Schaltbare Längsspannungsquelle, GleichstromübertragungsSys tem mit Längsspannungsquelle und Verfahren zum Betreiben ei ner Längsspannungsquelle

Die Erfindung bezieht sich unter anderem auf eine schaltbare Längsspannungsquelle mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige LängsspannungsqueIle ist aus der Druckschrift WO 2017/108073 Al bekannt . Die vor bekannte LängsspannungsqueIle weist zwei H-Brückenmodule mit j eweils vier HalbleiterSchaltern auf .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schaltbare LängsspannungsqueIle anzugeben, die mit besonders wenigen Bauelementen auskommt .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Längsspannungs- quelle mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst . Vor teilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Längsspan nungsquelle sind in Unteransprüchen angegeben .

Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Mittenan schluss der ersten Reihenschaltung unmittelbar den ersten AusgangsanSchluss bildet und der MittenanSchluss der zweiten Reihenschaltung unmittelbar den zweiten AusgangsanSchluss bildet .

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Längsspan nungsquelle ist darin zu sehen, dass diese mit relativ weni gen Schaltern auskommt bzw . auskommen kann und dabei dennoch eine Verteilung von Strom bzw . eine Lastfluss _V erteilung auf beispielsweise zwei nachgeordnete Hochspannungsgleichstrom- übertragungsleitungen eines GleichspannungsübertragungsSys tems ermöglicht . Vorteilhaft ist es , wenn die zweite Schalteinrichtung, die erste Schalteinheit und der erste Schalter j eweils durch ein von außen steuerbares Ventil gebildet ist oder ein oder meh rere von außen steuerbare Ventile aufweist .

Bei den von außen steuerbaren Ventilen handelt es sich vor zugsweise um ein- und ausschaltbare Ventile, vorzugsweise um mechanische Schalter oder um Transistoren mit einer dazu an tiparallel geschalteten Diode .

Der erste und zweite Schalter, die erste und zweite Schalt einheit und die erste und zweite Schalteinrichtung sind vor zugsweise j eweils unipolar schaltend .

Mit Blick auf den Einsatz möglichst vieler baugleicher Kompo nenten ist es vorteilhaft, wenn der erste und zweite Schalter baugleich sind und/oder die erste und zweite Schalteinheit baugleich sind und/oder die erste und zweite Schalteinrich tung baugleich sind und/oder Schalter der ersten Schaltein richtung mit dem oder den Schaltern der zweiten Schalteinheit baugleich sind und/oder Schalter der ersten Schalteinrichtung mit dem zweiten Schalter baugleich sind und/oder Schalter der zweiten Schalteinheit mit dem zweiten Schalter baugleich sind .

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste und zweite Schalteinheit j eweils durch einen Schalter oder zwei oder mehr in Reihe liegende Schalter ge bildet ist, die erste und zweite Schalteinrichtung j eweils durch zwei oder mehr in Reihe liegende Schalter gebildet ist, und die erste und zweite Schalteinrichtung j eweils einen Schalter mehr aufweisen als die erste und zweite Schaltein heit . Alle letztgenannten Schalter sind vorzugsweise j eweils unipolar schaltend .

Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zumindest einer der Schalter der Längsspannungsquelle durch ein nichtsteuerbares Ventil , insbesondere allein durch eine Diode, gebildet ist. Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn zumindest einer der Schalter, vorzugsweise alle Schal ter, der ersten Schalteinrichtung, durch ein nichtsteuerbares Ventil , insbesondere eine Diode, gebildet ist, zumindest ei ner der Schalter, vorzugsweise alle Schalter, der zweiten Schalteinheit durch ein nichtsteuerbares Ventil , insbesondere eine Diode, gebildet ist, und/oder der zweite Schalter durch ein nichtsteuerbares Ventil , insbesondere eine Diode, gebil det ist .

