Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
ARRANGEMENT AND METHOD FOR STABILIZING AN ELECTRICAL ENERGY SUPPLY NETWORK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/233556
Kind Code:
A1
Abstract:
Arrangement and method for stabilizing an electrical energy supply network. The invention relates, inter alia, to an arrangement (1) for stabilizing an electrical energy supply network (2). The invention provides for the arrangement (1) to comprise a first device (10) which has a rotating mass and concomitantly rotates in sync with a desired network frequency of the energy supply network (2) during normal operation of the energy supply network (2), automatically feeds a current into the energy supply network (2) in the event of a short circuit in the energy supply network (2), and automatically adjusts its speed in the event of a frequency deviation of the network frequency of the energy supply network (2) from the desired network frequency, and for the arrangement (1) to have a first control unit (11, 11i) which is connected to the first device (10), controls the first device (10) if a network fault of a predefined first type is determined and thereby causes reactive power to be fed into the energy supply network (2) by the first device (10).

Inventors:
SPAHIC ERVIN (DE)
Application Number:
EP2018/064709
Publication Date:
December 12, 2019
Filing Date:
June 05, 2018
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H02J3/30
Domestic Patent References:
WO2003007455A12003-01-23
WO2005096467A12005-10-13
Foreign References:
Other References:
HARDAN F ET AL: "Application of a power-controlled flywheel drive for wind power conditioning in a wind/diesel power system", ELECTRICAL MACHINES AND DRIVES, 1999. NINTH INTERNATIONAL CONFERENCE O N (CONF. PUBL. NO. 468) CANTERBURY, UK 1-3 SEPT. 1, LONDON, UK,IEE, UK, 1 September 1999 (1999-09-01), pages 65 - 70, XP006502097, ISBN: 978-0-85296-720-1, DOI: 10.1049/CP:19990992
None
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Anordnung (1) zur Stabilisierung eines elektrischen Ener gieversorgungsnetzes (2),

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- die Anordnung (1) eine erste Einrichtung (10) umfasst, die eine rotierende Masse aufweist und im Normalbetrieb des Energieversorgungsnetzes (2) synchron zu einer Sollnetz frequenz des Energieversorgungsnetzes (2) mitrotiert, im Falle eines Kurzschlusses im Energieversorgungsnetz (2) selbsttätig einen Strom in das Energieversorgungsnetz (2) einspeist und im Falle einer Frequenzabweichung der Netz frequenz (f) des Energieversorgungsnetzes (2) von der Sollnetzfrequenz selbsttätig seine Drehzahl anpasst, und

- die Anordnung (1) eine an die erste Einrichtung (10) ange schlossene erste Steuereinheit (11, lli) aufweist, die im Falle einer festgestellten Netzstörung einer vorgegebenen ersten Art die erste Einrichtung (10) ansteuert und da durch eine Blindleistungseinspeisung in das Energieversor gungsnetz (2) durch die erste Einrichtung (10) hervorruft.

2. Anordnung (1) nach Anspruch 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

die erste Steuereinheit (11, lli) im Falle einer festgestell ten Netzstörung der ersten Art eine Erregerspannung an die erste Einrichtung (10) anlegt und dadurch die Blindleistungs einspeisung durch die erste Einrichtung (10) hervorruft.

3. Anordnung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- die Anordnung (1) eine zweite Steuereinheit (21, 21i) und eine zweite Einrichtung (20) umfasst, die einen Umrichter (20a) und einen Energiespeicher (20b) aufweist und von der zweiten Steuereinheit (21, 21i) angesteuert wird,

- wobei die zweite Steuereinheit (21, 21i) im Falle einer festgestellten Netzstörung erster Art den Umrichter (20a) derart ansteuert, dass dieser Blindleistung (Q) , insbeson- dere die maximal mögliche Blindleistung (Q) , aus dem Um richter (20a) in das Energieversorgungsnetz (2) einspeist.

