Fernerbetrifftdie Erfindung eineVorrichtungzurAnpassungeinesSpannungssoll- wertesfürdie Regelung einesStufentransformators.

Üblicherweisewird aufderUnterspannungsseite einesStufentransformatorsinei- nem NetzWirkleistungvonVerbrauchernverbraucht.Um die Spannung beistei- gendem oderSinkendem Verbrauchkonstantzu halten,erfolgtdie Spannungsre- gelung miteinem Laststufenschalter.Dajedoch immermehrErzeugeraufderUn- terspannungsseitezufindensind,kanneszueinem negativenWirkleistungsfluss kommen. Hierbedarfeseinesneuen Regelkonzeptes. Aufgabe dervorliegenden Erfindung istessomit,einVerfahrenzurAnpassungei- nesSpannungssollwertesfürdie RegelungeinesStufentransformatorsmiteinem Laststufenschalterzuschaffen,durchdasdie Spannung am Endverbrauchernicht auseinem vorgegebenenSpannungsband rutschtundzusätzlichdie maximale Auslastung desSystems,wasdem Strom durchdie Leitungenentspricht,nicht überschritenwird.

DieseAufgabewird durch einVerfahrenzurAnpassung einesSpannungssollwer- teszurSpannungsregelungeinesStufentransformatorsmitelseines Laststufen- schaltersgelöst,wobeidasVerfahrenfolgende Schritte umfasst: bestimmeneinesReverse PowerFlowsaufeinerUnterspannungsseite des Stufentransformatorsdurcheine Messung einesStromsund einerSpannung; betätigendesLaststufenschaltersauseineraktuellen Stufenstellung ineine weitere Stufenstellung und Messung derSpannung unddesStromesinder weiterenStufenstellung; bestimmeneinesWertesm ausden Leistungen derunterschiedlichenStufen- Stellungen; nutzen des bestimmten Wertes m als Steigung für einen ersten Abschnit ei- ner Gerade eines Spannungssollwertes.

Das Verfahren ermöglicht es auf einfache Art und Weise den Spannungssollwert, welcher der Regelung des Laststufenschalters im Stufentransformator dient, im Fall eines Reverse Power Flows besonders effizient und schnell anzupassen und damit Überspannungen bei Verbrauchern im Netz zu verhindern. Weiterhin ge- währleisten das Verfahren eine maximale Einspeiseleistung. Ein fest eingestellter Spannungssollwert ermöglicht es nicht, auf Änderungen im Netz auf der Unter- spannungsseite zu reagieren. Das Verfahren ermöglicht es, dass beispielsweise eine PV Anlage im Netz einfach zugeschaltet werden können, ohne dass sich dies nachteilig auswirkt. Durch das Verfahren wird dann der Spannungssollwert auf die neuen Gegebenheiten des Netzes entsprechend angepasst. Hierfür werden nach festgestelltem Reverse Power Flow die Leistungen (Schein leistung und/oder Wirkleistung) an unterschiedlichen Stufenstellungen ermittelt. Die Leistungen ba- sieren dabei auf gemessenen Strömen und Spannungen auf der Unterspannungs- seite des Stufentransformators, wenn der Laststufenschalter unterschiedliche Stu- fenstellungen anfährt. Der Quotient aus den Leistungen bildet nach seiner Bestim- mung dann den Wert m der Steigung der Gerade ab, die den Spannungssollwert darstellt.

Die Bestimmung der Leistung kann auf beliebige Art und Weise erfolgen, bei- spielsweise als Scheinleistung und/oder Wirkleistung. Der Reverse Power Flow kann auf beliebige Art und Weise bestimmt werden, bei- spielsweise durch Messung des Stromes und der Spannung auf der Unterspan- nungsseite des Stufentransformators. Insbesondere fließt bei erkannten Reverse Power Flow der Wirkstrom von den Verbrauchern und den Erzeugern, also von Niederspannungsseite, über den Stufentransformator zur Hochspannungsseite.

Der Laststufenschalter kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und bei- spielweise ein Laststufenschalter mit Lastumschalter und Wähler oder Lastwähler sein. Weiterhin kann der Laststufenschalter sowohl mechanische Schaltelemente wie Kontakte und Vakuumschaltröhren oder auch Halbleiterschaltelemente aufwei- sen. Die Betätigung des Laststufenschalters kann über einen Motorantrieb oder eine elektronische Ansteuerung der Halbleiterschaltelemente erfolgen.

