Blindleistungseinspeisung in ein Wechselspannungsnetz Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einspeisen von Blindleistung in ein Wechselspannungsnetz mittels eines modularen Multilevelumrichters , der zumindest eine Reihen ^¬ schaltung mit mindestens zwei in Reihe geschalteten

Teilmodulen und einer Induktivität umfasst, wobei jedes Teilmodul jeweils einen eigenen Zwischenkreis aufweist.

Modulare Multilevelumrichter sind beispielsweise aus der Veröffentlichungsschrift "Modular Multilevel Converter: An universal concept for HVDC-Networks and extended DC-Bus- Applications" (R. Marquardt, 2010 International Power

Electronics Conference, Seiten 502 bis 507, 978-1-4244-5393- 1/10, 2010 IEEE) und der internationalen Veröffentlichungs ^¬ schrift WO 2015/036149 AI bekannt. Ein modularer Multilevelumrichter kann bekanntermaßen zur Stabilisierung eines Wechselspannungsnetzes eingesetzt werden, indem mit ihm gezielt Blindleistung in das Wechselspannungsnetz eingespeist wird. Die abgegebene bzw. in das Wechselspannungsnetz eingespeiste Blindleistung beeinflusst den Effektivwert der Netzspannung des Wechselspannungsnetzes, und zwar in Abhängigkeit von der jeweiligen Netzkonfiguration, insbesondere der jeweiligen Netzimpedanz an der Schnittstelle zum Multilevelumrichter. Ändert sich die Netzkonfiguration, z. B. durch Wegschalten von Übertragungsleitungen innerhalb des Wechselspannungs ^¬ netzes, so muss die Blindleistungsabgabe durch den Multi ^¬ levelumrichter möglichst rasch angepasst werden, um eine übermäßige Änderung des Effektivwerts der Netzspannung des Wechselspannungsnetzes zu verhindern.

Geschieht die Anpassung der Blindleistungsabgabe nicht oder nicht rechtzeitig, so können - beispielsweise im Falle einer kapazitiven Blindleistungseinspeisung - im Wechselspannungsnetz Überspannungen auftreten, die von Netzschutzgeräten nach etwa zwei bis fünf Netzperioden erkannt werden und zu einem Wegschalten des betroffenen Netzbereichs führen können. Ein solches fehlerhaftes Wegschalten von Netzbereichen aufgrund von in falschem Umfange eingespeister Blindleistung ist aus verständlichen Gründen unerwünscht.

Entsprechendes gilt für den Fall einer induktiven Blind- leistungseinspeisung durch einen Multilevelumrichter : Kommt es zu einer Veränderung der Netzkonfiguration, so kann der Effektivwert der Netzspannung abrupt abfallen, wodurch es wiederum zu einem unerwünschten Erkennen von Netzfehlern und zu einem fehlerhaften Abschalten von Netzabschnitten kommen kann.

Zusammengefasst besteht bei der Blindleistungseinspeisung, sowohl bei der induktiven als auch bei der kapazitiven, das Problem, dass im Falle einer Änderung der Netzkonfiguration schnellstmöglich eine Anpassung der Blindleistungserzeugung erfolgen muss, um ein fehlerhaftes Auslösen von Schutzgeräten zu vermeiden.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein

Verfahren zum Einspeisen von Blindleistung in ein Wechselspannungsnetz anzugeben, bei dem die oben beschriebenen

Probleme im Falle einer Veränderung der Netzkonfiguration nicht, zumindest nicht mehr so signifikant wie bisher, auftreten .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben.

Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Blind ^¬ leistungserzeugung in Abhängigkeit von der Zwischenkreisspannung zumindest einer der Zwischenkreise gesteuert wird.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass durch die erfindungsgemäße Auswertung der Zwischenkreisspannungen der Zwischenkreise von Teilmodulen des Multilevelumrichters besonders schnell, und zwar viel schneller als bisher, das Auftreten einer Änderung der Netzkonfiguration des Wechselspannungsnetzes erkannt werden kann und demgemäß die Einspeisung von Blindleistung an die jeweils neue Konfiguration besonders schnell angepasst werden kann. Ein unerwünschtes Auslösen von Schutzgeräten lässt sich somit im Allgemeinen vermeiden. Als besonders vorteilhaft wird es vorgesehen, wenn die