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Anordnung mit einer Längsspannungsquelle . Der Längsspannungsquelle ist eine Umpoleinrichtung nachgeordnet, die zwischen die zwei Aus gangsanschlüsse und zwei LeiteranSchlusskontakte der Längs- spannungsquelle geschaltet ist, wobei die Umpoleinrichtung in einer ersten Stellung den ersten AusgangsanSchluss mit dem ersten Leiteranschlusskontakt und den zweiten Ausgangsan schluss mit dem zweiten Leiteranschlusskontakt verbindet und wobei die Umpoleinrichtung in einer zweiten Stellung den ers ten AusgangsanSchluss mit dem zweiten Leiteranschlusskontakt und den zweiten AusgangsanSchluss mit dem ersten Leiteran- schlusskontakt verbindet .

Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf eine Längsspan nungsquellenkaskade . Bezüglich einer solchen Längsspannungs- quellenkaskade ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass diese zwei oder mehr Längsspannungsquellen, wie oben beschrieben, aufweist . Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen Längs spannungsquellenkaskade sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Längsspannungsquelle verwiesen .

Vorteilhaft ist es , wenn ein erster Eingang der Längsspan nungsquellenkaskade durch einen ersten Einspeiseanschluss der ersten Längsspannungsquelle der Längsspannungsquellenkaskade gebildet wird, ein zweiter Eingang der Längsspannungsquellen- kaskade durch einen zweiten Einspeiseanschluss der ersten Längsspannungsquelle der Längsspannungsquellenkaskade gebil- det wird, ein erster Ausgang der Längsspannungsquellenkaskade durch einen ersten AusgangsanSchluss der letzten Längsspan nungsquelle der Längsspannungsquellenkaskade gebildet wird, ein zweiter Ausgang der Längsspannungsquellenkaskade durch einen zweiten Ausganganschluss der letzten Längsspannungs- quelle der Längsspannungsquellenkaskade gebildet wird, j eder Längsspannungsquelle mit Ausnahme der letzten j eweils eine Längsspannungsquelle nachgeordnet ist, wobei der erste Ein speiseanschluss j eder nachgeordneten Längsspannungsquelle mit dem ersten AusgangsanSchluss der vorgeordneten Längsspan nungsquelle verbunden ist und der zweite Einspeiseanschluss j eder nachgeordneten Längsspannungsquelle mit dem zweiten AusgangsanSchluss der vorgeordneten Längsspannungsquelle ver bunden ist .

Auch ist es von Vorteil , wenn die Spannungsfestigkeit der Schalteinrichtungen und Schalteinheiten der LängsSpannungs- quellen der Längsspannungsquellenkaskade von Längsspannungs- quelle zu Längsspannungsquelle j eweils um die Sperrspannung des Energiespeichers der Längsspannungsquellen ansteigt .

Vorzugsweise steigt die Anzahl der Schalter pro Schalteinheit und Schalteinrichtung von Längsspannungsquelle zu Längsspan nungsquelle j eweils um einen Schalter an .

Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Gleichstro mübertragungssystem. Bezüglich eines solchen Gleichstromüber tragungssystems ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass dieses zumindest eine Längsspannungsquelle, wie oben beschrieben, und/oder eine Längsspannungsquellenkaskade, wie oben be schrieben, sowie eine erste und eine zweite Hochspannungs- gleichstromübertragungsleitung aufweist, die an die Ausgangs anschlüsse der Längsspannungsquelle bzw . die Ausgänge der Längsspannungsquellenkaskade angeschlossen ist .

Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Gleichstromüber tragungssystems sei auf die obigen Ausführungen im Zusammen- hang mit der erfindungsgemäßen Längsspannungsquelle verwie sen .