Die Leistung kann auf beliebige Art und Weise bestimmt werden, beispielsweise als Produkt aus gemessenem Strom und gemessener Spannung. Hierbei kann entweder die Scheinleistung oder die Wirkleistung bestimmt werden.

Der Wert m für die Steigung für den ersten Abschnit einer Gerade eines Span- nungssollwertes wird als Quotient aus den Leistungen unterschiedlicher Stufen- stellungen des Laststufenschalter ermittelt.

Das Verfahren kann auf beliebige Art und Weise durchgeführt werden, wobei der

Wert m nach seiner Bestimmung als Steigung irn ersten Abschnitt der Gerade des Spannungssollwertes verwendet wird.

Das Verfahren kann auf beliebige Art und Weise durchgeführt werden, wobei die Leistung in der aktuellen Stufenstellung als Produkt aus dem gemessenen Strom und der gemessenen Spannung in der aktuellen Stufenstellung be- stimmt wird; der Laststufenschalter betätigt und von einer aktuellen Stufenstellung in eine höhere Stufenstellung gefahren wird; die Leistung der höheren Stufenstellung als Produkt aus dem gemessenen Strom und der gemessenen Spannung der höheren Stufenstellung bestimmt wird; der Wert m als Quotient aus der Leistung der höheren Stufenstellung und der Leistung der tieferen Stufenstellung bestimmt wird.

Der Wert m wird nach seiner Bestimmung dann als Steigung im ersten Abschnit der Gerade des Spannungssollwertes verwendet und ersetzt damit den vorherigen ersten Abschnitt der Gerade.

Das Verfahren kann auf beliebige Art und Weise durchgeführt werden, wobei die Leistung in der aktuellen Stufenstellung als Produkt aus dem gemessenen Strom und der gemessenen Spannung in der aktuellen Stufenstellung be- stimmt wird der Laststufenschalter betätigt und von einer aktuellen Stufenstellung n in eine tiefere Stufenstellung gefahren wird; die Leistung der tieferen Stufenstellung als Produkt aus dem gemessenen Strom und der gemessenen Spannung der tiefere Stufenstellung bestimmt wird; der Wert m als Quotient aus der Leistung der höheren Stufenstellung n und der Leistung der tieferen Stufenstellung n-1 bestimmt wird. Das Verfahren kann auf beliebige Art und Weise durchgeführt werden, wobei der Laststufenschalter betätigt und von einer aktuellen Stufenstellung in eine höhere Stufenstellung gefahren wird; - die Leistung der höheren Stufenstellung als Produkt aus dem gemessenen

Strom und der gemessenen Spannung der höheren Stufenstellung bestimmt wird; der Laststufenschalter zweimal betätigt und von einer aktuellen Stufenstel- lung in die tiefere Stufenstellung gefahren wird; - die Leistung der tieferen Stufenstellung als Produkt aus dem gemessenen Strom und der gemessenen Spannung der tieferen Stufenstellung bestimmt wird; der Wert m als Quotient aus der Leistung der höheren Stufenstellung und der Leistung der tieferen Stufenstellung bestimmt wird.

Das Verfahren kann auf beliebige Art und Weise durchgeführt werden, wobei der Laststufenschalter betätigt und von einer aktuellen Stufenstellung in eine tiefer Stufenstellung gefahren wird; die Leistung der tieferen Stufenstellung als Produkt aus dem gemessenen Strom und der gemessenen Spannung der tieferen Stufenstellung bestimmt wird; der Laststufenschalter zweimal betätigt und von einer aktuellen Stufenstel- lung in die höhere Stufenstellung gefahren wird; die Leistung der höheren Stufenstellung als Produkt aus dem gemessenen Strom und der gemessenen Spannung der höheren Stufenstellung bestimmt wird; der Wert m als Quotient aus der Leistung der höheren Stufenstellung und der Leistung der tieferen Stufenstellung bestimmt wird. Bei der Ermittlung des Spannungssollwertes wird der Laststufenschalter stets aus der aktuellen Stufenstellung in eine benachbarte Stufenstellung geschaltet. In den jeweiligen Stufenstellungen werden die Spannung und der Strom gemessen. Der Quotient aus den Leistungen der höheren Stufenstellung und tieferen Stufenstel- lung bildet die Steigung der Gerade, die den Spannungssollwert abbildet. Höhere und tiefere Stufenstellung heißt hier, dass der numerische Wert der höheren Stu- fenstellung des Laststufenschalters höher ist als der numerische Wert der tieferen Stufenstellung. Weiterhin kann aus einer aktuellen Stufenstellung in eine höher Stufenstellung ge- schaltet werden. Im Anschluss wird zweimal in die tiefere Stufenstellung geschal- tet. In den angefahrenen Stufenstellungen werden entsprechend Spannung und der Strom gemessen. Der Wert m für die Steigung des Spannungssollwertes wird damit genauer. Das Steigungsdreieck wird größer und damit der bestimmte Wert m genauer.

Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Anpas- sung eines Spannungssollwertes zur Spannungsregelung eines Stufentransforma- tors bereitzustellen, umfassend: mindestens eine Messvorrichtung zum Messen eines Stromes und einer Spannung auf der Unterspannungsseite des Stufentransformators; eine Regelungsvorrichtung, die mit der mindestens einen Messvorrichtung zum Empfang des gemessenen Stromes und Spannung verbunden ist.

Die Messvorrichtung kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispiels- weise kann diese einen Stromsensor und einen Spannungssensor aufweisen.

Diese Sensoren sind mit der Regelungsvorrichtung über Kabel oder kabellos ver- bunden. Die Vorrichtung ist dazu eingerichtet und ausgebildet das vorab beschrie- bene verbesserte Verfahren zur Anpassung eines Spannungssollwertes zur Span- nungsregelung eines Stufentransformators mittels eines Laststufenschalters durchzuführen und insbesondere die gemessenen Ströme und Spannungen zu er- fassen, einen Reverse Power Flow zu bestimmen, die jeweiligen Leistungen zu berechnen, den Antrieb des Laststufenschalters zu steuern, damit der Laststufen- Schalter unterschiedliche Stufenstellungen anfährt, einen Wert für die Steigung der

Gerade des Spannungssollwertes zu bestimmen und die Gerade des Spannungs- solwertes entsprechend zu ändern und diese zu speichern.

Die Vorrichtung kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, wobei der Stu- fentransformator ein Längsregler mit variabler Impedanz ist, insbesondere ein

Hochspannungstransformator. ist.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezug auf die Zeichnungen im Detail erklärt. Komponenten, die identisch oder funktionell identisch sind oder einen identischen Effekt haben, können mit identi- schen Bezugszeichen versehen sein. Identische Komponenten oder Komponenten mit identischer Funktion sind unter Umständen nur bezüglich der Fi- gur erklärt, in der sie zuerst erscheinen. Die Erklärung wird nicht notwendiger- weise in den darauffolgenden Figuren wiederholt.

Es zeigen: Figur 1 ein Stromversorgungssystem;

Figur 2 einen Schaltplan eines idealisierten Netzes;

Figur 3 ein Diagramm zur Visualisierung einer Spannungsregelung.

Figur 1 zeigt ein Stromversorgungssystem 100 umfassend einen Stufentransfor- mator 200 mit mehreren Primärwicklungen 300 und mehreren Sekundärwicklun- gen 400, die induktiv gekoppelt sind. Einen Laststufenschalter 10 der mit den Pri- märwicklungen gekoppelt ist Die Primärwicklungen 300 weisen mehrere Anzap- fungen auf. Der Laststufenschalter 10 ist über die Anzapfungen mit den Pri- märwicklungen 300 verbunden. Der Laststufenschalter 10 ist zum Beschälten der Anzapfungen und damit zum Regeln des Stufentransformators 200 ausgestaltet. Ein Motorantrieb 11 betätigt den Laststufenschalter 10, wodurch die Anzapfungen zum Regeln des Stufentransformators 200 beschältet werden. Weiterhin ist eine Vorrichtung 20 zur Spannungsregelung vorgesehen. Die Vorrichtung 20 weist eine Regelungsvorrichtung 21 die mit dem Motorantrieb 11 und einer Messvorrichtung 15 verbunden ist. Die Regelungsvorrichtung 21 ist dazu ausgebildet und eingerich- tet den Motorantrieb 11 und damit die Betätigung des Laststufenschalters 10 zu steuern, wodurch der Stufentransformator 200 geregelt wird.

