University thesis:
Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2010
Footnote:
Kurzfassung in dt. Sprache
Description:
Die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) ist die Technologie zur Übertragung großer Leistungen. In vielen Fällen ist die Umrichterstation der HGÜ an ein schwaches AC-Netz angeschlossen, welches empfindlich auf Störungen und Veränderung im Wirk- und Blindleistungsfluss reagiert. Die Regelung der HGÜ hat um ein Vielfaches kleinere Zeitkonstanten als das AC-Netz und spielt daher eine wichtige Rolle in der Stabilisierung von AC-Netzen. Seit über 50 Jahren wird eine konventionelle HGÜ-Regelung angewandt. Umso mehr ist eine Weiterentwicklung eine große Herausforderung. In dieser Dissertation werden Grenzen in der Anwendung der konventionellen Regelung aufgezeigt und ein neuer Regelungsansatz vorgestellt. Das neuartige Regelungskonzept verbessert insbesondere das Stabilitätsverhalten im Zusammenhang mit schwachem AC-Netze. Darüber hinaus erklärt eine neu eingeführte Darstellungsart des Reglerverhaltens die Grundlagen inhärenter Schwingungen. Untersuchungen mit dem "CIGRE HVDC Benchmark Model" und einer back-to-back Anlage wurden durchgeführt um die Anwendbarkeit und Leistungsfähigkeit des neuen Regelungskonzeptes im Vergleich zur konventionellen Regelung zu zeigen.Für eine Eigenwert-Analyse wird aus dem "CIGRE HVDC Benchmark Model" ein lineares kontinuierliches Modell entwickelt. Die Validierung des Modells erfolgt durch die Untersuchung des Zeit- und Frequenzverhaltens. Mit diesem Modell lassen sich verschiedene Reglerstrategien am Umrichter untersuchen. Zusätzlich werden die Zusammenhänge der Zustandsvariablen im Modell direkt berücksichtigt. Somit kann der Einfluss der Netzkurzschlussleistung am Umrichter auf das Stabilitätsverhalten deutlich gemacht werden. Mit dem Model wurden zum Vergleich der konventionellen und der neuen Regelung auch Untersuchungen im Zeitbereich durchgeführt. Zusätzlich wird die neue Regelung ebenfalls in das Modell einer back-to-back Anlage implementiert, welches eine genaue Reglernachbildung beinhaltet. Netzstörungen auf der einen Seite einer Anlage beeinflussen direkt das AC-Netz auf der anderen Seite. Dies führt dazu, dass die Regelung schnell sein muss, um das Netz vor unerwünschten Betriebszuständen zu schützen. Das Systemverhalten nach einem 3-poligen Kurzschluss sowie die Reglerqualität nach dem Schalten von Blindleistungskompensationen - welches transiente Überspannungen und Schwingungen verursacht - wird dabei untersucht.