Vorteilhaft ist es , wenn der Längsspannungsquelle eine Umpol- einrichtung nachgeordnet ist, die zwischen die zwei Ausgangs anschlüsse und zwei LeiteranSchlusskontakte der Längsspan nungsquelle geschaltet ist, wobei die Umpoleinrichtung in ei ner ersten Stellung den ersten AusgangsanSchluss mit dem ers ten Leiteranschlusskontakt und den zweiten AusgangsanSchluss mit dem zweiten Leiteranschlusskontakt verbindet und wobei die Umpoleinrichtung in einer zweiten Stellung den ersten AusgangsanSchluss mit dem zweiten Leiteranschlusskontakt und den zweiten AusgangsanSchluss mit dem ersten Leiteranschluss kontakt verbindet .

Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Verfahren zum Betreiben einer Längsspannungsquelle, einer Längsspan nungsquellenkaskade oder eines GleichstromübertragungsSys tems , wie oben beschrieben, wobei der Energiespeieher entwe der zwischen den ersten Einspeiseanschluss und den ersten AusgangsanSchluss der Längsspannungsquelle oder Längsspan nungsquellen oder zwischen den zweiten Einspeiseanschluss und den zweiten AusgangsanSchluss der Längsspannungsquelle oder Längsspannungsquellen geschaltet wird oder von allen diesen Anschlüssen getrennt wird .

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

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

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes

GleichstromübertragungsSystem, das mit einem Aus führungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Längs- spannungsquelle ausgestattet ist, Figur 2 einen ersten Betriebs zustand der Längsspannungs- quelle gemäß Figur 1,

Figur 3 einen zweiten Betriebs zustand der Längsspannungs- quelle gemäß Figur 1 ,

Figur 4 einen dritten Betriebs zustand der Längsspannungs- quelle gemäß Figur 1 ,

Figur 5 ein Ausführungsbeispiel für eine für das Gleich ^¬ stromübertragungssysfern gemäß Figur 1 geeignete Längsspannungsquelle näher im Detail ,

Figur 6 ein Ausführungsbeispiel für ein Gleichstromübertra ^¬ gungssystem, bei dem einer Längsspannungsquelle ei ^¬ ne Umpoleinrichtung nachgeordnet ist,

Figur 7 ein Ausführungsbeispiel für ein Gleichstromübertra ^¬ gungssystem mit einer Längsspannungsquellenkaskade, und

Figur 8 eine Variante des Ausführungsbeispiels gemäß Figur

5 , bei der einige Schalter als nicht steuerbare Ventile in Form einer Diode ausgeführt sind .

In den Figuren werden der Übersicht halber für identische o- der vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugs Zeichen verwendet .

Die Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine schaltbare Längsspannungsquelle 10. Die Längsspannungsquelle 10 umfasst einen ersten Einspeiseanschluss El zum Einspeisen eines ers ten Stroms I 1 , einen ersten AusgangsanSchluss Al zum Ausgeben des ersten Stroms I 1 , einen zweiten Einspeiseanschluss E2 zum Einspeisen eines zweiten Stroms 12 und einen zweiten Aus gangsanschluss A2 zum Ausgeben des zweiten Stroms 12. Die Längsspannungsquelle 10 ermöglicht es, eine elektrische

Spannung Uc eines elektrischen Energiespeichers 11 der Längs- spannungsquelle 10 wahlweise zwischen den ersten Einspeisean schluss El und den ersten AusgangsanSchluss Al oder zwischen den zweiten Einspeiseanschluss E2 und den zweiten Ausgangsan schluss A2 zu schalten . Zu diesem Zweck ist der erste Ein speiseanschluss El mittels einer ersten Schalteinrichtung SRI mit einem ersten Anschluss CI des Energiespeichers 11 ver bindbar, der zweite Einspeiseanschluss E2 ist mittels einer zweiten Schalteinrichtung SR2 mit dem zweiten Anschluss C2 des Energiespeichers 11 verbindbar .

An den ersten Einspeiseanschluss El der Längsspannungsquelle 10 ist eine erste Reihenschaltung RI angeschlossen, die einen ersten Schalter S1 und eine erste Schalteinheit SH1 umfasst und den ersten Einspeiseanschluss El mit dem zweiten An schluss C2 des Energiespeichers 11 verbindet .