Blindleistungserzeugung reduziert wird, wenn die Amplitude einer Oberschwingung - bezogen auf die Netzfrequenz des

Wechselspannungsnetzes - der Zwischenkreisspannung einen Schwellenwert erreicht oder überschreitet. Im Falle einer Auswertung der Amplitude einer Oberschwingung ist es deutlich schneller als im Falle der Auswertung der Grundschwingung möglich, auf eine Umkonfiguration des Wechselspannungsnetzes bzw. auf eine Notwendigkeit einer Reduktion der

Blindleistungserzeugung zu schließen.

Vorzugsweise wird ein Spannungsmittelwert ermittelt, der den Mittelwert der Zwischenkreisspannungen der Zwischenkreise aller Teilmodule zum jeweiligen Zeitpunkt angibt. Liegt ein solcher Spannungsmittelwert vor, so ist es

vorteilhaft, wenn die Blindleistungserzeugung reduziert wird, sobald die Amplitude einer Oberschwingung des Spannungs ^¬ mittelwerts - bezogen auf die Netzfrequenz des Wechsel ^¬ spannungsnetzes - einen Schwellenwert erreicht oder

überschreitet.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die

Steuerung des Multilevelumrichters in Abhängigkeit von der Oberwelle mit der doppelten Netzfrequenz des Wechselspannungsnetzes durchgeführt wird; demgemäß ist bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens

vorgesehen, dass die Blindleistungserzeugung reduziert wird, wenn die Amplitude der Oberwelle mit der doppelten

Netzfrequenz - bezogen auf die Netzfrequenz des Wechselspannungsnetzes - des Spannungsmittelwerts den Schwellenwert erreicht oder überschreitet. Bevorzugt erfolgt das Überwachen der Amplitude der Oberwelle mit der doppelten Netzfrequenz dahingehend, ob der Schwellenwert erreicht oder überschritten wird, unter Einbezug eines Effektivwertbildners oder eines Hüllkurvendetektors. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, das Verfahren in Abhängig ^¬ keit davon durchzuführen, ob es sich um eine kapazitive oder eine induktive Blindleistungseinspeisung handelt. Demgemäß ist bei einer weiteren Fortbildung des Verfahrens vorgesehen, dass für den Vergleich im Falle einer kapazitiven Blind- leistungseinspeisung ein erster Schwellenwert und im Falle einer induktiven Blindleistungseinspeisung ein zweiter

Schwellenwert, der sich vom ersten Schwellenwert

unterscheidet, herangezogen wird. Vorzugsweise werden der Schwellenwert oder die Schwellenwerte in Abhängigkeit von dem Gleichanteil des Spannungsmittelwerts oder der Amplitude der Grundschwingung - bezogen auf die Netzfrequenz des Wechselspannungsnetzes - des Spannungs ^¬ mittelwerts bestimmt.

Besonders einfach und damit vorteilhaft lässt sich das

Verfahren anhand von Schwellenwertkennlinien durchführen. Demgemäß wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der

Schwellenwert oder die Schwellenwerte in Abhängigkeit von einer Schwellenwertkennlinie, insbesondere im Falle einer kapazitiven Blindleistungseinspeisung in Abhängigkeit von einer für eine kapazitive Blindleistungseinspeisung vorgegebenen ersten Schwellenwertkennlinie oder im Falle einer induktiven Blindleistungseinspeisung in Abhängigkeit von einer für eine induktive Blindleistungseinspeisung

vorgegebenen zweiten Schwellenwertkennlinie, bestimmt werden. Vorzugsweise wird das Maß, mit dem die Amplitude der

Oberschwingung des Spannungsmittelwerts den Schwellenwert überschreitet, bestimmt und es wird dieses Maß zur Bestimmung des Ausmaßes der Reduktion der Blindleistungseinspeisung herangezogen .

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Amplitude einer Oberschwingung des Spannungsmittelwerts als Rückkopplungs ^¬ größe zur Regelung der Höhe der jeweiligen Blindleistungseinspeisung herangezogen wird.

