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Title:
METHOD FOR GENERATING AN INDUCTIVE REACTIVE POWER BY MEANS OF AN ELECTRICAL LOAD APPARATUS, ELECTRICAL LOAD APPARATUS, AND ELECTROLYSIS APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/008762
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for generating an inductive reactive power (QIND) for a public grid (14) by means of an electrical load apparatus (12), in which, in a first operating mode of the electrical load apparatus (12), an alternating current of the public grid (14) is transformed by means of a transformer device (18) and the transformed alternating current is provided for an electrical load (28) of the electrical load apparatus (12), wherein, in a second operating mode of the electrical load apparatus (12) that is different from the first operating mode, the transformer device (18) is short-circuited in a phase-controlled manner by means of a switching device (20) of the electrical load apparatus (12), wherein the switching device (20) is phase-controlled such that, depending on a phase angle of the phase control of the switching device (20) by the transformed alternating current, the inductive reactive power (QIND) for the public grid (14) is generated by means of the switching device (20). The invention also relates to an electrical load apparatus (12) and to an electrolysis apparatus (10).

Inventors:
UTZ PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/064509
Publication Date:
January 21, 2021
Filing Date:
May 26, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS ENERGY GLOBAL GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
H02J3/18
Foreign References:
RU2621068C12017-05-31
US20060114642A12006-06-01
CN201274399Y2009-07-15
RU2621068C12017-05-31
CN201274399Y2009-07-15
Attorney, Agent or Firm:
MAIER, Daniel (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Erzeugen einer induktiven Blindleistung (QIND) für ein öffentliches Netz (14) mittels einer elektri schen Verbrauchervorrichtung (12), bei welchem in einem ers ten Betriebsmodus der elektrischen Verbrauchervorrichtung (12) mittels einer Transformatoreinrichtung (18) ein Wechsel strom des öffentlichen Netzes (14) transformiert wird und der transformierte Wechselstrom für einen elektrischer Verbrau cher (28) der elektrischen Verbrauchervorrichtung (12) be reitgestellt wird, wobei in einem zum ersten Betriebsmodus unterschiedlichen zweiten Betriebsmodus der elektrischen Ver brauchervorrichtung (12) mittels einer Schalteinrichtung (20) der elektrischen Verbrauchervorrichtung (12) die Transforma toreinrichtung (18) phasengesteuert kurzgeschlossen wird, wo bei die Schalteinrichtung (20) derart phasengesteuert wird, dass in Abhängigkeit eines Phasenanschnittswinkels der Pha sensteuerung der Schalteinrichtung (20) mittels des transfor mierten Wechselstroms die induktive Blindleistung (QIND) für das öffentliche Netz (14) mittels der Schalteinrichtung (20) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich mittels eines Stufenschalters (40) der Transformatoreinrichtung (18) die induktive Blindleistung (QIND) gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (20) eine Gleichrichterschaltung (34) und einen Trennschalter (38) aufweist, wobei zum Kurzschlie ßen der Transformatoreinrichtung (18) der Trennschalter (38) geschlossen wird und der Phasenanschnittswinkel mittels der Gleichrichterschaltung (34) durch getaktetes Ansteuern der Gleichrichterschaltung (34) gesteuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Sechspuls-Brückenschaltung als Gleichrichter schaltung (34) der transformierte Wechselstrom phasengesteu ert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass mittels der Gleichrichterschaltung (34) die induktive Blindleistung (QIND) derart erzeugt wird, dass diese der installierten Scheinleistung der Transformatorein richtung (18) entspricht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass zum Erzeugen der induktiven Blindleistung (QIND) die Gleichrichterschaltung (20) mit einem Nennstrom der Gleichrichterschaltung (20) betrieben wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (20) mit einem Phasenanschnittswinkel von zumindest größer 75°, insbesondere größer 80°, insbesondere größer 85°, insbesondere größer 90°, gesteuert wird.

7. Elektrische Verbrauchervorrichtung (12) zum Erzeugen einer induktiven Blindleistung (QIND) mit zumindest einer Transfor matoreinrichtung (18) und mit einer Schalteinrichtung (20), wobei die elektrische Verbrauchervorrichtung (12) zum Durch führen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aus gebildet ist.