Einer der Anschlüsse des ersten Schalters Sl, nachfolgend erster Anschluss des ersten Schalters Sl genannt, bildet ei nen äußeren Anschluss der ersten Reihenschaltung RI sowie den ersten Einspeiseanschluss El ; einer der Anschlüsse der ersten Schalteinheit SH1 , nachfolgend erster Anschluss der ersten Schalteinheit SH1 genannt, bildet einen zweiten äußeren An schluss der ersten Reihenschaltung RI und ist mit dem zweiten Anschluss C2 des Energiespeichers 11 verbunden . Zwischen dem anderen Anschluss des ersten Schalters Sl , nachfolgend zwei ter Anschluss des ersten Schalters Sl genannt, und dem ande ren Anschluss der ersten Schalteinheit SH1 , nachfolgend zwei ter Anschluss der ersten Schalteinheit SH1 genannt, liegt elektrisch ein MittenanSchluss Ml der ersten Reihenschaltung RI, der unmittelbar den ersten AusgangsanSchluss Al der

Längsspannungsquelle 10 bildet .

An den zweiten Einspeiseanschluss E2 ist eine zweite Reihen schaltung R2 angeschlossen, die einen zweiten Schalter S2 und eine zweite Schalteinheit SH2 umfasst und den zweiten Ein speiseanschluss E2 mit dem ersten Anschluss CI des Energie- Speichers 11 verbindet. Einer der Anschlüsse des zweiten Schalters S2 , nachfolgend erster Anschluss des zweiten Schal ters S2 genannt, bildet einen ersten äußeren Anschluss der zweiten Reihenschaltung R2 sowie den zweiten Einspeisean schluss E2 der Längsspannungsquelle 10 ; einer der Anschlüsse der zweiten Schalteinheit SH2 , nachfolgend erster Anschluss der zweiten Schalteinheit SH2 genannt, bildet einen zweiten äußeren Anschluss der zweiten Reihenschaltung R2 und ist mit dem ersten Anschluss CI des Energiespeichers 11 verbunden . Zwischen dem anderen Anschluss des zweiten Schalters S2 , nachfolgend zweiter Anschluss des zweiten Schalters S2 ge nannt, und dem anderen Anschluss der zweiten Schalteinheit SH2 , nachfolgend zweiter Anschluss der zweiten Schalteinheit SH2 genannt, liegt elektrisch ein MittenanSchluss M2 der zweiten Reihenschaltung R2. Der MittenanSchluss M2 der zwei ten Reihenschaltung R2 bildet unmittelbar den zweiten Aus gangsanschluss A2 der Längsspannungsquelle 10.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 bestehen die

Schalteinrichtungen SRI und SR2 j eweils aus zwei Schaltern S ; die beiden Schalteinheiten SH1 und SH2 bestehen j eweils aus einem Schalter S .

An die beiden Ausgangsanschlüsse Al und A2 der Längsspan nungsquelle 10 können Hochspannungsgleichstromübertragungs- leitungen 21 und 22 eines GleichstromübertragungsSystems 20 angeschlossen sein und an die beiden Einspeiseanschlüsse El und E2 der Längsspannungsquelle 10 kann eine Einspeiseleitung 23 zum Einspeisen eines EingangsStromes Iin angeschlossen sein, wie dies beispielhaft in der Figur 1 gezeigt ist .

Der in der Einspeiseleitung 23 fließende Eingangsström Iin wird in den ersten Strom I 1 und den zweiten Strom 12 aufge teilt, die am ersten Einspeiseanschluss El und am zweiten Einspeiseanschluss E2 in die Längsspannungsquelle 10 einflie ßen .