Die Teilmodule des Multilevelumrichters können in vorteil ^¬ hafter Weise auch derart angesteuert werden, dass durch den Multilevelumrichter ein Kreisstrom fließt, der eine Oberschwingung mit einer Frequenz, die einem ganzzahligen

Vielfachen des Dreifachen der Netzfrequenz des Wechselspannungsnetzes entspricht, aufweist.

Bei der letztgenannten Ausgestaltung ist es vorteilhaft, wenn die Blindleistungserzeugung reduziert wird, wenn die Ober- Schwingungsamplitude, die sich auf die Oberschwingung mit dem ganzzahligen Vielfachen des Dreifachen der Netzfrequenz bezieht, des Spannungsmittelwerts den Schwellenwert erreicht oder überschreitet. Bei Heranziehung einer Oberschwingung mit dem ganzzahligen Vielfachen des Dreifachen der Netzfrequenz ist eine besonders schnelle Erfassung einer Konfigurations ^¬ änderung des Wechselspannungsnetzes und damit eine besonders schnelle Anpassung der Blindleistungseinspeisung möglich.

Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf eine Ansteuer- einheit für einen modularen Multilevelumrichter, der

zumindest eine Reihenschaltung mit mindestens zwei in Reihe geschalteten Teilmodulen und einer Induktivität umfasst, wobei jedes Teilmodul jeweils einen eigenen Zwischenkreis aufweist .

Bezüglich einer solchen Ansteuereinheit ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass diese derart ausgebildet ist, dass sie den Multilevelumrichter derart ansteuert, dass dieser Blind ^¬ leistung in ein Wechselspannungsnetz einspeist, wobei sie die Zwischenkreisspannung zumindest eines der Zwischenkreise auswertet und die Blindleistungserzeugung in Abhängigkeit davon steuert.

Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen Ansteuereinheit sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen, da die Vorteile des Verfahrens für die erfindungsgemäße Ansteuereinheit

entsprechend gelten.

Vorzugsweise weist die Ansteuereinheit eine Recheneinheit auf, die derart programmiert ist, dass sie das oben

beschriebene Verfahren durchführen kann. Vorteilhafte

Ausgestaltungen für eine geeignete Ansteuereinheit sind in den Figuren gezeigt.

Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung mit einer Ansteuereinheit, wie sie oben beschrieben worden ist, sowie auf einen Multilevelumrichter, der von dieser Ansteuereinheit angesteuert wird. Bezüglich der Vorteile dieser Anordnung sei auf die obigen Ausführungen verwiesen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungs ^¬ beispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung, die

Blindleistung in ein Wechselspannungsnetz einspeist, Figur 2 ein Ausführungsbeispiel für einen

Multilevelumrichter, der bei der Anordnung gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann, Figur 3 ein Ausführungsbeispiel für ein Phasenmodul, das bei dem Multilevelumrichter gemäß Figur 2 eingesetzt werden kann,

Figur 4 ein Ausführungsbeispiel für ein Teilmodul, das zur

Bildung des Phasenmoduls gemäß Figur 3 eingesetzt werden kann,

Figur 5 ein Ausführungsbeispiel für eine Umrichtereinheit, die bei dem Teilmodul gemäß Figur 4 eingesetzt werden kann,

Figur 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Umrich ^¬ tereinheit, die bei dem Teilmodul gemäß Figur 4 eingesetzt werden kann,

Figur 7 ein Ausführungsbeispiel für eine Speichereinheit, die bei dem Teilmodul gemäß Figur 4 eingesetzt werden kann, Figur 8 ein Ausführungsbeispiel für eine Ansteuereinheit , die zur Ansteuerung eines Multilevelumrichters der Anordnung gemäß Figur 1 geeignet ist,

Figur 9 ein Ausführungsbeispiel für eine

Betriebsgrenzenanpassungseinrichtung, die bei der

Ansteuereinheit gemäß Figur 8 eingesetzt werden kann,

Figur 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine

Betriebsgrenzenanpassungseinrichtung, die bei der

Ansteuereinheit gemäß Figur 8 eingesetzt werden kann, Figur 11 ein Ausführungsbeispiel für ein Amplitudenfilter, das bei der Betriebsgrenzenanpassungseinrichtung gemäß Figur 9 eingesetzt werden kann, Figur 12 ein Ausführungsbeispiel für eine