4. Anordnung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

die zweite Steuereinheit (21, 21i) zusätzlich aus dem Ener giespeicher (20b) über den Umrichter (20a) Blindleistung (Q) in das Energieversorgungsnetz (2) einspeist, wenn die von der ersten Einrichtung (10) in das Energieversorgungsnetz (2) einspeiste Blindleistung (Q) deren Nennblindleistung (Qn) entspricht .

5. Anordnung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

die erste Steuereinheit (11, lli) , die zweite Steuereinheit (21, 21i) und/oder eine übergeordnete Steuereinrichtung (31) eine Netzstörung erster Art feststellt, wenn ein erster Netz parameterwert einen vorgegebenen ersten Grenzwert überschrei tet oder außerhalb eines vorgegebenen ersten Toleranzbereichs liegt .

6. Anordnung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

die zweite Steuereinheit (21, 21i) im Falle einer festge stellten Netzstörung zweiter Art aus dem Energiespeicher (20b) über den Umrichter (20a) einen maximal möglichen Wirk strom in das Energieversorgungsnetz (2) einspeist.

7. Anordnung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- die zweite Steuereinheit (21, 21i) und/oder die übergeord nete Steuereinrichtung (31) prüft, ob die zeitliche Ände rung des ersten Netzparameterwerts über der Zeit einen vorgegebenen ersten Änderungsschwellenwert und die zeitli che Änderung eines zweiten Netzparameterwerts über der Zeit einen vorgegebenen zweiten Änderungsschwellenwert überschreitet, und - die zweite Steuereinheit (21, 21i) und/oder die übergeord nete Steuereinrichtung (31) die Netzstörung zweiter Art feststellt, wenn die zeitliche Änderung des ersten Netzpa rameterwerts über der Zeit den vorgegebenen ersten Ände rungsschwellenwert und/oder die zeitliche Änderung des zweiten Netzparameterwerts über der Zeit den vorgegebenen zweiten Änderungsschwellenwert überschreitet.

8. Anordnung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- die zweite Steuereinheit (21, 21i) oder die übergeordnete Steuereinrichtung (31) eine Netzstörung dritter Art fest stellt, wenn die Abweichung der Netzfrequenz von der Soll netzfrequenz einen vorgegebenen Abweichungsschwellenwert überschreitet und

- im Falle einer Netzstörung dritter Art die zweite Steuer einheit (21, 21i) aus dem Energiespeicher (20b) über den Umrichter (20a) in das Energieversorgungsnetz (2) einen Wirkstrom einspeist, dessen Höhe von der Abweichung der Netzfrequenz von der Sollnetzfrequenz abhängt.

9. Anordnung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- der erste Netzparameterwert ein Netzspannungswert (U) ist, der die jeweilige Netzspannung des Energieversorgungsnet zes (2) angibt, und/oder

- der zweite Netzparameterwert ein Frequenzwert (f) ist, der die jeweilige Netzfrequenz des Energieversorgungsnetzes

(2) angibt.

10. Anordnung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- der ersten und zweiten Steuereinheit (11, lli, 21, 21i) eine Steuereinrichtung (31) übergeordnet ist und

- die Steuereinrichtung (31) die Ansteuerung der ersten und zweiten Steuereinheit (11, lli, 21, 21i) in Abhängigkeit von zumindest dem ersten und/oder zweiten Netzparameter wert durchführt.

11. Anordnung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- die erste Steuereinheit (11), die zweite Steuereinheit

(21) und die übergeordnete Steuereinrichtung (31) separate Baueinheiten sind, wobei die übergeordnete Steuereinrich tung (31) mit der ersten und zweiten Steuereinheit (11,

21) verbunden ist, oder

- die erste Steuereinheit (lli) und die zweite Steuereinheit (21i) Bestandteile einer übergeordneten Steuereinrichtung (31) sind.