Der Stufentransformator 200 ist auf seiner ersten Seite 30, der Oberspannungs- seite, mit dem Oberspannungsnetz verbunden. Weiterhin ist der Stufentransforma- tor 200 auf seiner zweiten Seite 40, der Niederspannungsseite, mit dem Nieder- spannungsnetz verbunden. Beispielsweise liegen an der Oberspannungsseite 110kV und auf der Niederspannungsseite 20kV an. Bei den Netzen handelt es sich dabei vorzugsweise um dreiphasige Netze. Üblicherweise wird mit dem Stu- fentransformator 200 die Spannung des ersten Netzes in eine niedrigere Span- nung des zweiten Netzes umgewandelt. Der Stufentransformator 200 ist vorzugs- weise als Längsregler mit variabler Impedanz bzw. Hochspannungstransformator ausgebildet.

Die Regelungsvorrichtung 21 der Vorrichtung 20 am Stufentransformator 200 ist zur Spannungsregelung vorgesehen. Diese Regelvorrichtung 21 kann dabei un- mitelbar am Transformatorgehäuse oder separat in einer Leitwarte angeordnet sein.

Auf der zweiten Seite 40, also auf der Unterspannungsseite, können neben den Verbrauchern auch Erzeuger angeschlossen sein, deshalb kann die Spannung auf dieser Seite bzw. in diesem Netz schwanken. Durch Betätigung des Laststufen- schalters 10 auf der ersten Seite 30 des ersten Netzes (Oberspannungsnetzes) können diese Spannungsschwankungen auf der zweiten Seite 40 ausgeglichen werden. Hierfür ist mindestens eine Messvorrichtung 15 auf der Unterspannungs- seite angeordnet, die diese Spannungs- und Stromänderungen misst. Konkret handelt es sich um mindestens einen Strom- und mindestens einen Spannungs- sensor, der an mindestens einer Leitung 16 des zweiten Netzes (Niederspan- nungsnetzes) angeordnet ist. Diese Messvorrichtung 15 übermittelt die gemes- sene Spannung und den gemessenen Strom and die Regelungsvorrichtung 21 . Weiterhin kann die Messvorrichtung 15 auch auf der Oberspannungsseite, also der ersten Seite 30, angeordnet sein.

Basierend auf diesen übermittelten Strömen und Spannungen erfolgt Spannungs- regelung und damit insbesondere die Betätigung des Laststufenschalters 10 über den Motorantrieb 11 gemäß einem Verfahren zur Spannungsregelung.

Die Vorrichtung 20 mit der Regelungsvorrichtung 21 weist Mittel auf bzw. ist dazu ausgebildet und eingerichtet zusätzlich das erfindungsgemäße Verfahren auszu- führen.

Figur 2 zeigt einen Schaltplan eins idealisierten Netzes 41 mit dem Stromversor- gungssystem 100. Der Stufentransformator 200 ist im Netz angebunden. Im Schaltplan des Netzes 41 sind weiterhin eine Leitung mit einer Leitungsimpedanz 45, ein Verbraucher mit einer Verbraucherimpedanz 46, ein Hochspannungsnetz mit einer Netzimpedanz 43 sowie einem Generator 47 eingezeichnet. Der Genera- tor 47 repräsentiert hierbei alte Elemente (Erzeuger) die Leistung in das Netz einspeisen und nicht entnehmen. Hierbei kann es sich beispielsweise um Photo- voltaikanlagen, Windenergieanlagen und damit ganz allgemein um regenerative Energieerzeuger handeln.

Die Leitungsimpedanz 45 repräsentiert die Impedanz sämtlicher Leitungen (bzw. Hochspannungsleitungen oder Kabel).

Die Netzimpedanz 43 repräsentiert die Impedanz des übergeordneten Netzes (Hochspannungsnetzes) am Anschlusspunkt des Stufentransformators.

Der Stufentransformator 200 repräsentiert eine regelbare Längsimpedanz.