Um eine gewünschte Strom- bzw . Lastverteilung des Eingangs stromes Iin bzw . der an den beiden Einspeiseanschlüssen El und E2 der Längsspannungsquelle 10 eingespeisten Ströme II und 12 auf die beiden Ausgangsanschlüsse Al und A2 und damit eine korrespondierende Stromverteilung in den beiden Hoch spannungsgleichstromübertragungsleitungen 21 und 22 zu errei chen, können die beiden Schalter S1 und S2 , die beiden

Schalteinheiten SH1 und SH2 und die beiden Schalteinrichtun- gen SRI und SR2 drei Betriebszustande der Längsspannungsquel le 10 ermöglichen; dies wird nachfolgend beispielhaft näher im Zusammenhang mit den Figuren 2 bis 4 erläutert .

Die Figur 2 zeigt einen ersten Betriebszustand der Längsspan nungsquelle 10 , bei dem die Schalter S der ersten Schaltein richtung SRI , der zweite Schalter S2 und die erste Schaltein heit SH1 eingeschaltet sind; der erste Schalter Sl, die zwei te Schalteinheit SH2 und die zweite Schalteinrichtung SR2 sind ausgeschaltet .

Bei dem ersten Betriebszustand gemäß der Figur 2 wird die an dem Energiespeieher 11 , bei dem es sich vorzugsweise um einen Kondensator C handelt, abfallende elektrische Spannung Uc in den Strompfad PI zwischen dem ersten Einspeiseanschluss El und dem ersten AusgangsanSchluss Al geschaltet ; der zweite Strompfad P2 zwischen dem zweiten Einspeiseanschluss E2 und dem zweiten AusgangsanSchluss A2 führt an dem elektrischen Energiespeieher 11 vorbei , so dass dieser die elektrische Spannung Uc des Energiespeichers 11 nicht sieht .

Je nach dem Vorzeichen der Spannung Uc am Energiespeieher 11 bzw . der Spannungsrichtung der Spannung Uc am Energiespeieher 11 wird der Spannungsabfall zwischen dem ersten Einspeisean schluss El und dem ersten AusgangsanSchluss Al durch die Spannung Uc erhöht oder reduziert .

Je nach der Spannungsriehtung der am Energiespeieher 11 an liegenden Spannung Uc wird somit der erste Strom I 1 im ersten Strompfad PI zwischen dem ersten Einspeiseanschluss El und dem ersten AusgangsanSchluss Al gegenüber dem Strom 12 im zweiten Strompfad P2 zwischen dem zweiten Einspeiseanschluss E2 und dem zweiten Ausgangsanschluss A2 erhöht oder ernied rigt, wodurch es zu einer entsprechenden LastverSchiebung bzw . Veränderung der LastStromverteilung des EingangsStroms Iin in der Einspeiseleitung 23 auf die beiden Hochspannungs- gleichstromübertragungsleitungen 21 und 22 des Gleichstrom übertragungssystems 20 kommt .

In einem zweiten Betriebszustand der Längsspannungsquelle 10 wird der Energiespeieher 11 in den zweiten Strompfad P2 zwi schen dem zweiten Einspeiseanschluss E2 und dem zweiten Aus gangsanschluss A2 geschaltet ; der erste Strompfad PI wird an dem Energiespeieher vorbeigeführt . Der zweite Betriebszustand ist in der Figur 3 gezeigt .

Die Figur 3 lässt erkennen, dass für den zweiten Betriebszu stand der erste Schalter Sl, die zweite Schalteinrichtung SR2 und die zweite Schalteinheit SH2 eingeschaltet werden, die übrigen Schaltkomponenten sind ausgeschaltet . Je nach dem Vorzeichen der Spannung bzw . der Spannungsrichtung der Span nung Uc am Energiespeieher 11 wird somit der Strom 12 im zweiten Strompfad P2 gegenüber dem Strom I 1 im ersten Strom pfad PI erhöht oder erniedrigt, so dass es zu einer entspre chenden LastStromverschiebung des EingangsStroms Iin in der Einspeiseleitung 23 auf die zwei Hochspannungsgleichstrom- übertragungsleitungen 21 und 22 des Gleichstromübertragungs- systems 20 kommt .