12. Verfahren zum Stabilisieren eines elektrischen Energie versorgungsnetzes (2),

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- geprüft wird, ob eine Netzstörung einer vorgegebenen ers ten Art vorliegt,

- im Falle einer festgestellten Netzstörung erster Art eine erste Einrichtung (10), die eine rotierende Masse aufweist und im Normalbetrieb des Energieversorgungsnetzes (2) syn chron zu einer Sollnetzfrequenz des Energieversorgungsnet zes (2) mitrotiert, im Falle eines Kurzschlusses im Ener gieversorgungsnetz (2) selbsttätig einen Strom in das Energieversorgungsnetz (2) einspeist und im Falle einer Frequenzabweichung der Netzfrequenz von der Sollnetzfre quenz selbsttätig seine Drehzahl anpasst, derart ange steuert wird, dass diese Blindleistung (Q) in das Energie versorgungsnetz (2) einspeist.

13. Verfahren nach Anspruch 12,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

im Falle einer festgestellten Netzstörung erster Art eine zweite Einrichtung (20), die einen Umrichter (20a) und einen Energiespeicher (20b) aufweist, derart angesteuert wird, dass diese Blindleistung (Q) , insbesondere die maximal mögliche Blindleistung (Q) , aus dem Umrichter (20a) in das Energiever sorgungsnetz (2) einspeist.

14. Verfahren nach Anspruch 13,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

die zweite Einrichtung (20) zusätzlich aus dem Energiespei cher (20b) über den Umrichter (20a) Blindleistung (Q) in das Energieversorgungsnetz (2) einspeist, wenn die von der ersten Einrichtung (10) in das Energieversorgungsnetz (2) einge speiste Blindleistung (Q) deren Nennblindleistung (Qn) ent spricht .

Description:
Beschreibung

Anordnung und Verfahren zur Stabilisierung eines elektrischen Energieversorgungsnetzes

Durch den vermehrten Einsatz von Energieerzeugern, insbeson dere von Windkraftanlagen oder Photovoltaikanlagen, die leis tungselektronisch an Energieversorgungsnetze angeschlossen werden, und durch die zunehmende Reduktion konventioneller Kraftwerke wird der Betrieb elektrischer Energieversorgungs netze schwieriger und mitunter gefährdet. Technische Ereig nisse, die einen sicheren Netzbetrieb gefährden können, sind insbesondere eine mangelnde Blindleistungsbereitstellung zur Spannungsstabilität, eine nur kleine Kurzschlussleistung und nur kleine rotierende Massen zur Frequenzstabilisierung.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine An ordnung zur Stabilisierung eines elektrischen Energieversor gungsnetzes anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind in Un teransprüchen angegeben.

Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Anordnung ei ne erste Einrichtung umfasst, die eine rotierende Masse auf weist und im Normalbetrieb des Energieversorgungsnetzes syn chron zu einer Sollnetzfrequenz des Energieversorgungsnetzes mitrotiert, im Falle eines Kurzschlusses im Energieversor gungsnetz selbsttätig einen Strom in das Energieversorgungs netz einspeist und im Falle einer Frequenzabweichung der Netzfrequenz des Energieversorgungsnetzes von der Sollnetz frequenz selbsttätig seine Drehzahl anpasst, und die Anord nung eine an die erste Einrichtung angeschlossene erste Steu ereinheit aufweist, die im Falle einer festgestellten Netz störung einer vorgegebenen ersten Art die erste Einrichtung ansteuert und dadurch eine Blindleistungseinspeisung in das Energieversorgungsnetz durch die erste Einrichtung hervor ruft .

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist darin zu sehen, dass diese eine gesteuerte Blindleistungsein speisung durch die erste Einrichtung ermöglicht und somit zu sätzlich zu der automatischen Stabilisierungsmaßnahme der ersten Einrichtung eine gesteuerte Stabilisierungsmaßnahme durchführen kann.

Bei der ersten Einrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine im Phasenschieberbetrieb arbeitende Synchronmaschine, die im mechanischen Leerlauf arbeitet und lediglich Blind leistung aus dem Energieversorgungsnetz aufnimmt oder in die ses abgibt, sofern keine zusätzliche Ansteuerung durch die erste Steuereinheit stattfindet.

