%, but at least with 90% to 95%, its capacity is loaded. Hybridregelkraftwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmesenke (28) einen Elektrokessel (36) eines Fernwärmesystems zur Erhitzung eines Mediums des Fernwärmesystems und/oder einen Wärmespeicher (40) des Fernwärmesystems und/oder ein Fernwärmenetz (42) umfasst.Hybrid power plant according to one of Claims 8 to 10 , characterized in that the Heat sink (28) comprises an electric boiler (36) of a district heating system for heating a medium of the district heating system and / or a heat storage (40) of the district heating system and / or a district heating network (42).

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