8. Elektrolysevorrichtung (10) zum Durchführen einer Elektro lyse in einem ersten Betriebsmodus und zum Erzeugen einer in duktiven Blindleistung (QIND) für ein öffentliches Netz (14) in einem zweiten Betriebsmodus, mit zumindest einer Elektro lyseeinrichtung als elektrische Verbrauchervorrichtung (12) nach Anspruch 7.

9. Elektrolysevorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, dass die Elektrolysevorrichtung (10) einen Stu fenschalter für eine Grobregelung der Elektrolyse und einen Thyristorschalter (16) für eine Feinregelung der Elektrolyse im ersten Betriebsmodus aufweist.

Description:
Beschreibung

Verfahren zum Erzeugen einer induktiven Blindleistung mittels einer elektrischen Verbrauchervorrichtung, elektrische Ver brauchervorrichtung sowie Elektrolysevorrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer in duktiven Blindleistung für ein öffentliches Netz mittels ei ner elektrischen Verbrauchervorrichtung, bei welchem in einem ersten Betriebsmodus der elektrischen Verbrauchervorrichtung mittels einer Transformatoreinrichtung ein Wechselstrom des öffentliches Netzes transformiert wird und der transformierte Wechselstrom für einen elektrischen Verbraucher der elektri schen Verbrauchervorrichtung bereitgestellt wird. Ferner be trifft die Erfindung eine elektrische Verbrauchervorrichtung sowie eine Elektrolysevorrichtung.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass beispielsweise bei Elektrolysevorrichtungen, welche auch als Elektrolyse speicherkraftwerke bezeichnet werden können, Elektrolysen ho her Leistung und hoher Spannung mit netzgeführten B6-Brücken gespeist werden. Um eine Regelbarkeit der Elektrolysen zu re alisieren, sind im vorgeschalteten Gleichrichter normaler weise ein Stufenschalter zur Grobregelung und ein Thyristor schalter zur Feinregelung verbaut. Diese Regelung erlaubt ein genaues Anfahren des Arbeitspunktes, da alle Elektrolysezel len in Reihe geschaltet sind. Die Gleichrichter sind insbe sondere netzgeführt und benötigen zur Feinsteuerung induktive Steuerblindleistung, welche im Verhältnis zur Wirkleistung sehr gering ist. Bei einem normalen Aufbau von Elektrolyse vorrichtungen kann also fast nur Wirkleistung entnommen wer den, in geringem Maße induktive Blindleistung zur Verfügung gestellt werden. Beides ist jedoch nur realisiert, wenn die Elektrolysevorrichtung in Betrieb ist und Elektrolyse be treibt .

Die RU 2 621 068 CI offenbart eine Vorrichtung zur Kompensa tion von Blindleistung und schmelzendem Eis, die elektromag- netische, Ventil- und Schalterteile enthält, wobei der elekt romagnetische Teil in Form eines dreiphasigen gesteuerten Ne benschlussdrosseltransformators mit einer dreiphasigen Sekun därwicklung, die in zwei Abschnitte unterteilt ist, ausge führt ist, wobei der Ventilteil, in Form von mit den Ausgän gen dieser Abschnitte verbundenen dreiphasigen Gleichrichter brücken auf Thyristoren ausgebildet ist, und der Kommutator teil, in Form von zwei einpoligen und zwei bipolaren Trenn schaltern, zum Kurzschließen der Ausgänge jeder der Brücken bzw. zu deren Verbindung mit den Oberleitungen ausgeführt ist .

Die CN 201 274 399 Y beschreibt eine Vorrichtung auf dem technischen Gebiet der unterstützenden Ausrüstung für Hoch- und Niederspannungsstromversorgungs- und -Verteilungssysteme und bezieht sich insbesondere auf eine Gleichstrom-Hochstrom- Eisschmelzeinrichtung mit einer statischen Blindleistungskom pensationsfunktion .