Vorteilhaft ist es, wenn die erste Steuereinheit im Falle ei ner festgestellten Netzstörung der ersten Art eine Erreger spannung an die erste Einrichtung anlegt und dadurch die Blindleistungseinspeisung durch die erste Einrichtung hervor ruft .

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Anordnung eine zweite Steuereinheit und eine zweite Einrichtung umfasst, die einen Umrichter und einen Energiespeicher aufweist und von der zweiten Steuereinheit angesteuert wird, wobei die zweite Steuereinheit im Falle einer festgestellten Netzstörung ers ter Art den Umrichter derart ansteuert, dass dieser Blind leistung, insbesondere die maximal mögliche Blindleistung, aus dem Umrichter in das Energieversorgungsnetz einspeist.

Bei der letztgenannten Ausführungsform ist es außerdem vor teilhaft, wenn die zweite Steuereinheit zusätzlich aus dem Energiespeicher über den Umrichter Blindleistung in das Ener gieversorgungsnetz einspeist, wenn die von der ersten Ein richtung in das Energieversorgungsnetz eingespeiste Blind leistung deren Nennblindleistung entspricht. Die erste Steuereinheit, die zweite Steuereinheit und/oder eine übergeordnete Steuereinrichtung stellen vorzugsweise ei ne Netzstörung erster Art fest, wenn ein erster Netzparame terwert einen vorgegebenen ersten Grenzwert überschreitet oder außerhalb eines vorgegebenen ersten Toleranzbereichs liegt .

Die zweite Steuereinheit ist vorzugsweise derart ausgestal tet, dass sie im Falle einer festgestellten Netzstörung zwei ter Art aus dem Energiespeicher über den Umrichter einen ma ximal möglichen Wirkstrom in das Energieversorgungsnetz ein speist .

Bezüglich einer Netzstörung zweiter Art wird es als vorteil haft angesehen, wenn die zweite Steuereinheit und/oder die übergeordnete Steuereinrichtung prüft, ob die zeitliche Ände rung des ersten Netzparameterwerts über der Zeit einen vorge gebenen ersten Änderungsschwellenwert und die zeitliche Ände rung eines zweiten Netzparameterwerts über der Zeit einen vorgegebenen zweiten Änderungsschwellenwert überschreitet, und die zweite Steuereinheit und/oder die übergeordnete Steu ereinrichtung die Netzstörung zweiter Art feststellt, wenn die zeitliche Änderung des ersten Netzparameterwerts über der Zeit den vorgegebenen ersten Änderungsschwellenwert und/oder die zeitliche Änderung des zweiten Netzparameterwerts über der Zeit den vorgegebenen zweiten Änderungsschwellenwert überschreitet .

Auch ist es von Vorteil, wenn die zweite Steuereinheit oder die übergeordnete Steuereinrichtung eine Netzstörung dritter Art feststellt, wenn die Abweichung der Netzfrequenz von der Sollnetzfrequenz einen vorgegebenen Abweichungsschwellenwert überschreitet .

Im Falle einer Netzstörung dritter Art speist die zweite Steuereinheit vorzugsweise aus dem Energiespeicher über den Umrichter in das Energieversorgungsnetz einen Wirkstrom ein, dessen Höhe von der Abweichung der Netzfrequenz von der Soll netzfrequenz abhängt.

Der erste Netzparameterwert ist vorzugsweise ein Netzspan nungswert, der die jeweilige Netzspannung des Energieversor gungsnetzes angibt.

Der zweite Netzparameterwert ist vorzugsweise ein Frequenz wert, der die jeweilige Netzfrequenz des Energieversorgungs netzes angibt.

Der ersten und zweiten Steuereinheit ist vorzugsweise eine Steuereinrichtung übergeordnet. Die Steuereinrichtung führt vorzugsweise eine (koordinierte) Ansteuerung der ersten und zweiten Steuereinheit in Abhängigkeit von zumindest dem ers ten und/oder zweiten Netzparameterwert durch.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste Steuereinheit, die zweite Steuereinheit und die überge ordnete Steuereinrichtung separate Baueinheiten sind, wobei die übergeordnete Steuereinrichtung mit der ersten und zwei ten Steuereinheit verbunden ist.