Die Figur 4 zeigt einen dritten Betriebszustand der Längs- spannungsquelle 10. Bei dem dritten Betriebszustand sind der erste Schalter Sl und der zweite Schalter S2 eingeschaltet ; die übrigen Schaltkomponenten sind ausgeschaltet . Bei dem dritten Betriebszustand gemäß Figur 4 ist der Energiespeieher 11 bzw . dessen Spannung Uc von den beiden Strompfaden PI und P2 getrennt, so dass die Spannung Uc keinen Einfluss auf die Stromverteilung hat .

Die Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Aufbau ei ner Längsspannungsquelle 10 , die bei dem Gleichstromübertra- gungssystem 20 gemäß den Figuren 1 bis 4 eingesetzt werden kann . Bei den Schaltern S1 und S2 , den Schaltern der Schalt einrichtungen SRI und SR2 und den Schaltern der Schalteinhei- ten SH1 und SH2 handelt es sich um von außen schaltbare, uni polar arbeitende Halbleiterschalter . Es lässt sich erkennen, dass die Schalter j eweils durch einen Transistor T, der von einer Steuereinrichtung 12 angesteuert wird, und eine dazu antiparallel geschaltete Diode D gebildet ist . Jeder der Schalter ist somit von der Steuereinrichtung 12 nur in unipo larer Richtung ein- und ausschaltbar; in der entgegengesetz ten Stromrichtung bildet die Diode D j eweils einen Freilauf .

Durch die in der Figur 5 gezeigte Verschaltung der Dioden D und der Transistoren T ergibt sich, dass eine Lastflussrege- lung nur in einer Richtung, also unidirektional , möglich ist ; denn der Energiespeieher 11 sollte stets mit einer positiven Spannung Uc in der in der Figur 5 gezeigten Spannungsrichtung betrieben werden, um zu vermeiden, dass es im ersten und zweiten Betriebszustand zu einem Kurzschluss des Energiespei chers 11 über die Freilaufdiöden D kommen kann .

Zur Vorbereitung des Betriebs der Längsspannungsquelle 10 wird die Steuereinrichtung 12 die Spannung Uc am Energiespei cher 11 zunächst auf einen gewünschten Ausgangswert von bei spielsweise + 2 kV stellen .

Tritt anschließend während des Betriebs des Gleichstromüber tragungssystems 20 die Situation auf, dass die Stromvertei lung in Richtung des ersten Ausgangsanschlusses Al und des zweiten Ausgangsanschlusses A2 unsymmetrisch ist und der Lastfluss im ersten Strompfad PI stets größer als im zweiten Strompfad P2 ist, so kann durch ein temporäres , abwechselndes Einschalten (beispielsweise im Rahmen einer Pulsweitenmodula tion) des ersten und zweiten Betriebszustands der Energie speicher 11 in positiver Spannungsrichtung in den ersten Strompfad PI oder in negativer Spannungsrichtung in den zwei ten Strompfad P2 geschaltet werden, wodurch es in beiden Fäl len j eweils zu einem Verschieben des Lastflusses von dem ers- ten Strompfad in Richtung des zweiten Strompfades kommt . Da der Energiespeicher 11 im ersten Betriebszustand aufgeladen wird und im zweiten entladen wird, kann bei gleichen oder zu mindest annähernd gleichen Zeitdauern für den ersten und zweiten Betriebszustand im Rahmen der Pulsweitenmodulation der Ladezustand des Energiespeichers 21 konstant gehalten werden .

Die Länge der ersten und zweiten Betriebszustände (sowie die Länge des j eweils dazwischen liegenden dritten Betriebszu stands ) und die Arbeitsspannungshöhe des Energiespeichers 11 bestimmen das Ausmaß der Lastflussänderung bzw . der Last fluss _V erschiebung zugunsten des ersten Strompfads .