Sollwertgenerierungseinrichtung, die bei der

Ansteuereinheit gemäß Figur 8 eingesetzt werden kann, Figur 13 ein Ausführungsbeispiel für einen

Multilevelumrichter, der bei der Anordnung gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann und durch eine

Brückenschaltung von Phasenmodulen gebildet wird, Figur 14 ein Ausführungsbeispiel für einen

Multilevelumrichter, der bei der Anordnung gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann und durch eine

Sternschaltung von Phasenmodulen gebildet wird und Figur 15 ein Ausführungsbeispiel für einen

Multilevelumrichter, der zur Erzeugung von Blindleistung für ein einphasiges

Wechselspannungsnetz geeignet ist und nur ein einziges Phasenmodul aufweist.

In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet . Die Figur 1 zeigt ein Wechselspannungsnetz 1, in das ein

Multilevelumrichter 2 Blindleistung einspeist. Der von dem Multilevelumrichter 2 erzeugte Strom I wird mittels einer Strommesseinrichtung 3 gemessen. Die an dem Wechselspannungsnetz 1 anliegende Wechselspannung wird mittels einer Spannungsmesseinrichtung 4 gemessen.

Die Messwerte der Strommesseinrichtung 3 und die Messwerte der Spannungsmesseinrichtung 4 gelangen zu einer Ansteuer- einheit 5, die die Messwerte auswertet und anhand eines eingangsseitig anliegenden Blindleistungssollwerts SW den Multilevelumrichter 2 ansteuert. Zum Zwecke der Ansteuerung besteht zwischen dem Multilevelumrichter 2 und der Ansteuer- einheit 5 eine bidirektionale Verbindung.

Die Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Multi ^¬ levelumrichter 2, der bei der Anordnung gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann. Man erkennt drei Phasenmodule 10, die in einer Dreieckschaltung verschaltet sind. Die äußeren

Anschlüsse der Phasenmodule 10 sind in der Figur 2 mit den Bezugszeichen PI und P2 gekennzeichnet; die äußeren Phasen- leiteranschlüsse des dreiphasigen Multilevelumrichters 2 tragen die Bezugszeichen LI, L2 und L3.

Die Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Phasenmodul

10, das bei dem Multilevelumrichter 2 gemäß Figur 2 eingesetzt werden kann. Das Phasenmodul 10 weist einen Stromsensor

11, eine Induktivität 12 sowie eine Mehrzahl an Teilmodulen 13 auf, die elektrisch in Reihe geschaltet sind und gemeinsam eine elektrische Reihenschaltung bilden.

Der durch die Reihenschaltung bzw. durch das Phasenmodul 10 fließende Phasenmodulstrom ist in der Figur 3 mit dem

Bezugszeichen Ip gekennzeichnet.

Die Ansteuerung der Teilmodule 13 des Phasenmoduls 10 erfolgt mittels der Ansteuereinheit 5 gemäß Figur 1. Die Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Teilmodul 13, das beim Phasenmodul 10 gemäß Figur 3 eingesetzt werden kann. Das Teilmodul 13 weist eingangsseitig eine Umrich ^¬ tereinheit 14 auf, die über einen Zwischenkreis ZK mit einer Speichereinheit 15 des Teilmoduls 13 in Verbindung steht. Die wechselspannungsseitigen Anschlüsse der Umrichtereinheit 14 sind in der Figur 4 mit den Bezugszeichen AC1 und AC2 gekennzeichnet; die gleichspannungsseitgen Anschlüsse der Umrich- tereinheit 14 tragen in der Figur die Bezugszeichen DCl und DC2.

An den Anschlüssen DCl und DC2 der Umrichtereinheit 14 liegt eine Zwischenkreisspannung Uzk an, die gleichzeitig auch die Eingangsspannung an den Eingangsanschlüssen DC3 und DC4 der Speichereinheit 15 bildet. Der Gleichspannungszwischenkreis zwischen der Umrichtereinheit 14 und der Speichereinheit 15 ist in der Figur 4 mit dem Bezugszeichen ZK gekennzeichnet.