Da am Netz 41 sowohl Verbraucher aus als auch Erzeuger angeschlossen sind, kann es dazu kommen, dass aus dem Hochspannungsnetz nicht nur Energie durch die Verbraucher entnommen wird, sondern auch durch Erzeuger einge- speist wird. Entnommen heißt hier, dass auf der zweiten Seite 40 - also der Unter- spannungsseite - hautsächlich Leistung (Wirkleistung) durch die Verbraucher ver- braucht wird. Hierbei handelt es sich um den sog. Forward Power Flow (FPF). Beim Einspeisen wird auf der zweiten Seite 40 Leistung (Wirkleistung) durch PV- Anlagen oder Ähnlichem dem Netz 41 aus einer Quelle (47) zugeführt. Mit ande- ren Worten fließt hier die Wirkleistung von der Verbraucherseite also der zweiten Seite 40 zum übergeordneten Netz bzw. Leistung wird von der Niederspannungs- seite zur Hochspannungsseite transportiert. Hierbei handelt es sich um den sog. Reverse Power Flow (RPF).

Bei der Bestimmung, ob ein RPF oder ein FPF voriiegt wird eine Spannung U20 zwischen den Punkten A und B des Netzes gemessen. Punkt A befindet zwischen dem Stufentransformator 200 sowie der Leitungsimpedanz 45, der Verbraucherim- pedanz 46 und dem Generator 47. Punk B ist nach der Leitungsimpedanz 45, der Verbraucherimpedanz 46 und dem Generator 47. Weiterhin wird ein Strom I20 un- mitelbar am Punkt A gemessen. Sämtliche Messungen und insbesondere die Messungen an Punkt A erfolgen mitels Messvorrichtung 15. Bei einem FPF fließt der Strom I20 (Wirkstrom) vom Hochspannungsnetz über den Stufentransformator 200 und die Leitungen zu den Verbrauchern. Bei RPF fließt der Strom (Wirkstrom) 120 von der Kombination aus den Verbrauchern und Erzeugern über Leitungen in das Hochspannungsnetz über den Stufentransformator 200. Beim Messen eines RPF an den Punkten A und B ist das Vorzeichen der gemessenen Leistung (Wirkleistung) negativ. Beim Messen eines FPF an den Punkten A und B ist das Vorzeichen der gemessenen Leistung (Wirkleistung) positiv. Somit lässt sich an- hand des Vorzeichens feststeilen ob ein Reverse Power Flow oder ein Forward Power Flow vorliegt.

Figur 3 zeigt ein Diagramm zur Visualisierung der Spannungsregelung an einem Stufentransformator 200. Auf der X-Achse wird die Leistung (Wirkleistung) P auf- getragen, die dem Stufentransformator 200 entnommen oder eingespeist bzw. zu- geführt wird. Entnommen heißt hier, dass auf der zweiten Seite 40 also der Unter- spannungsseite hautsächlich Leistung (Wirkleistung) durch die Verbraucher ver- braucht wird. Hierbei handelt es sich um den sog. Forward Power Flow (FPF).

Beim Einspeisen wird auf der zweiten Seite 40 Leistung (Wirkleistung) durch PV- Anlagen oder Ähnlichem dem Stromversorgungssystem 100 zugeführt. Mit ande- ren Worten fließt hier Leistung (Wirkleistung) von der Verbraucherseite also der zweiten Seite 40 zum Netz bzw. Leistung wird von der Niederspannungsseite zur Hochspannungsseite transportiert. Hierbei handelt es sich um den sog. Reverse Power Flow (RPF). Der Nullpunkt der X-Achse ist mittig im Diagramm eingetragen, damit ein entspre- chender Leistungszustand des Netzes, also eine FPF oder RPF abgebildet wer- den kann. Damit kann das Diagramm in einen ersten Bereich in dem FFP vorliegt und in einen zweiten Bereich in dem RPF vorliegt aufgeteilt werden. Bei einem FPF ist die gemessene Leistung auf der Niederspannungsseite positiv aufgetra- gen. Beim einem RPF ist die gemessene Leistung mit einem negativen Vorzei- chen versehen.

Auf der Y-Achse ist eine Referenzspannung Uref aufgetragen. Hier wird beispiels- weise eine Referenzspannung von 100 V vorgeben, wobei diese um 10% also zwischen 90 V und 110 V abweichen kann. Alternativ kann hier ein beliebiger Spannungswert aufgetragen werden. Grundsätzlich bildet die Referenzspannung Uref die gemessene Spannung auf der zweiten Seite 40 in Niederspannungsnetz direkt oder indirekt ab.