Die Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Gleichstro mübertragungssystem 20 , bei dem einer Längsspannungsquelle 10 eine Umpoleinrichtung 30 nachgeordnet ist . Die Umpoleinrich tung 30 liegt elektrisch zwischen den beiden Ausgangsan schlüssen Al und A2 der Längsspannungsquelle 10 und den bei den Hochspannungsgleichstromübertragungsleitungen 21 und 22 des GleichstromübertragungsSystems 20.

Die Umpoleinrichtung 30 gemäß Figur 6 weist vier Schalter 31 , 32 , 33 und 34 auf, die in einer ersten Stellung den ersten AusgangsanSchluss Al der Längsspannungsquelle 10 mit dem ers ten Leiteranschlusskontakt 30a der Umpoleinrichtung 30 und damit mit der ersten Hochspannungsgleichstromübertragungslei- tung 21 und den zweiten AusgangsanSchluss A2 der Längsspan nungsquelle 10 mit einem zweiten Leiteranschlusskontakt 30b der Umpoleinrichtung 30 und damit mit der zweiten Hochspan nungsgleichstromübertragungsleitung 22 des Gleichstromüber tragungssystems 20 verbindet .

In einer inversen bzw . zweiten Stellung der Umpoleinrichtung 30 wird der erste AusgangsanSchluss Al der Längsspannungs- quelle 10 mit dem zweiten Leiteranschlusskontakt 30b der Un poleinrichtung 30 und damit mit der zweiten Hochspannungs- gleichstromübertragungsleitung 22 des Gleichstromübertra- gungssystems 20 und der zweite AusgangsanSchluss A2 der

Längsspannungsquelle 10 mit dem ersten Leiteranschlusskontakt 30a der Umpoleinrichtung 30 bzw. mit der ersten Hochspan nungsgleichstromübertragungsleitung 21 verbunden .

Die Umpoleinrichtung 30 ermöglicht mit nur einer unidirektio- nal arbeitenden Längsspannungsquelle 10 eine bidirektionale Lastflussregelung, wobei durch Auswahl der ersten oder zwei ten Stellung der Umpoleinrichtung 30 die Lastflussrichtung eingestellt wird .

Mit Blick auf minimale elektrische Verluste wird es als vor teilhaft angesehen, wenn die vier Schalter 31 , 32 , 33 und 34 der Umpoleinrichtung 30 mechanische Schalter sind, da diese im durchgeschalteten Zustand sehr geringe elektrische Verlus te verursachen, zumindest weniger als HalbleiterSchalter, wie sie im Zusammenhang mit der Figur 5 gezeigt sind .

Die Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Gleichstro mübertragungssystem 20 , bei dem eine Vielzahl an Längsspan nungsquellen, vorzugsweise solche gemäß den Figuren 1 bis 6, eine Längsspannungsquellenkaskade LQK bildet . Von den Längs spannungsquellen der Längsspannungsquellenkaskade LQK sind aus Gründen der Übersicht nur zwei gezeigt, nämlich die ers te, die mit dem Bezugs _Z eichen 10 gekennzeichnet ist, und die letzte, die mit dem Bezugs _Z eichen 10 ' gekennzeichnet ist .

Ein erster Eingang Kel der Längsspannungsquellenkaskade LQK wird durch einen ersten Einspeiseanschluss El der ersten Längsspannungsquelle 10 der Längsspannungsquellenkaskade LQK gebildet . Ein zweiter Eingang Ke2 der Längsspannungsquellen kaskade LQK wird durch einen zweiten Einspeiseanschluss E2 der ersten Längsspannungsquelle 10 der Längsspannungsquellen kaskade LQK gebildet . Ein erster Ausgang Kal der Längsspan nungsquellenkaskade LQK wird durch einen ersten Ausgangsan schluss Al der letzten Längsspannungsquelle 10 ' der Längs spannungsquellenkaskade gebildet, und ein zweiter Ausgang Ka2 der Längsspannungsquellenkaskade LQK wird durch einen zweiten Ausgangsanschluss A2 der letzten Längsspannungsquelle 10' der Längsspannungsquellekaskade LQK gebildet .