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren, ei ne elektrische Verbrauchervorrichtung sowie eine Elektrolyse vorrichtung zu schaffen, mittels welchen zusätzlich induktive Blindleistung für ein öffentliches Netz erzeugt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, eine elektrische Ver brauchervorrichtung sowie eine Elektrolysevorrichtung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausge staltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer induktiven Blindleistung für ein öffentliches Netz mit tels einer elektrischen Verbrauchervorrichtung, bei welchem in einem ersten Betriebsmodus der elektrischen Verbraucher vorrichtung mittels einer Transformatoreinrichtung ein Wech selstrom des öffentlichen Netzes transformiert wird und der transformierte Wechselstrom für einen elektrischen Verbrau cher der elektrischen Verbrauchervorrichtung bereitgestellt wird . Es ist vorgesehen, dass in einem zum ersten Betriebsmodus un terschiedlichen zweiten Betriebsmodus der elektrischen Ver brauchervorrichtung mittels einer Schalteinrichtung der elektrischen Verbrauchervorrichtung die Transformatoreinrich tung phasengesteuert kurzgeschlossen wird, wobei die Schalt einrichtung derart phasengesteuert wird, dass in Abhängigkeit eines Phasenanschnittswinkels der Phasensteuerung der Schalt einrichtung die induktive Blindleistung mittels des transfor mierten Wechselstroms für das öffentliche Netz mittels der Schalteinrichtung erzeugt wird.

Dadurch ist es ermöglicht, dass im zweiten Betriebsmodus in duktive Blindleistung in das öffentliche Netz zurückgespeist werden kann. Insbesondere wird somit der Wechselstrom des öf fentlichen Netzes sowohl im ersten Betriebsmodus als auch im zweiten Betriebsmodus transformiert. Somit kann eine zusätz liche Netzdienstleistung für das öffentliche Netz bereitge stellt werden. Insbesondere kann dadurch eine Erweiterung der Netzdienstleistung eines bereits bestehenden Systems, insbe sondere der elektrischen Verbrauchervorrichtung, realisiert werden, welche besonders bei schwachen Mittelspannungsnetzen benötigt wird. Die Kosten der Schalteinrichtung sind insbe sondere gering im Gegensatz zu beispielsweise thyristorgere gelten Drosseln beziehungsweise hart ans Netz geschalteten Induktivitäten .

Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass durch einen Kurz schluss auf einer Sekundärseite der Transformatoreinrichtung, wobei die Primärseite dem öffentlichen Netz zugeordnet ist, und durch phasengesteuertes Takten dieses Kurschlusses die induktive Blindleistung innerhalb der Schalteinrichtung be ziehungsweise innerhalb der Transformatoreinrichtung erzeugt wird und diese wiederum in das öffentliche Netz zurückge speist werden kann.

Ferner ist vorgesehen, dass zusätzlich mittels eines Stufen schalters der Transformatoreinrichtung die induktive Blind- leistung gesteuert wird. Insbesondere kann somit die Regelung über den Stufenschalter der Transformatoreinrichtung zusätz lich realisiert werden. Insbesondere kann dadurch von einer Nennleistung des Trafos bis zu einer untersten Stufenleistung der Transformatoreinrichtung die induktive Blindleistung ge steuert werden. Somit kann zusätzlich die induktive Blind leistung für das öffentliche Netz geregelt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform weist die

Schalteinrichtung eine Gleichrichterschaltung und einen

Trennschalter auf, wobei zum Kurzschließen der Transformato reinrichtung der Trennschalter geschlossen wird und der Pha- senanschnittswinkel mittels der Gleichrichterschaltung durch getaktetes Ansteuern der Gleichrichterschaltung gesteuert wird. Insbesondere ist der Trennschalter auf einer Gleich stromseite der Gleichrichterschaltung angeordnet. Insbesonde re wird dann der Trennschalter zum Erzeugen der induktiven Blindleistung, also im zweiten Betriebsmodus, dauerhaft kurz geschlossen, wobei die Phasensteuerung über den Phasenan schnittswinkel durch die Gleichrichterschaltung entsprechend getaktet wird. Dadurch ist es ermöglicht, dass beispielsweise die elektrische Verbrauchervorrichtung als ein bereits beste hendes Speicherkraftwerk, insbesondere eine Elektrolysevor richtung, ausgebildet sein kann. Die Gleichrichterschaltung ist hierbei bereits vorhanden, um den Wechselstrom aus dem Netz für die Elektrolysevorrichtung gleichzurichten. Es ist dann lediglich notwendig, den Trennschalter zusätzlich einzu bauen. Mittels des Trennschalters wird dann insbesondere bei geöffneten Schützen, welche die Elektrolysevorrichtung auf der Gleichstromseite vom öffentlichen Netzt trennen können, der Elektrolysevorrichtung die Gleichstromseite kurzgeschlos sen, und über die entsprechende Taktung der Gleichrichter schaltung wird die induktive Blindleistung erzeugt. Dadurch kann auf einfache Art und Weise in einem bereits bestehenden System zusätzlich die induktive Blindleistung für das öffent liche Netz erzeugt werden. Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn mittels ei ner Sechspuls-Brückenschaltung als Gleichrichterschaltung der transformierte Wechselstrom phasengesteuert wird. Die Sechs- puls-Brückenschaltung wird auch als B6C-Schaltung bezeichnet. Bei der B6C-Schaltung handelt es sich um eine gesteuerte Drehstrombrücke, die vor allem bei großen Lasten beispiels weise bei über 5 MW eingesetzt wird und bei der es sich um eine vollgesteuerte Drehstrombrücke handelt. Insbesondere kann somit die Elektrolysevorrichtung als Speicherkraftwerk genutzt werden. Insbesondere wird diese mit sechs Thyristoren realisiert, die über eine Anschnittssteuerung eine Spannungs regelung ermöglichen, beispielsweise zur stufenlosen Steue rung von Elektrolysezellen der Elektrolyseeinrichtung. Insbe sondere ist die Sechspuls-Brückenschaltung bei einer Elektro lysevorrichtung bereits vorhanden. Des Weiteren kann dadurch die Phasenanschnittssteuerung einfach umgesetzt werden.