Alternativ wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die erste Steuereinheit, die zweite Steuereinheit und die übergeordnete Steuereinrichtung in derselben Baueinheit untergebracht sind, insbesondere die erste und zweite Steuereinheit als interne Module in die übergeordnete Steuereinrichtung integriert sind .

Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Verfahren zum Stabilisieren eines elektrischen Energieversorgungsnet zes. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass geprüft wird, ob eine Netzstörung einer vorgegebenen ersten Art vorliegt, im Falle einer festgestellten Netzstörung erster Art eine erste Einrichtung, die eine rotierende Masse aufweist und im Nor malbetrieb des Energieversorgungsnetzes synchron zu einer Sollnetzfrequenz des Energieversorgungsnetzes mitrotiert, im Falle eines Kurzschlusses im Energieversorgungsnetz selbsttä tig einen Strom in das Energieversorgungsnetz einspeist und im Falle einer Frequenzabweichung der Netzfrequenz von der Sollnetzfrequenz selbsttätig seine Drehzahl anpasst, derart angesteuert wird, dass diese Blindleistung in das Energiever sorgungsnetz einspeist.

Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der erfin dungsgemäßen Anordnung verwiesen.

Vorteilhaft ist es, wenn im Falle einer festgestellten Netz störung erster Art eine zweite Einrichtung, die einen Umrich ter und einen Energiespeicher aufweist, derart angesteuert wird, dass diese Blindleistung, insbesondere die maximal mög liche Blindleistung, aus dem Umrichter in das Energieversor gungsnetz einspeist.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die zweite Einrichtung zusätz lich aus dem Energiespeicher über den Umrichter Blindleistung in das Energieversorgungsnetz einspeist, wenn die von der ersten Einrichtung in das Energieversorgungsnetz eingespeiste Blindleistung deren Nennblindleistung entspricht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie len näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße

Anordnung zur Stabilisierung eines elektrischen Energieversorgungsnetzes ,

Figur 2 beispielhaft anhand eines Ablaufdiagramms die Ar beitsweise der Anordnung gemäß Figur 1,

Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel für eine erfin

dungsgemäße Anordnung zur Stabilisierung eines elektrischen Energieversorgungsnetzes, wobei die Anordnung gemäß Figur 3 ohne eine übergeordnete Steuereinrichtung auskommt, und

Figur 4 ein drittes Ausführungsbeispiel für eine erfin

dungsgemäße Anordnung zur Stabilisierung eines elektrischen Energieversorgungsnetzes, wobei die Anordnung gemäß Figur 4 eine übergeordnete Steuer einrichtung aufweist, die unmittelbar mit einer ersten und einer zweiten Einrichtung der Anordnung zusammenarbeitet bzw. diese ansteuert.

In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet .

Die Figur 1 zeigt eine Anordnung 1, die zur Stabilisierung eines elektrischen Energieversorgungsnetzes 2 dient.

Die Anordnung 1 umfasst eine erste Einrichtung 10, die eine rotierende Masse aufweist und im Normalbetrieb des Energie versorgungsnetzes 2 synchron zu einer Sollnetzfrequenz des Energieversorgungsnetzes 2 mitrotiert, im Falle eines Kurz schlusses im Energieversorgungsnetz 2 selbsttätig einen Strom in das Energieversorgungsnetz 2 einspeist und im Falle einer Frequenzabweichung der Netzfrequenz des Energieversorgungs netzes 2 von der Sollnetzfrequenz selbsttätig seine Drehzahl anpasst. Bei der ersten Einrichtung 10 handelt es sich vor zugsweise um eine im Phasenschieberbetrieb arbeitende Syn chronmaschine, also um eine Synchronmaschine, die mechanisch im Leerlauf arbeitet und lediglich Blindleistung aus dem Energieversorgungsnetz 2 aufnehmen oder in dieses abgeben kann. Derartige Einrichtungen werden fachsprachlich auch als rotierende Phasenschieber bzw. "synchronous condenser" be zeichnet. Die erste Einrichtung 10 wird von einer ersten Steuereinheit 11 angesteuert.