Im Diagramm ist eine Gerade 50 eingezeichnet, die der Vorrichtung 20 zur Span- nungsreglung als Sollwert dient; diese Gerade 50 bildet den Spannungssollwert Usoll ab. Während des Betriebes wird also die Spannung Uist des Stufentransfor- mators 200 auf der zweiten Seite 40 permanent mitels mindestens einer Messvor- richtung 15 überwacht. Diese gemessenen Werte der Spannungen Uist werden in das Diagramm eingezeichnet. Je nachdem wo sich die gemessenen Werte im Dia- gramm befinden, wird der Laststufenschalter 10 über den Motorantrieb 11 so lange betätig, bis der gemessene Istwert der Spannung Uist auf oder unmittelbar in der Nähe des Spannungssollwertes Usoll, dargestellt durch die Gerade 50, be- findet. Dabei ist um den Spannungssollwert Usoll, also auch um die Gerade 50 ein Spannungsband bzw. ein Toleranzbereich vorgegeben, in dem sich der Istwert der Spannung Uist befinden darf, ohne dass eine Betätigung erfolgen muss.

Die Gerade 50 des Spannungssollwertes Usoll ist in einen ersten Abschnitt und ei- nen zweiten Abschnitt aufgeteilt und kann in jedem der Abschnitte eine andere Steigung aufweisen.

Im Bereich des FPF, also wenn Leistung durch die Verbraucher entnommen wird, weist die Gerad 50 im zweiten Abschnitt 50.2 des Spannungssollwertes Usoll der Regelung eine definierte vorgegebene Steigung auf. Diese Steigung hängt von be- stimmte Netzparametern ab. Diese Parameter werden durch die Übertragungslei- tungen (Rline, Lline) und die Verbraucher (Rload, Lload) vorgegeben. Diese Para- meter lassen sich leicht bestimmen und damit vor der Inbetriebnahme in der Vor- richtung 20 speichern.

Hierdurch wird erreicht, dass auf Seiten der Verbraucher trotz steigender Last die Spannung stets in einem vorgegebenen Band bleibt. Üblicherweise liegt die Span- nung zwischen 360V und 440V.

Im Bereich der RPF, also wenn Leistung auf der Niederspannungsseite einge- speist wird, weist die Gerade 50 im ersten Abschnitt 50.1 des Spannungssollwer- tes Usoll in diesem Abschnitt der Regelung eine andere Steigung auf, die sich je- doch von der Steigung im Bereich des FPF unterscheidet. Auch diese Steigung lässt sich anhand der Netzparameter vor der Inbetriebnahme festlegen. Hierfür müssen jedoch die Parameter für die Übertragungsleitung und die Erzeuger be- kannt sein. Diese Parameter liegen jedoch oft nicht vor bzw. können sich im Laufe der Zeit ändern. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es jedoch die Steigung der Gerade des Spannungssollwertes Usoll dynamisch anzupassen. Dies soll durch den Dop- pelpfeil 50.3 symbolisiert werden. Die Netzparameter müssen hier nicht vorgege- ben werden.

Im Weiteren wird in einem beispielhaften Verfahrensablauf zur Anpassung eines Spannungssollwerts Usoll zur Spannungsregelung eines Stufentransformators 200 mittels eines Laststufenschalters 10 beschrieben.

In einem ersten Schritt erfolgt die Bestimmung des Power Flows. Konkret wird be- stimmt, ob ein Reverse Power Flow oder ein Forward Power Flow vorliegt. Hierfür werden die Richtung des Stromes I20 bzw. das Vorzeichen des Wirkstromes und die Spannung U20 bestimmt und daraus abgeleitet, ob ein Reverse Power Flow oder ein Forward Power Flow vorliegt. Der in Punkt A eines Netztes gemessene Strom 120 und die Spannung U20 werden über die Messvorrichtung 15 erfasst und in der Vorrichtung 20 bestimmt. Weiterhin wird die Leistung L20 als Produkt aus der gemessenen Spannung U20 und I20 bestimmt. Bei der Leistung kann es sich um Scheinleistung oder Wirkleistung handeln.