Dadurch kann einfach und dennoch zuverlässig die induktive Blindleistung im zweiten Betriebsmodus erzeugt werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird mit tels der Gleichrichterschaltung die induktive Blindleistung derart erzeugt, dass diese der installierten Scheinleistung der Transformatoreinrichtung entspricht. Insbesondere kann dadurch induktive Blindleistung zur Verfügung gestellt wer den, welche genauso hoch sein kann, wie die installierte Schalenleistung der Trafoeinrichtung. Insbesondere wird dies durch den nach der Gleichrichterschaltung zusätzlich einge bauten Trennschalter realisiert. Insbesondere kann dadurch eine zusätzliche Netzdienstleistung erbracht werden, falls das öffentliche Netz dies anfordert.

Weiterhin vorteilhaft ist, wenn zum Erzeugen der induktiven Blindleistung die Gleichrichterschaltung mit einem Nennstrom der Gleichrichterschaltung betrieben wird. Insbesondere wird somit die Gleichstromseite der Gleichrichterschaltung kurzge schlossen, wobei die Gleichrichterschaltung dann auf Nenn strom geregelt werden kann. Insbesondere kann dadurch das PQ- Diagramm der elektrischen Verbrauchervorrichtung um einen Ar- beitsbereich erweitert werden, welcher hauptsächlich indukti ve Blindleistung für das öffentliche Netz bereitstellt .

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird die Schalteinrichtung mit einen Phasenanschnittswinkel von zumin dest größer 75°, insbesondere größer 80°, insbesondere größer 85°, insbesondere größer 90°, insbesondere bevorzugt größer 90°, gesteuert. Dadurch ist es ermöglicht, dass im Wesentli chen reine induktive Blindleistung in das öffentliche Netz zurückgespeist wird. Dadurch kann die zusätzliche Netzdienst leistung erbracht werden, falls der Netzbetreiber dies anfor dert. Insbesondere durch den Phasenanschnitt von größer 90° wird lediglich induktive Blindleistung erzeugt. Dadurch wird keine Wirkleistung ins Netz zurückgespeist, sondern lediglich induktive Blindleistung.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine elektrische Verbrauchervorrichtung zum Erzeugen einer induktiven Blind leistung mit zumindest einer Transformatoreinrichtung und mit einer Schalteinrichtung, wobei die elektrische Verbraucher vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens nach dem vorher gehenden Aspekt ausgebildet ist.

Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Elektrolysevorrichtung zum Durchführen einer Elektrolyse in einem ersten Betriebsmodus und zum Erzeugen einer induktiven Blindleistung für ein öffentliches Netz in einem zweiten Be triebsmodus, mit zumindest einer Elektrolyseeinrichtung und mit einer elektrischen Verbrauchervorrichtung nach dem vor hergehenden Aspekt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Elektrolyse vorrichtung weist die Elektrolysevorrichtung einen Stufen schalter für eine Grobregelung der Elektrolyse und einen Thy ristorschalter für eine Feinregelung der Elektrolyse im ers ten Betriebsmodus auf. Ein unabhängiger Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer induktiven Blindleistung für ein öffentli ches Netz mittels einer Elektrolysevorrichtung, bei welchem in einem ersten Betriebsmodus der Elektrolysevorrichtung mit tels einer Transformatoreinrichtung der Elektrolysevorrich tung auf einer Wechselstromseite der Elektrolysevorrichtung ein Wechselstrom des öffentlichen Netzes transformiert wird, und der transformierte Wechselstrom an einer Eingangsseite einer Gleichrichterschaltung der Elektrolysevorrichtung be reitgestellt wird und mittels der Gleichrichterschaltung der transformierte Wechselstrom in einen Gleichstrom umgewandelt wird und der Gleichstrom auf einer Ausgangsseite der Gleich richterschaltung von einer Elektrolysevorrichtung für eine Elektrolyse auf einer Gleichstromseite der Elektrolysevor richtung bereitgestellt wird. Es ist vorgesehen, dass in ei nem zum ersten Betriebsmodus unterschiedlichen zweiten Be triebsmodus der Elektrolysevorrichtung ein Trennschalter der Elektrolysevorrichtung auf der Ausgangsseite geschlossen wird und die Ausgangsseite mittels des Trennschalters kurzge schlossen wird und die induktive Blindleistung für das öf fentliche Netz mittels der Gleichrichterschaltung und mittels des transformierten Wechselstroms erzeugt wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen der elektrischen Verbrau chervorrichtung sowie der Elektrolysevorrichtung anzusehen. Die elektrische Verbrauchervorrichtung und die Elektrolyse vorrichtung weisen dazu gegenständliche Merkmale auf, welche eine Durchführung des Verfahrens oder eine vorteilhafte Aus gestaltungsform davon ermöglichen.

Weitere Merkmale und Vorteile sind der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Figuren zu entnehmen. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale und Funkti onen. Die Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläute rung der Erfindung und sollen diese nicht beschränken.

Dabei zeigen: FIG 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform ei ner Elektrolysevorrichtung mit einer Ausführungs form einer elektrischen Verbrauchervorrichtung; und

FIG 2 ein schematisches Blindleistungs-Wirkleistungs-

Diagramm einer Ausführungsform der Elektrolysevor richtung .

FIG 1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine Ausführungs form einer Elektrolysevorrichtung 10 mit einer Ausführungs form einer elektrischen Verbrauchervorrichtung 12. Die elekt rische Verbrauchervorrichtung 12 ist in diesem Ausführungs beispiel insbesondere als Elektrolyseeinrichtung. Die Elekt rolysevorrichtung 10 ist zum Durchführen einer Elektrolyse in einem ersten Betriebsmodus ausgebildet und zum Erzeugen einer induktiven Blindleistung Q IND ( FIG 2) für ein öffentliches Netz 14 in einem zweiten Betriebsmodus ausgebildet und weist zumindest einen Stufenschalter für eine Grobregelung der Elektrolyse auf und einen Thyristorschalter 16 für eine Fein regelung der Elektrolyse im ersten Betriebsmodus auf. Ferner weist die elektrische Verbrauchervorrichtung 12 zumindest ei ne Transformatoreinrichtung 18 und eine Schalteinrichtung 20 auf. Ferner weist die Elektrolysevorrichtung 10 ein erstes Schaltelement 22 zum Trennen einer Gleichstromseite 24 der Elektrolysevorrichtung 12 sowie ein zweites Schaltelement 26 zum Trennen der Gleichstromseite 24 vom öffentlichen Netz 14 auf .

Durch das öffentliche Netz 14 wird insbesondere ein Wechsel strom bereitgestellt. Insbesondere ist in der vorliegenden FIG 1 lediglich eine Phase des Wechselstroms gezeigt. Es kann ergänzend auch das Verfahren mit drei Wechselstromphasen aus dem öffentlichen Netz 14 die Elektrolysevorrichtung 10 be trieben werden.