Die Anordnung 1 gemäß Figur 1 umfasst darüber hinaus eine zweite Einrichtung 20, die einen Umrichter 20a und einen Energiespeicher 20b aufweist und von einer zweiten Steuerein heit 21 angesteuert wird.

Die erste Steuereinheit 11 und die zweite Steuereinheit 21 stehen bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 mit einer übergeordneten Steuereinrichtung 31 in Verbindung.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 wird beispielhaft davon ausgegangen, dass die erste Steuereinheit 11 zur An steuerung der ersten Einrichtung 10 einen die jeweilige Netz spannung des Energieversorgungsnetzes 2 angebenden Netzspan nungswert U auswertet; die zweite Steuereinheit 21 und die übergeordnete Steuereinrichtung 31 werten zusätzlich zu dem Netzspannungswert U einen der jeweiligen Netzfrequenz des Energieversorgungsnetzes 2 angebenden Frequenzwert f aus.

Ein bevorzugtes Arbeitsverfahren der Anordnung 1 gemäß Figur

I wird nachfolgend anhand eines Ablaufdiagramms beispielhaft im Zusammenhang mit der Figur 2 erläutert:

In einem Messschritt 100 werden der Netzspannungswert U und der Frequenzwert f erfasst und mit Blick auf das Vorliegen einer Netzstörung erster Art, einer Netzstörung zweiter Art und/oder einer Netzstörung dritter Art untersucht.

In einem Prüfschritt 110 wird mit Blick auf eine etwaige Netzstörung erster Art geprüft, ob der Netzspannungswert U einen vorgegebenen ersten Grenzwert Ug überschreitet oder au ßerhalb eines vorgegebenen ersten Toleranzbereichs liegt. Ist dies der Fall (siehe Pfad Y) , so wird die erste Steuereinheit

II im Rahmen einer gesteuerten Stabilisierungsmaßnahme SB1 eine Erregerspannung an die erste Einrichtung 10 anlegen und dadurch gesteuert eine Blindleistungseinspeisung durch die erste Einrichtung 10 in das Energieversorgungsnetz 2 hervor- rufen .

In einer dazu parallelen gesteuerten Stabilisierungsmaßnahme SB2 wird die zweite Steuereinheit 21 die zweite Einrichtung 20 derart ansteuern, dass deren Umrichter 20a Blindleistung, insbesondere die maximal mögliche Blindleistung, aus dem Um richter 20a in das Energieversorgungsnetz 2 einspeist.

Wird in einem Prüfschritt 111 darüber hinaus festgestellt, dass die von der ersten Einrichtung 10 in das Energieversor gungsnetz 2 eingespeiste Blindleistung Q deren Nennblindleis tung Qn entspricht, also die erste Einrichtung 10 nicht mehr Blindleistung Q einspeisen kann als sie aktuell einspeist (siehe Pfad Y) , so wird die zweite Steuereinheit 21 zusätz lich aus dem Energiespeicher 20b über den Umrichter 20a im Rahmen einer gesteuerten Stabilisierungsmaßnahme SB3 weitere Blindleistung in das Energieversorgungsnetz 2 einspeisen.

Mit Blick auf die Überprüfung einer Netzstörung zweiter Art wird in einem Prüfschritt 120 festgestellt, ob die zeitliche Änderung dU/dt des Netzspannungswerts U über der Zeit t einen vorgegebenen ersten Änderungsschwellenwert SW1 überschreitet. Ist dies der Fall (siehe Pfad Y) , so wird im Rahmen einer ge steuerten Stabilisierungsmaßnahme SB4 die zweite Steuerein heit 21 die zweite Einrichtung 20 derart ansteuern, dass die se maximalen Wirkstrom aus dem Energiespeicher 20b in das Energieversorgungsnetz einspeist .