Ein Reverse Power Flow liegt vor, wenn die aus der Spannung U20 und dem

Strom I20 abgeleitete Wirkleistung negativ ist (ein negatives Vorzeichen hat), das heißt der Wirkstrom in Punkt A vom Erzeuger in das Netz über den Transformator 200 fließt. Ein Forward Power Flow liegt vor, wenn die aus der Spannung und dem Strom ab- geleitete Wirkleistung positiv ist, das heißt der Wirkstrom in Punkt A vom Netz zum Verbraucher über den Transformator 200 fließt.

In einem weiteren Schritt wird der Laststufenschalter 10 im Stufentransformator 200 derart betätigt, dass dieser von der aktuellen Ausgangsstufenstellung n auf eine nächst höhere Stufenstellung n+1 gefahren wird oder alternativ auf eine nächst tiefere Stufenstellung n-1 gefahren wird. Hier erfolgt eine Bestimmung des ersten Stromes 121 und einer ersten Spannung U21 , und der daraus ergebenden Leistung L21, wenn auf eine höhere Stufenstellung geschaltet wurde. Wurde je- doch auf eine nächst tiefere Stufenstellung n-1 geschaltet, wird ein zweiter Strom II 9 und eine zweite Spannung Ul 9 und die daraus resultierende Leistung L19 be- stimmt.

In einem darauffolgenden Schritt wird der Laststufenschalter 10 in die ursprünglich Stufenstellung n geschaltet. In einem nächsten Schritt wird ein Wert m aus den gemessenen Leistungen in der angefahrenen Stufenstellung und der aktuellen Stufenstellung bestimmt. Der Wert m wird stets als Quotient aus der Leistung der höheren Stufenstellung und der niedrigeren Stufenstellung gebildet. Höhere und tiefere Stufenstellung heißt hier, dass der numerische Wert der höheren Stufensteliung des Laststufenschalters hö- her ist als der numerische Wert der tieferen Stufenstellung. Im Fall des vorherigen Hochschaltens ist der Wert m also der Quotient aus der Leistung L21 der höheren Stufenstellung n+1 und der Leistung L20 der aktuellen Stufenstellung n bzw. beim Runterschalten bzw. Anfahren einer niedrigeren Stufenstellung bzw. Stufenschalt- erposition der Quotient aus der Leistung L20 der aktuellen Stufenstellung n und der Leistung L19 der tieferen Stufenstellung n-1 .

In einem nächsten Schritt wird der ermittelte Wert m als Steigung für die Gerade 50 des Spannungssollwertes Usoll im ersten Abschnit 50.1 des RPF verwendet. Diese neue Geradenabschnitt bildet den Spannungssolwert Usoll und dient der Regelung des Laststufenschalters 10. Die Gleichung für die Gerade des Spannungssollwertes Usoll laute dann y=m * x. Dieser Spannungssollwert Usoll wird mitels der Vorrichtung 20 zur Spannungsre- gelung und insbesondere einer Regelungsvorrichtung 21 bestimmt. Damit dient die Vorrichtung 20 nicht nur zur Spannungsregelung des Stufentransformators 200 sondern ist auch in der Lage den Spannungssollwert Usoll anzupassen. Diese An- passung kann beliebig oft durchgeführt werden, insbesondere bei Änderung der Witterungsbedingungen. Beispielsweise wenn Wolken über große PV Anlagen ziehen; bei wechselnder Einspeiseleistung, d. h. Reverse Power Flow mit hohem Gradienten, oder Netzkonfigurationen zu- oder abgeschaltet werden.

Im Weiteren wird ein weiterer beispielhafter Verfahrensablauf zur Anpassung eines Spannungssollwerts Usoll zur Spannungsregelung eines Stufentransformators 200 mittels eines Laststufenschalters 10 beschrieben.

Auch hier erfolgt in einem ersten Schritt die Bestimmung des Power Flows. Konk- ret wird bestimmt, ob ein Reverse Power Flow oder ein Forward Power Flow vor- liegt. Hierfür werden die Richtung des Stromes (Wirkstromes) I20 und die Span- nung U20 bestimmt und daraus abgeleitet, ob ein Reverse Power Flow oder ein Forward Power Flow vorliegt. Der in Punkt A eines Netztes gemessene Strom 120 und die Spannung U20 werden über die Messvorrichtung 15 erfasst und in der Vorrichtung 20 bestimmt.

Ein Reverse Power Flow liegt vor, wenn die aus der Spannung U20 und dem Strom I20 abgeleitete Wirkleistung negativ ist (bzw. ein negatives Vorzeichen hat), das heißt der Strom in Punkt A vom Erzeuger in das Netz über den Transformator 200 fließt.