Jeder Längsspannungsquelle der Längsspannungsquellenkaskade LQK ist - mit Ausnahme der letzten - j eweils eine Längsspan nungsquelle nachgeordnet, wobei der erste Einspeiseanschluss El j eder nachgeordneten Längsspannungsquelle mit dem ersten AusgangsanSchluss Al der vorgeordneten Längsspannungsquelle verbunden ist und der zweite Einspeiseanschluss E2 j eder nachgeordneten Längsspannungsquelle mit dem zweiten Ausgangs anschluss A2 der vorgeordneten Längsspannungsquelle verbunden ist .

Der Figur 7 lässt sich entnehmen, dass die Anzahl der Schal ter S pro Schalteinheit SH1 und SH2 bzw . Schalteinrichtung SRI und SR2 von Längsspannungsquelle zu Längsspannungsquelle j eweils um einen Schalter S ansteigt . Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die Spannungsfestigkeit der Schaltein richtungen und Schalteinheiten der Längsspannungsquellen der Längsspannungsquellenkaskade LQK von Längsspannungsquelle zu Längsspannungsquelle j eweils um die Sperrspannung des Ener giespeichers 11 der Längsspannungsquellen 10 ansteigt .

Das GleichstromübertragungsSystem 20 gemäß Figur 7 weist dar über hinaus eine Längsspannungsquelle 40 auf, wie sie aus dem Stand der Technik, bekannt ist .

Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 6 für das GleichstromübertragungsSystem 20 gemäß Figur 7 entsprechend .

Die Figur 8 zeigt eine Ausführungs _V ariante für die Längsspan nungsquelle 10 gemäß Figur 5. Es lässt sich erkennen, dass bei der Längsspannungsquelle 10 gemäß Figur 8 die Schalter S der ersten Schalteinrichtung SRI , der Schalter S der zweiten Schalteinheit SH2 und der zweite Schalter S2 lediglich durch ein nicht steuerbares Ventil in Form einer Diode D gebildet sind; an einem parallel geschalteten Transistor fehlt es im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5. Der paral lel geschaltete Transistor kann bei der ersten Schalteinrich- tung SRI , der zweiten Schalteinheit SH2 und dem zweiten

Schalter S2 bei der Längsspannungsquelle 10 gemäß Figur 5 entfallen, da der j eweilige Stromfluss in allen Schaltzustän- den der Längsspannungsquelle stets in Durchlassrichtung der Dioden ist .

Im Übrigen gelten die Erläuterungen im Zusammenhang mit der Figur 5 für die Variante gemäß Figur 8 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

10 Längsspannungsquelle

10 ' Längsspannungsquelle

11 Energiespeieher

12 Steuereinrichtung

20 GleichstromübertragungsSystem

21 Hochspannungsgleichstromübertragungsleitung

22 Hochspannungsgleichstromübertragungsleitung

23 Einspeiseleitung

30 Umpoleinrichtung

30a Leiteranschlusskontakt

30b Leiteranschlusskontakt

31 Schalter

32 Schalter

33 Schalter

34 Schalter

40 Längsspannungsquelle

Al AusgangsanSchluss

A2 AusgangsanSchluss

C Kondensator

CI Anschluss

C2 Anschluss

D Diode

El Einspeiseanschluss

E2 Einspeiseanschluss

11 Strom

12 Strom

Iin Eingangsström

Kal Ausgang

Ka2 Ausgang

Kel Eingang

Ke2 Eingang

LQK Längsspannungsquellenkaskade

Ml MittenanSchluss

M2 Mittenanschluss

PI Strompfad

P2 Strompfad RI Reihenschaltung R2 Reihenschaltung S Schalter

51 Schalter

52 Schalter

SH1 Schalteinheit SH2 Schalteinheit SRI Schalteinrichtung SR2 Schalteinrichtung T Transistor

Uc Spannung