Die Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Umrich ^¬ tereinheit 14, die bei dem Teilmodul 13 gemäß Figur 4

eingesetzt werden kann. Man erkennt vier Schalter Sl, S2, S3 und S4, die eine Brückenschaltung bilden. Die äußeren

Anschlüsse dieser Brückenschaltung bilden die Anschlüsse DCl und DC2, die an den Zwischenkreis ZK gemäß Figur 4

angeschlossen sind.

Die Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Umrichtereinheit 14, die bei dem Teilmodul 13 gemäß Figur 4 eingesetzt werden kann. Die Umrichtereinheit 14 gemäß Figur 6 umfasst lediglich zwei Schalter Sl und S2, die eine Halb ^¬ brücke bilden. Die Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Speicher ^¬ einheit 15, die bei dem Teilmodul 13 gemäß Figur 4 eingesetzt werden kann. Man erkennt einen Kondensator 20, an dem die Zwischenkreisspannung Uzk des Zwischenkreises ZK gemäß Figur 4 anliegt. Darüber hinaus erkennt man eine Spannungs- messeinrichtung 131, die die Spannung am Kondensator 20 und damit die Zwischenkreisspannung Uzk misst. Die Messwerte der Spannungseinrichtung 131 gelangen zu der Ansteuereinheit 5 gemäß Figur 1, um dieser eine Ansteuerung des Multilevel- umrichters 2 gemäß Figur 1 zu ermöglichen.

Die Figur 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine

Ansteuereinheit 5, die bei der Anordnung gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann. Die Ansteuereinheit 5 wird vorzugsweise durch einen MikroController, einen

Signalprozessor, einen FPGA (frei programmierbaren

Logikbaustein) oder SPS gebildet oder weist eine oder mehrere der genannten Komponenten vorzugsweise zumindest auch auf.

Die Ansteuereinheit 5 gemäß Figur 8 weist eingangsseitig eine Sollwertgenerierungseinrichtung 21 auf, die mit dem

Blindleistungssollwert SW (vgl. Figur 1) beaufschlagt ist. Darüber hinaus weist die Ansteuereinheit 5 gemäß Figur 8 eingangsseitig eine Betriebsgrenzenanpassungseinrichtung 22 auf, die ebenfalls mit dem Blindleistungssollwert SW

beaufschlagt ist. An der Betriebsgrenzenanpassungseinrichtung 22 liegen außerdem die Zwischenkreisspannungen Uzk aller Zwischenkreise ZK (vgl. Figur 4) aller Teilmodule 13 (vgl. Figur 3) aller Phasenmodule 10 gemäß Figur 2 an.

Die Betriebsgrenzenanpassungseinrichtung 22 wertet die eingangsseitig anliegenden Zwischenkreisspannungen Uzk aus und erzeugt einen Wert MZB, der die - mit Blick auf die vorliegenden Zwischenkreisspannungen Uzk - jeweils maximal zulässige Blindleistung angibt. Der Wert MZB wird in die Sollwertgenerierungseinrichtung 21 eingespeist. Die Sollwertgenerierungseinrichtung 21 wertet den

eingangsseitig anliegenden Blindleistungssollwert SW sowie den Wert MZB, der die maximale zulässige Blindleistung angibt, aus und erzeugt ausgangsseitig für jedes Phasenmodul 10 (vgl. Figur 2) des Multilevelumrichters 2 jeweils einen Sollstrom Is, der in einen nachgeordneten Vergleicher 23 eingespeist wird. In den Vergleicher 23 wird für die

Phasenmodule 10 gemäß Figur 2 bzw. Figur 3 jeweils nicht nur der Sollstrom Is eingespeist, sondern auch ein den

Phasenmodulstrom Ip, der von dem Stromsensor 11 des

jeweiligen Phasenmoduls 10 (vgl. Figur 3) gemessen worden ist, angebender Strommesswert Ip ' . Der Vergleicher 23 vergleicht den Sollstrom Is mit dem tatsächlichen Phasenmodulstrom Ip (bzw. dem Strommesswert Ip ' ) und erzeugt für jedes Phasenmodul 10 ausgangsseitig jeweils ein Steuersignal SS, das in einen nachgeordneten Stromregler 24 eingespeist wird.