Ein Forward Power Flow liegt vor, wenn die aus der Spannung und dem Strom ab- geleitete Leistung positiv ist, das heißt der Strom in Punkt A vom Netz zum Ver- braucher über den Transformator 200 fließt In einem weiteren Schritt wird der Laststufenschalter 10 im Stufentransformator

200 derart betätigt, dass dieser von der aktuellen Ausgangsstufenstellung n auf ein nächst höhere Stufenstellung n+1 gefahren wird. Hier erfolgt eine Bestimmung des ersten Stromes 121 und einer ersten Spannung U21 , und der daraus ergeben- den Leistung L21. Bei der Leistung kann es sich um Scheinleistung oder Wirkleis- tung handeln.

In einem weiteren Schrit wird der Laststufenschalter 10 im Stufentransformator 200 derart betätigt, dass dieser von der aktuellen Ausgangsstufenstellung n+1 zwei Mai nach unten auf eine tiefere Stufenstellung n-1 gefahren wird. Hier erfolgt eine Bestimmung des zweiten Stromes 119 und einer zweiten Spannung U19, und der daraus ergebenden Leistung L19. Bei der Leistung kann es sich um Schein- leistung oder Wirkleistung handeln.

In einem darauffolgenden Schritt wird der Laststufenschalter 10 in die ursprünglich Stufenstellung n geschaltet.

In einem nächsten Schritt wird ein Wert m aus den gemessenen Leistungen L21 in der angefahrenen Stufenstellungen n+1 und der gemessenen Leistung L19 der zweiten angefahrenen Stufenstellungen n-1 bestimmt. Der Wert m wird stets als Quotient aus der Leistung der höheren Stufenstellung und der niedrigeren Stufen- stellung gebildet. Höhere und tiefere Stufenstellung heißt hier, dass der numeri- sche Wert der höheren Stufenstellung des Laststufenschalters höher ist als der numerische Wert der tieferen Stufenstellung. In diesem Fall ist der Wert m also der Quotient aus der Leistung L21 der höheren Stufenstellung n+1 und der Leis- tung L19 der Stufenstellung n-1.

In einem nächsten Schritt wird der ermittelte Wert m als Steigung für die Gerade 50 des Spannungssollwertes Usoll im ersten Abschnitt 50.1 des RPF eingesetzt. Diese neue Gerade bildet den Spannungssollwert Usoll. Die Gleichung für die Ge- rade des Spannungssollwertes laute dann y=m * x. Dieser Spannungssollwert U- soll wird mittels der Vorrichtung 20 zur Spannungsregelung und insbesondere ei- ner Regelungseinrichtung 21 bestimmt. Damit dient die Vorrichtung 20 nicht nur zur Spannungsregelung des Stufentransformators 200 sondern ist auch in der Lage den Spannungssollwert Usoll anzupassen, zu verändern und abzuspeichern. Diese Anpassung kann beliebig oft durchgeführt werden.

Alternativ kann zunächst einmal nach unten auf die Stufenstellung n-1 und zwei Mal nach oben auf die Stufenstellung n+1 geschaltet werden. Im Vergleich zum vorher beschriebenen Verfahren ist der Quotient aus den Leistungen der Stufen- stellungen die weiter auseinander liegen genauer als der Quotient aus den Leis- tungen der Stufenstellungen die näher zusammenliegen.

Die Vorrichtung 20 mit der Regelungsvorrichtung 21 weist Mittel auf bzw. ist dazu ausgebildet und eingerichtet die oben beschriebenen Verfahren auszuführen. BEZUGSZEICHEN

10 Laststufenschalter

11 Motorantrieb

15 Messvorrichtung 16 Leitung

20 Vorrichtung

21 Regelungsvorrichtung

30 erste Seite von 200

40 zweite Seite von 200 41 Netz

43 Netzimpedanz des Hochspannungsnetzes

45 Leitungsimpedanz

46 Verbraucherimpedanz

47 Generator 50 Spannungssollwert Usoll

50.1 erster Abschnitt von 50

50.2 zweiter Abschnitt von 50

50.3 Doppelpfeil

100 Stromversorgungssystem 200 Stufentransformator

300 Primärwicklung

400 Sekundärwicklung