Für den Netzanschluss müssen Windenergieanlagen am Netzverknüpfungspunkt eine Reihe von Anforderungen erfüllen. Wesentliche Vorgaben betreffen die Frequenzhaltung und die Spannungshaltung, an der sich Windenergieanlagen mit ihrer Wirk- und Blindleistungsregelung beteiligen müssen. Auch das dynamische Anlagenverhalten bei Netzfehlern wie Kurzschlüssen oder Spannungseinbrüchen ist in bestimmten Grenzen vorgeschrieben. Darüber hinaus sind für Netzrückwirkungen wie Oberschwingungen in Strömen und Spannungen oder Flicker Grenzwerte zu gewährleisten. Durch Zertifikate muss nachgewiesen werden, dass die Anlagen diese Vorgaben einhalten. Dazu sind sowohl Messungen als auch Simulationsrechnungen erforderlich.
Mit Netzqualitätsmessungen wird eine Bewertung der Netzverträglichkeit nach EN 50160 sowie nach IEC/ EN 61400 durchgeführt. Um die Anschlusskapazität eines Anschlusspunkts ermitteln zu können, werden in zwei anderen Projekten Verfahren zur Netzimpedanzmessung entwickelt (s. Kontextmenue).
Um die im Einheitenzertikat geforderten Simulationen durchführen zu können, ist eine Modellbildung der Windenergieanlage nach der FGW-Richtlinie TR8 notwendig. Das Modell muss eine Abbildung des dynamischen Verhaltens der Windenergieanlage am Netz im Normalbetrieb und während Netzfehlern liefern.
Dynamisches Verhalten im Normalbetrieb:
- Modellierung des netzseitigen Wechselrichters durch eine steuerbare Spannungsquelle
- Fluktuierende Wirkleistungseinspeisung bedingt durch die erneuerbare Energiequelle
- Änderung der Blindleistung durch Sollwertvorgabe vom Netzbetreiber (statische Spannungsstützung)
Dynamisches Verhalten bei Netzfehlern:
- Dynamische Spannungsstützung während eines Spannungseinbruchs (Netzkurzschluss)
- Wirkleistungsreduktion bei Überfrequenz
Maschinenprüfstand einer WEA mit doppelt gespeistem Asynchrongenerator:
- Untersuchung der Harmonischen am realen und idealen NS-Netz
- Einfluss der Harmonischen auf die Leistungen
Modelle werden in diesem Projekt für Windenergieanlagen mit vielpoligem, permanent erregtem Synchrongenerator und Spannungszwischenkreisumrichter sowie für Anlagen mit doppelt gespeistem Asynchrongenerator erstellt. Dazu gehören auch die Nachbildung der Umrichter sowie die Entwicklung der benötigten Regelalgorithmen.
Das Bild zeigt als Beispiel das Prinzpschaltbild einer Windenergieanlage mit permanent erregtem Synchrongenerator.
Die Überprüfung der Simulationsmodelle erfolgt an Niederspannungs-Prüfständen im Labor.
Weitere Informationen erhalten Sie in der ausführlichen Projektbeschreibung.
Ansprechpartner:
Prof. Dr.-Ing. habil. Detlef Schulz (Projektleiter)
Fakultät für Elektrotechnik
Elektrische Energiesysteme
Letzte Änderung: 27. Mai 2021