Der Stromregler 24 erzeugt in Abhängigkeit von dem

Steuersignal SS ausgangsseitig ein Steuersignal Sp,

beispielsweise in Form einer Stellspannung, mit dem ein nachgeordneter Pulsgenerator 25 angesteuert wird.

Der Pulsgenerator 25 erzeugt für jedes Phasenmodul 10 des Multilevelumrichters 2, und damit für jedes Teilmodul 13 des jeweiligen Phasenmoduls 10, ein Ansteuersignal ASS, mit dem das jeweilige Phasenmodul 10 derart angesteuert wird, dass der jeweilige Phasenmodulstrom Ip im jeweiligen Phasenmodul 10 dem von der Sollwertgenerierungseinrichtung 21 ermittelten Sollstrom Is bestmöglich entspricht. Durch den Vergleicher 23 und die Rückkopplung der tatsächlichen Messwerte Ip ' wird dabei eine Regelschleife gebildet.

Die Figur 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine

Betriebsgrenzenanpassungseinrichtung 22, die bei der

Ansteuereinheit 5 gemäß Figur 8 eingesetzt werden kann.

Die Betriebsgrenzenanpassungseinrichtung 22 weist

eingangsseitig einen Mittelwertbildner 26 auf, der die eingangsseitig anliegenden Zwischenkreisspannungen Uzk aller Zwischenkreise ZK aller Teilmodule 13 aller Phasenmodule 10 des Multilevelumrichters 2 gemäß Figur 1 verarbeitet und ausgangsseitig einen Spannungsmittelwert, nachfolgend kurz Mittelwert MW genannt, erzeugt. Der Mittelwert MW gelangt zu einem Amplitudenfilter 27, das ausgangsseitig einen

Amplitudenwert ISW erzeugt, der die Ist-Spannungswelligkeit des Mittelwerts MW für eine vorgegebene Oberwelle (bzw.

Oberschwingung, vorzugsweise für die erste Oberwelle mit der doppelten Netzfrequenz des Wechselspannungsnetzes 1 gemäß Figur 1) in Form der Amplitude für diese vorgegebene

Oberwelle bzw. Oberschwingung im Mittelwert MW angibt.

Der Amplitudenwert ISW gelangt zu einem Komparator 29, an dem eingangsseitig außerdem ein Wert ZSW anliegt, der die

zulässige Spannungswelligkeit angibt. Der Wert ZSW wird von einer Betriebsgrenzenkennlinieneinrichtung 28 gebildet, an der eingangsseitig der Blindleistungssollwert SW anliegt. Die Betriebsgrenzenkennlinieneinrichtung 28 berücksichtigt bei der Bildung des Werts ZSW, dass bei hohen Blindleistungs ^¬ sollwerten SW mit einer höheren Spannungswelligkeit zu rechnen ist als bei niedrigen Blindleistungssollwerten SW; demgemäß wird der Wert ZSW, der die zulässige Spannungs ^¬ welligkeit angibt, bei hohen Blindleistungssollwerten SW größer sein als bei kleinen Blindleistungssollwerten SW.

Die Betriebsgrenzenkennlinieneinrichtung 28 wird den Wert ZSW vorzugsweise anhand einer vorab abgespeicherten Kennlinie bestimmen, die für verschiedene Blindleistungssollwerte SW jeweils einen Wert ZSW vorgibt.

Der Komparator 29 vergleicht den Amplitudenwert ISW, der die Ist-Spannungswelligkeit angibt, mit dem Wert ZSW, der die zulässige Spannungswelligkeit angibt, und erzeugt

ausgangsseitig ein Komparatorsignal SK, mit dem ein

Blindleistungsbegrenzer 30 angesteuert wird. Der Blindleistungsbegrenzer 30 hat die Aufgabe, ausgangsseitig den Wert MZB zu erzeugen, der die maximal zulässige Blindleistung zum jeweiligen Zeitpunkt angibt und mit dem die Ansteuerung der Sollwertgenerierungseinrichtung 21 gemäß Figur 8

ermöglicht wird.

