Systeme und Entwicklungen in der Windenergie - Generatoren und Netzintegration -

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Systeme und Entwicklungen in der Windenergie - Generatoren und Netzintegration -"

Adrian Lorenz
vor 7 Jahren
Abrufe

1 Ringvorlesung im Windinstitut der Hochschule Flensburg 13. Juni 2016 Systeme und Entwicklungen in der Windenergie - Generatoren und Netzintegration - Elektrische Energietechnik Prof. Dr.-Ing. Siegfried Heier Universität Kassel Plant component characteristics Dynamic effects and angular relationships at the turbine 2

2 Functional chain of wind energy converters 3 Conversion systems 4

3 Electrical networks Grid connection of a wind power plant 5 Low Voltage Medium Voltage Grid influences 6 Changes in short-circuit power Output variations Voltage fluctuations Flicker effects Harmonics Grid resonances Voltage asymmetry Interharmonics Other interference emissions

4 7 8 Kleine Windkraftanlage aerosmart

5 9 Magnetisch gelagerter Ringgenerator - Vorentwicklung Versuchsmodelle an der Universität Kassel

6 Energiemodulentwicklung in der 5MW-Klasse 12 Elektrische Energietechnik Multi Synchrnous Generators Concept

250 200 150 100 50 0-50 -100-150 -200-250 Va (V) 0 360 720 1080 1440 1800 2160 2520 2880 Rotation ( E) Restlicher Magnetismus Bmf ~ Va Diss.

7 Va (V) Rotation ( E) Restlicher Magnetismus Bmf ~ Va Diss. Likaa Fahmi Ahmed Izzat Entwicklung von bürstenlosen, selbsterregten und selbstgeregelten Synchrongenerator-Systemen Development of Brushless Self-Excited and Self- Regulatted Synchronous Generating Systems for Wind and Hydro Generators SNSP Rotor Lamellierung Direkt- Achse Ablagefach des Nichthervorspringenden Polen Wicklung Ablagefach des Hervorspringenden Polen Wicklung SNSP Rotor Welle If2c=If2 If1c=If1 Quadrat- Achse Wf1 Wf1 D1 D4 Wf2 D2 D3 Wf2 WHFS Stromspannungsregulierung Direkt- Achse Logische- Instruktionen Stator Lamellierung Stator Ablagefach Wa Stator T1 T2 C1 C2 Quadrat- Achse Aufgebaute Stromspannung Sättigung Wc Motivation und Ziel: Eigenständige Regelung der Generatorspannung eines selbsterregten, bürstenlosen Synchrongenerators bei Last- und/ oder Drehzahländerungen Einsatz sowohl im Bereich der erneuerbaren Energien (Wind-/ Wasserkraft) als auch für Dieselgeneratoren Idee: Bürstenlose, über vier Wicklungen gespeiste Ausführung des Generators mit zwei oder mit vielen Polen Beherrschung der Ankerrückwirkung durch Nutzung von Halb- und Vollweggleichrichtung Elektrische Energietechnik Lieferung geregelter Kurzschlussleistung mit Hilfe von doppelt gespeisten Asynchrongeneratoren Supply of Controlled Short circuit Power by DFIG (Diss. Gericke) Elektrische Energietechnik

8 15 100kVA-Netzsimulator Versuchsstand Elektrische Energietechnik Further Modulations Space Vector/Pointer Modulation Amount and Angle or Real- und Imaginary odds given of Machinary Flux Flat Top Modulation Output Voltage 3rd Harmon. 60 degrees Flat Top full Amplification, Reduction of Losses Multi Level Converter.. Elektrische Energietechnik

9 Folie 17 Netzregelung: Software zur Visualisierung und Regelung der Grid-Control-Unit Folie 18 Netzregelung: Spannungsbeeinflussung mit Hilfe der Grid-Control-Unit

Folie 19 Netzberechnung: Modul egrid für das Planungstool WindPRO Folie 20 Phasen Zeitraum Mögliche Kapazität 1. Vorbereitungsphase 2001 2003 0 MW 2. Startphase 2004 2006 Mind.

10 Folie 19 Netzberechnung: Modul egrid für das Planungstool WindPRO Folie 20 Phasen Zeitraum Mögliche Kapazität 1. Vorbereitungsphase MW 2. Startphase Mind. 500 MW 3. Erste Aufbauphase MW 4. Weitere Aufbauphase MW Integration großer Offshore-Windparks in elektrische Versorgungssysteme

21 Elektrische Energietechnik 110kV-Netzanbindung Windpark Sintfeld (100MW) Die Forschungsinitiative zum ersten Offshore-Windpark-Projekt in Deutschland Research at alpha ventus (RAVE) Das

11 21 Elektrische Energietechnik 110kV-Netzanbindung Windpark Sintfeld (100MW) Die Forschungsinitiative zum ersten Offshore-Windpark-Projekt in Deutschland Research at alpha ventus (RAVE) Das Forschungsprojekt Netzintegration von Offshore Windkraftanlagen behandelt Fragestellungen, wobei es speziell darum geht, Strategien und Methoden zu erarbeiten um zukünftige Offshore-Windparks zuverlässig in das deutsche Übertragungsnetz zu integrieren. Das Hauptziel des Projekts ist es, den Bedarf an Regel und Reserveleistung im elektrischen Netz zu reduzieren.

23 Proença P (kw) Furnas P (kw) Seladolinho P (kw) Fundeiro P (kw) Sum P (kw) Proença SetP (kw) Furnas SetP (kw) Seladolinho SetP (kw) Fundeiro SetP (kw) Sum SetP (kw) 50000 45000 40000 35000 34226

12 23 Proença P (kw) Furnas P (kw) Seladolinho P (kw) Fundeiro P (kw) Sum P (kw) Proença SetP (kw) Furnas SetP (kw) Seladolinho SetP (kw) Fundeiro SetP (kw) Sum SetP (kw) Power [kw] :40 15:42 15:44 15:46 15:48 15:50 15:52 15:54 15:56 Bereitstellung von Regel- und Reserveleistung mit Windparks Power Reserve Provision with Wind Farms (Diss. Gesino) Elektrische Energietechnik Electrical networks Wind power generation and loads 24 Loads vs. wind power generation in Germany November 2009

13 Future Aspects 25 Generator and Inverter Development Remote Control of WECs Self-Power Supplied Systems Direct Supplying of Industry and Customers Direct Trading of Wind Energy WECs as Part of Virtual Power Plants Smart Grid Formation by WECs.. Elektrische Energietechnik

Ähnliche Dokumente

Certificate of conformity Generating unit, NS-protection

Applicant: Product: Certificate of conformity Generating unit, NS-protection Schneider Electric Solar Inverters USA, Inc. 250 South Vasco Road Livermore, California 94551 USA Photovoltaic Inverter with