Die gesteuerte Stabilisierungsmaßnahme SB3 wird die zweite Steuereinheit 21 ebenfalls durchführen, wenn in einem paral lelen Prüfschritt 121 festgestellt wird (siehe Pfad Y) , dass die zeitliche Änderung df/dt des Frequenzwerts f über der Zeit t einen vorgegebenen zweiten Änderungsschwellenwert SW2 überschreitet .

Die Überprüfung auf das Vorliegen einer Netzstörung zweiter Art erfolgt somit im Rahmen zweier Prüfschritte 120 und 121, die parallel oder nacheinander durchgeführt werden.

Mit Blick auf das etwaige Vorliegen einer Netzstörung dritter Art wird ein Prüfschritt 130 durchgeführt, in dem geprüft wird, ob die Abweichung df der Netzfrequenz von der Sollnetz- frequenz fs (df=f-fs) einen vorgegebenen Abweichungsschwel lenwert SW3 überschreitet. Ist dies der Fall (siehe Pfad Y) , so wird im Rahmen einer gesteuerten Stabilisierungsmaßnahme SB5 die zweite Steuereinheit 21 die zweite Einrichtung 20 derart ansteuern, dass diese einen Wirkstrom in das Energie versorgungsnetz 2 einspeist, dessen Höhe von der Abweichung df der Netzfrequenz von der Sollnetzfrequenz fs abhängt.

In dem Ablaufdiagramm gemäß Figur 2 sind darüber hinaus drei Netzereignisse El, E2 und E3 eingezeichnet, von denen das Netzereignis El ein Kurzschluss im Energieversorgungsnetz 2, das Netzereignis E2 eine Frequenzabweichung der Netzfrequenz von der Sollnetzfrequenz fs und das Netzereignis E3 eine Spannungsabweichung von einer Sollnetzspannung ist.

Im Falle eines Netzereignisses El, also im Falle eines Kurz schlusses im Energieversorgungsnetz 2, wird die erste Ein richtung 10, bei der es sich wie erwähnt vorzugsweise um eine im Phasenschieberbetrieb arbeitende Synchronmaschine handelt, im Rahmen einer automatischen bzw. selbsttätigen Stabilisie rungsmaßnahme ASB1 automatisch einen Strom in das Energiever sorgungsnetz 2 einspeisen.

Darüber hinaus wird im Falle eines Netzereignisses El nach Durchführung des Messschritts 100 geprüft, ob die Kriterien für eine Netzstörung erster, zweiter und/oder dritter Art vorliegen, und ggf. werden die entsprechenden gesteuerten Stabilisierungsmaßnahmen SB1 bis SB5 durchgeführt, wie dies oben beispielhaft erläutert worden ist.

Im Falle einer Frequenzabweichung im Energieversorgungsnetz 2, also im Falle eines Netzereignisses E2, wird die erste Einrichtung 10 im Rahmen einer automatischen bzw. selbsttäti gen Stabilisierungsmaßnahme ASB2 automatisch seine Drehzahl anpassen. Darüber hinaus wird nach Durchführung des Mess schritts 100 geprüft, ob eine Netzstörung erster, zweiter oder dritter Art vorliegt und es werden ggf. die gesteuerten Stabilisierungsmaßnahmen SB1 bis SB5 durchgeführt, wie dies oben erläutert worden ist.

Entsprechendes gilt für den Fall einer Spannungsabweichung bzw. eines Netzereignisses E3; in diesem Falle wird eine Überprüfung auf das Vorliegen einer Netzstörung erster, zwei ter oder dritter Art durchgeführt und es werden ggf. die ent sprechenden gesteuerten Stabilisierungsmaßnahmen SB1 bis SB5 durchgeführt, wie dies oben beschrieben worden ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 erfolgt ein koordi nierter Betrieb der beiden Steuereinheiten 11 und 21 durch eine entsprechende Ansteuerung mittels der übergeordneten Steuereinrichtung 31, die vorzugsweise die Messschritte 100 und die Prüfschritte 110, 120, 121, 130 und 111 durchführt und in Abhängigkeit von dem Prüfergebnis entsprechende Steu ersignale ST zur Ansteuerung der Steuereinheiten 11 und 21 und damit zur Ansteuerung der beiden Einrichtungen 10 und 20 ausgibt .