Die Figur 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Betriebsgrenzenanpassungseinrichtung 22, die bei der

Ansteuereinheit 5 gemäß Figur 8 eingesetzt werden kann.

Die Betriebsgrenzenanpassungseinrichtung 22 gemäß Figur 10 weist einen Mittelwertbildner 26, ein Amplitudenfilter 27, einen Komparator 29 sowie einen Blindleistungsbegrenzer 30 auf; die Komponenten 26, 27, 29 und 30 können den Komponenten 26, 27, 29 und 30 gemäß Figur 9 entsprechen; diesbezüglich sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der Figur 9 verwiesen.

Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 10 keine

Betriebsgrenzenkennlinieneinrichtung 28 vorhanden, die einen von dem jeweiligen Blindleistungssollwert SW abhängigen Wert ZSW, der die zulässige Spannungswelligkeit angibt, erzeugen würde. Stattdessen wird der Komparator 29 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 10 mit einem konstanten Wert KSW gespeist, der - unabhängig von dem jeweiligen Blind- leistungssollwert SW - eine maximal zulässige

Spannungswelligkeit angibt.

Der Komparatorvergleich durch den Komparator 29 erfolgt somit in Abhängigkeit von dem jeweiligen Amplitudenwert ISW, der die jeweilige Ist-Spannungswelligkeit angibt, sowie dem konstanten Wert KSW, der eine konstante zulässige

Spannungswelligkeit vorgibt.

Im Übrigen sei bezüglich der Funktionsweise der

Betriebsgrenzenanpassungseinrichtung 22 gemäß Figur 10 auf die Ausführungen im Zusammenhang mit der Figur 9 verwiesen.

Die Figur 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein

Amplitudenfilter 27, das bei der Betriebsgrenzen- anpassungseinrichtung 22 gemäß Figur 9 eingesetzt werden kann .

Das Amplitudenfilter 27 gemäß Figur 11 weist eingangsseitig zwei Produktbildner 33 auf, die jeweils mit dem Mittelwert MW des vorgeordneten Mittelwertbildners 26 (vgl. Figur 9) beaufschlagt sind. Darüber hinaus liegt an den beiden

Produktbildnern 33 jeweils das Ausgangssignal eines

Sinusgenerators 31 bzw. eines Kosinusgenerators 32 an. Der Sinusgenerator 31 und der Kosinusgenerator 32 erzeugen sinus- bzw. kosinusförmige Signale mit einem Vielfachen,

vorzugsweise dem Doppelten, der Netzfrequenz des Wechselspannungsnetzes 1 gemäß Figur 1. Im Falle einer Netzfrequenz von 50 Hz erzeugen der Sinusgenerator 31 und der Kosinusgenerator 32 also bevorzugt sinus- bzw. kosinusförmige

Signale mit einer Frequenz von 100 HZ.

Die Ausgangssignale der beiden Produktbildner 33 gelangen zu Tiefpässen 34 sowie Quadrierern 35, deren Ausgangssignale mittels eines Summenbildners 36 zu einem Summenwert

verarbeitet werden. Aus dem Summenwert des Summenbildners 36 wird mittels eines Wurzelbildners 37 die Wurzel gebildet, wodurch ausgangsseitig der Amplitudenwert ISW gebildet wird, der die Ist-Spannungswelligkeit im Mittelwert MW des

Mittelwertbildners 26 angibt.

Alternativ oder zusätzlich können der Sinusgenerator 31 und der Kosinusgenerator 32 sinus- bzw. kosinusförmige Signale mit einem Vielfachen der dritten Oberschwingung erzeugen, um einen Kreisstrom innerhalb des Multilevelumrichters 2 zu erzeugen .

Die Figur 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Sollwert- generierungseinrichtung 21, die bei der Ansteuereinheit 5 gemäß Figur 8 eingesetzt werden kann.

Die Sollwertgenerierungseinrichtung 21 weist eingangsseitig einen Begrenzer 38 auf, an dem der Blindleistungssollwert SW sowie der von der Betriebsgrenzenanpassungseinrichtung 22 gemäß Figur 8 gebildete Wert MZB, der die maximale zulässige Blindleistung angibt, anliegt.