Beim Verfahren zum Erzeugen der induktiven Blindleistung Q IND für das öffentliche Netz 14 mittels der elektrischen Verbrau- chervorrichtung 12 wird in einem ersten Betriebsmodus der elektrischen Verbrauchervorrichtung 12 mittels der Transfor matoreinrichtung 18 der Wechselstrom des öffentlichen Netzes 14 transformiert, und der transformierte Wechselstrom für ei nen elektrischen Verbraucher 28 der elektrischen Verbraucher vorrichtung 12 bereitgestellt.

Es ist vorgesehen, dass in einem zum ersten Betriebsmodus un terschiedlichen zweiten Betriebsmodus der elektrischen Ver brauchervorrichtung 12 mittels der Schalteinrichtung 20 der elektrischen Verbrauchervorrichtung 12 die Transformatorein richtung 18 phasengesteuert kurzgeschlossen wird, wobei die Schalteinrichtung 20 derart phasengesteuert wird, dass in Ab hängigkeit eines Phasenanschnittswinkels der Phasensteuerung der Schalteinrichtung 20 die induktive Blindleistung Q IND mit tels des transformierten Wechselstroms für das öffentliche Netz 14 mittels der Schalteinrichtung 20 erzeugt wird.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist insbesondere ein Ver fahren zum Erzeugen der induktiven Blindleistung Q IND für das öffentliche Netz 14 mittels der Elektrolysevorrichtung 10 ge zeigt, bei welchem in einem ersten Betriebsmodus der Elektro lysevorrichtung 10 mittels der Transformatoreinrichtung 18 der Elektrolysevorrichtung 10 auf einer Wechselstromseite 30 der Elektrolysevorrichtung 10 Wechselstrom des öffentlichen Netzes 14 transformiert wird und der transformierte Wechsel strom einer Eingangsseite 32 einer Gleichrichterschaltung 34 der Elektrolysevorrichtung 10 bereitgestellt wird und mittels der Gleichrichterschaltung 34 der transformierte Wechselstrom in einen Gleichstrom umgewandelt wird und der Gleichstrom auf einer Ausgangsseite 36 der Gleichrichterschaltung 34 für die Elektrolyseeinrichtung für eine Elektrolyse auf der Gleich stromseite 24 der Elektrolysevorrichtung 10 bereitgestellt wird. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass in einem zum ersten Betriebsmodus unterschiedlichen zweiten Betriebsmodus der Elektrolysevorrichtung 10 ein Trennschalter 38 der Elekt rolysevorrichtung 10 auf der Ausgangsseite 36 geschlossen wird und die Ausgangsseite 36 mittels des Trennschalters 38 kurzgeschlossen wird und die induktive Blindleistung Q IND für das öffentliche Netz 14 mittels der Gleichrichterschaltung 34 und dem transformierten Wechselstrom erzeugt wird.

Mit anderen Worten zeigt die FIG 1 insbesondere, dass die Schalteinrichtung 20 die Gleichrichterschaltung 34 und den Trennschalter 38 aufweisen kann, wobei zum Kurzschließen der Transformatoreinrichtung 18 der Trennschalter 38 geschlossen wird und der Phasenanschnittswinkel mittels der Gleichrich terschaltung 34 durch getaktetes Ansteuern der Gleichrichter schaltung 34 gesteuert wird.

Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass die Gleich richterschaltung 34 als Sechspuls-Brückenschaltung und insbe sondere als B6C-Schaltung bereitgestellt wird. Somit ist vor gesehen, dass mittels der Sechspuls-Brückenschaltung als Gleichrichterschaltung 34 der transformierte Wechselstrom phasengesteuert wird.

Ferner ist insbesondere vorgesehen, dass mittels der Gleich richterschaltung 34 die induktive Blindleistung Q IND derart erzeugt wird, dass diese der installierten Scheinleistung der Transformatoreinrichtung 18 entspricht. Zum Erzeugen der in duktiven Blindleistung Q IND wird die Gleichrichterschaltung 34 insbesondere mit einem Nennstrom der Gleichrichterschaltung 34 betrieben.

Ferner kann vorgesehen sein, dass zusätzlich mittels eines Stufenschalters der Transformatoreinrichtung 18 die induktive Blindleistung Q IND gesteuert wird.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schalteinrichtung 20 mit einem Phasenanschnittswinkel von zumindest größer 75°, insbesondere größer 80°, insbesondere größer 85°, insbesonde re größer 90° gesteuert wird.