Da bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 die erste Steu ereinheit 11 mit den Netzspannungswerten U beaufschlagt ist und die zweite Steuereinheit 21 sowohl mit den Netzspannungs werten U als auch mit den Frequenzwerten f beaufschlagt ist, können die beiden Steuereinheiten 11 und 21 die in der Figur 2 gezeigten Prüfschritte und die gesteuerten Stabilisierungs maßnahmen mit Ausnahme des PrüfSchrittes 111 und der gesteu erten Stabilisierungsmaßnahme SB3 auch im Falle eines Aus falls der übergeordneten Steuereinrichtung 31 vornehmen.

Die Figur 3 zeigt eine Ausführungsvariante der Anordnung 1 gemäß Figur 1. Bei der Ausführungsvariante gemäß Figur 3 fehlt die übergeordnete Steuereinrichtung 31, so dass die ge steuerten Stabilisierungsmaßnahmen SB1 bis SB5 von den beiden Steuereinheiten 11 und 21 selbsttätig durchgeführt werden, wenn Netzstörungen erster, zweiter und dritter Art festge stellt werden. Mit Blick auf den Prüfschritt 111 sind die beiden Steuereinheiten 11 und 21 unmittelbar miteinander ver- bunden, damit die Arbeitsbelastung bzw. der Umfang der Ein speisung von Blindleistung Q der ersten Einrichtung 10 von der zweiten Steuereinheit 21 berücksichtigt werden kann.

Die Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsvariante für die Anordnung 1 gemäß Figur 1. Bei dieser Ausführungsvariante ist lediglich eine übergeordnete Steuereinrichtung 31 vorhanden, die die erste Einrichtung 10 und die zweite Einrichtung 20 mittels einer internen bzw. eigenen ersten und einer internen bzw. eigenen zweiten Steuereinheit lli und 21i unmittelbar ansteuert, beispielsweise mit Hilfe eines Zentralmoduls 31i. Die in den Figuren 1 und 3 vorhandenen externen Steuereinhei ten 11 und 21 fehlen bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4. Im Übrigen gelten die obigen Erläuterungen, insbesondere mit Blick auf die Figur 2 auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 entsprechend.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

1 Anordnung

2 Energieversorgungsnetz

10 erste Einrichtung

11 Steuereinheit

lli Steuereinheit

20 zweite Einrichtung

20a Umrichter

20b Energiespeieher

21 Steuereinheit

21i Steuereinheit

31 Steuereinrichtung

31i Zentralmodul

100 Messschritt

110 Prüfschritt

111 Prüfschritt

120 Prüfschritt

121 Prüfschritt

130 Prüfschritt

ASB1 automatische Stabilisierungsmaßnahme

ASB2 automatische Stabilisierungsmaßnahme df Abweichung

df/dt zeitliche Änderung

dU/dt zeitliche Änderung

El Netzereignis

E2 Netzereignis

E3 Netzereignis

f Frequenzwert

Q Blindleistung

Qn Nennblindleistung

SB1 gesteuerte Stabilisierungsmaßnahme

SB2 gesteuerte Stabilisierungsmaßnahme

SB3 gesteuerte Stabilisierungsmaßnahme

SB4 gesteuerte Stabilisierungsmaßnahme

SB5 gesteuerte Stabilisierungsmaßnahme ST Steuersignal SW1 ÄnderungsSchwellenwert SW2 ÄnderungsSchwellenwert SW3 AbweichungsSchwellenwert t Zeit

U Netzspannungswert

Ug Grenzwert

Y Pfad