Der Begrenzer 38 erzeugt ausgangsseitig eine Stromamplitude SA, mit Hilfe derer ein nachgeordneter Produktbildner 33, an dem auch das Ausgangssignal eines Sinusgenerators 39 anliegt, einen Sollstrom Is bildet; der Sollstrom Is wird von dem Vergleicher 23 gemäß Figur 8 weiterverarbeitet. Bei dem Sollstrom Is handelt es sich um ein netzfrequentes Signal, das die Netzfrequenz des Wechselspannungsnetzes 1 gemäß Figur 1 aufweist und zu dieser Netzspannung des Wechsel ^¬ spannungsnetzes 1 um 90 Grad phasenverschoben ist.

Die Figur 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Multilevelumrichter 2, der bei der Anordnung gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann. Der Multilevelumrichter 2 gemäß Figur

14 wird durch eine Brückenschaltung von sechs Phasenmodulen 10 gebildet, die beispielsweise so ausgestaltet sein können, wie dies beispielhaft im Zusammenhang mit den Figuren 3 bis 7 erläutert wurde.

Die Figur 14 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Multilevelumrichter 2, der bei der Anordnung gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann. Der Multilevelumrichter 2 gemäß Figur 13 wird durch eine Sternschaltung von drei Phasenmodulen 10 gebildet, die beispielsweise so ausgestaltet sein können, wie dies beispielhaft im Zusammenhang mit den Figuren 3 bis 7 erläutert wurde. Die Phasenleiteranschlüsse sind mit den

Bezugszeichen LI, L2 und L3 und der Nullleiteranschluss mit dem Bezugszeichen N bezeichnet.

Die Figur 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen

Multilevelumrichter 2, der für die Einspeisung der

Blindleistung in ein einphasiges Wechselspannungsnetz 1 gemäß Figur 1 geeignet ist. Der Multilevelumrichter 2 gemäß Figur

15 wird durch ein einziges Phasenmodul 10 gebildet, das beispielsweise so ausgestaltet sein kann, wie dies

beispielhaft im Zusammenhang mit den Figuren 3 bis 7

erläutert wurde.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte

Ausführungsbeispiele 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. Bezugs zeichenliste

1 Wechselspannungsnetz

2 Multilevelumrichter

3 Strommesseinrichtung

4 Spannungsmesseinrichtung

5 Ansteuereinheit

10 Phasenmodule

11 Stromsensor

12 Induktivität

13 Teilmodule

14 Umrichtereinheit

15 Speichereinheit

20 Kondensator

21 Sollwertgenerierungseinrichtung

22 Betriebsgrenzenanpassungseinrichtung

23 Vergleicher

24 Stromregler

25 Pulsgenerator

26 Mittelwertbildner

27 Amplitudenfilter

28 Betriebsgrenzenkennlinieneinrichtung

29 Komparator

30 Blindleistungsbegrenzer

31 Sinusgenerator

32 Kosinusgenerator

33 Produktbildner

34 Tiefpässe

35 Quadrierer

36 Summenbildner

37 Wurzelbildner

38 Begrenzer

39 Sinusgenerator

131 Spannungsmesseinrichtung

AC1 Anschluss

AC2 Anschluss

ASS Ansteuersignal , ₀

DC1 Anschluss

DC2 Anschluss

DC3 Anschluss

DC4 Anschluss

Ip Phasenmodulstrom

Ip ' Strommesswert

Is Sollstrom

ISW Amplitudenwert

KSW Wert

LI äußerer Phasenleiteranschluss

L2 äußerer Phasenleiteranschluss

L3 äußerer Phasenleiteranschluss

MW Mittelwert

MZB Wert

N Nullleiteranschluss

PI äußerer Anschluss des Phasenmoduls

P2 äußerer Anschluss des Phasenmoduls

51 Schalter

52 Schalter

S3 Schalter

S4 Schalter

SA Stromamplitude

SK Komparatorsignal

Sp Steuersignal

SS Steuersignal

SW Blindleistungssollwert

Uzk Zwischenkreisspannung

ZK Gleichspannungszwischenkreis

ZSW Wert