Insbesondere macht sich die Erfindung somit zunutze, dass bei Elektrolysen hoher Leistung und hoher Spannung die Elektroly- sevorrichtung 10 den netzgeführten Gleichrichter, mit anderen Worten die Gleichrichterschaltung 34, aufweist. Um eine Re gelbarkeit der Elektrolysen zu realisieren, sind in der vor geschalteten Gleichrichterschaltung 34 der Stufenschalter zur Grobregelung und der Thyristorschalter zur Feinregelung ver baut. Diese Regelung erlaubt ein genaues Anfahren des Ar beitspunktes, da alle Elektrolysezellen, welche im vorliegen den Ausführungsbeispiel den elektrischen Verbrauchern 28 ent sprechen, in Reihe geschaltet sind. Da die Gleichrichter schaltung 34 netzgeführt ist, benötigt sie zur Feinsteuerung induktive Steuerblindleistung, welche im Verhältnis zur Wirk leistung sehr gering ist. Bei dem normalen Aufbau von Elekt rolysen kann Leistung P (FIG 2) entnommen werden und in ge ringem Maße induktive Blindleistung Q IND zur Verfügung ge stellt werden. Beides funktioniert aber nur, wenn die Elekt rolyse in Betrieb ist. Somit sind zusätzliche Netzdienstleis tungen im ersten Betriebsmodus nicht zu erbringen.

Um nun für das öffentliche Netz 14 eine zusätzliche Netz dienstleistung auch bei nicht stattfindender Elektrolyse be reitzustellen, wird bei geöffneten Schaltelementen 22, 26 und dem folgenden Ausführungsbeispiel bei geschlossenem Trenn schalter 38 die induktive Blindleistung Q IND zur Verfügung ge stellt, welche insbesondere genauso hoch sein kann wie die installierte Scheinleistung der Transformatoreinrichtung 18. So wird nach der Gleichrichterschaltung 34 der Trennschalter 38 verbaut. Dieser schließt die Gleichstromseite 24 kurz, die Gleichrichterschaltung 34 kann damit geregelt auf Nennstrom gefahren werden. Da dies allerdings bei einem Phasenan schnittswinkel von ungefähr 90° geschieht, wird nur reine Blindleistung Q IND in das öffentliche Netz 14 zurückgespeist. Somit kann mit diesem Umbau eine zusätzliche Netzdienstleis tung erbracht werden, falls der Netzbetreiber dies anfordert.

Somit kann durch einen einfachen Einbau des Trennschalters 38 in einem bereits bestehenden System der Elektrolysevorrich tung 10, welches besonders bei schwachen Mittelspannungen eingesetzt werden kann, die induktive Blindleistung Q IND be- reitgestellt werden. Die Kosten des Trennschalters 38 sind dabei verschwindend gering im Gegensatz zu beispielsweise ge mäß dem Stand der Technik eingesetzten thyristorgeregelten Drosseln beziehungsweise hart ans Netz geschalteten Indukti- vitäten. Somit wird der Trennschalter 38 vorgeschlagen, wel cher sich bei Bedarf, also im zweiten Betriebsmodus,

schließt, während sich die beiden bestehenden Schaltelemente 22, 26 zur Elektrolyse öffnen. FIG 2 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Blindleis- tungs-Wirkleistungs-Diagramm. Insbesondere ist auf der Abs zisse die induktive Blindleistung Q IND aufgetragen sowie auf der Ordinate die Wirkleistung P. Bei der Elektrolyse weist die Elektrolysevorrichtung 10 insbesondere einen ersten Ar- beitsbereich Al auf. Mit anderen Worten wird bei der Elektro lyse nahezu nur Wirkleistung P erzeugt und geringe induktive Blindleistung Q IND . Insbesondere zeigt somit der Arbeitsbe reich Al den ersten Betriebsmodus der Elektrolysevorrichtung 10. Durch das Schließen des Trennschalters 38, mit anderen Worten durch das Kurzschließen der Gleichstromseite 24, wird die Elektrolysevorrichtung 10 um einen zweiten Arbeitsbereich A2 erweitert. Im zweiten Arbeitsbereich A2 wird nahezu nur induktive Blindleistung Q IND erzeugt und nur geringe Wirkleis tung P .

Insgesamt zeigt die Erfindung eine erweiterte Bereitstellung von induktiver Blindleistung Q IND als Netzsystemleistung einer Elektrolyse .