Rudolf Wieser, Power Electronics / ABB Automation & Power World, 7./8. Juni 2011 Anforderungen an den Generatorbetrieb nach swissgrid- Transmission-Code und UNITROL-Regler-Lösungen
Hauptkomponenten eines Kraftwerks HOCHSPANNUNGS SYSTEM KONTROLLRAUM BLOCK TRANSFORMATOR NIEDERSPANNUNGS- SCHALTANLAGE HOCHSPANNUNGS SCHALTER AC & DC AUXILIARY SYSTEMS KRAFTWERKS- STEUERUNG TURBINEN- REGLER AUX. TRANSF. 2 SCHUTZ 1 1 GENERATOR SCHALTER 2 Statische ANFAHREINRICHTUNG SYNCHRONISIERUNG PT s & CT s TURBINE SYNCHRON GENERATOR ERREGUNGS -SYSTEM STERN PUNKT ERREGUNGS- TRANSFORMATOR
Hauptkomponenten eines Kraftwerks HOCHSPANNUNGS SYSTEM KONTROLLRAUM BLOCK TRANSFORMATOR NIEDERSPANNUNGS- SCHALTANLAGE HOCHSPANNUNGS SCHALTER AC & DC AUXILIARY SYSTEMS KRAFTWERKS- STEUERUNG TURBINEN- REGLER AUX. TRANSF. 2 SCHUTZ 1 1 GENERATOR SCHALTER 2 Statische ANFAHREINRICHTUNG SYNCHRONISIERUNG PT s & CT s TURBINE SYNCHRON GENERATOR ERREGUNGS -SYSTEM STERN PUNKT ERREGUNGS- TRANSFORMATOR
Generator Regelung, Überblick Statische und bürstenlose Erregung Statische Erregung Spannungs- Feldschalter Regler Generatorschalter Generator Hilfsnetzt Nebenschluss GS Spannungs- Feldschalter Regler Bürstenlose Erregung Generator Generatorschalter Rotierender Gleichrichter Errreger- Maschine PMG GS EX Nebenschluss
Branchenempfehlungen Strommarkt Schweiz swissgrid Transmission Code 2010
Kraftwerksnaher und ferner Kurzschluss Kapitel 6.5.6 Transiente Stabilität swissgrid TC 2010 V 1.0, April 2010 Anforderungen an Stabilität und kontinuierlichen Betrieb im Störfall
Kraftwerksnaher und ferner Kurzschluss Kapitel 6.5.6 Transiente Stabilität Beispiel eines kraftwerksfernen Kursschlusses Generatorspannung Einbruch auf 60% für 200ms Spannungsregelung mit (rot) und ohne (blau) Pendeldämpfung 1.1 Generatorspannung 1 Ug [p.u.] 0.9 0.8 0.7 0.6 PSS inaktiv PSS aktiv 0.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Zeit [s]
Kraftwerksnaher und ferner Kurzschluss Kapitel 6.5.6 Transiente Stabilität Beispiel eines kraftwerksfernen Kursschlusses Wirkleistungspendelung nach dem Störfall Verlauf mit (rot) und ohne (blau) Pendeldämpfung 2 Wirkleistungsabgabe des Generators 1.5 Pe [p.u.] 1 0.5 PSS inaktiv PSS aktiv 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Zeit [s]
Dynamischer Kurzzeitbereich, Kapitel 6.5.2 Spannungs- und Frequenzgrenzen für Wirkleistungsabgabe swissgrid TC 2010 V 1.0, April 2010 Anforderung an den Betrieb bei Einbruch der Netzfrequenz Erzeugungseinheiten dürfen nicht getrennt werden und dürfen die Wirkleistungsabgabe nicht verringern
Dynamischer Kurzzeitbereich, 6.5.2 Spannungs- und Frequenzgrenzen für Wirkleistungsabgabe Vergleich Vorgabe swissgrid mit tatsächlichem Verlauf am 4. November 2006 Referenz: Final Report, System Disturbance on 4 November 2006, issued by UCTE.
Subtopic Dynamische Kurzzeitbereich, 6.5.2 Spannungs- / Frequenzgrenzen für Wirkleistungsabgabe Ergebnis Systemsimulation Verlauf der Generatorfrequenz mit Pendeldämpfung Generator Frequenz Generator Frequenz [p.u.] 50 49.8 49.6 49.4 49.2 PSS aktiv ohne Rampen Erkennung PSS aktiv mit Rampen Erkennung 49 0 10 20 30 40 50 60 Zeit [s]
Dynamischer Kurzzeitbereich, 6.5.2 Spannungs- und Frequenzgrenzen für Wirkleistungsabgabe Detail Generatorspannung während der dynamischen Frequenzänderung Auswirkung der Pendeldämpfung und Gegenmassnahmen 1.02 Generatorspannung 1 0.98 Ug [p.u.] 0.96 0.94 0.92 0.9 PSS aktiv ohne Rampen Erkennung PSS aktiv mit Rampen Erkennung 0.88 0 10 20 30 40 50 60 Zeit [s]
Synchronous Machine Transient Simulator Real Time Turbine, Generator, Transformator, Netz SMTS-RT Governor Turbine Generator AVR Excitation Echtzeitsimulation eines Kraftwerks mit aktivem UNITROL Gerät in der Regelschleife
Synchronous Machine Transient Simulator Real Time Turbine, Generator, Transformator, Netz SMTS-RT 6000 Ethernet UNITROL 6000 Fiber optic link Ethernet
UNITROL Erregungssysteme, Portfolio Bürstenlose und statische Erregung, Leistungsbereich UNITROL 6800 D5 UNL13300 UNL14300 Static Excitation System UNITROL 6080 D2, D3, D4 Converter D5 Static Excitation System UNITROL 6080 D1, D2, D3, D4 Converter 16.7,50 400Hz Automatic Voltage Regulator, Thyristor Type UNITROL 1000 1000-7 UN1000-15 PM40 Automatic Voltage Regulator, IGBT Type 3 100 7 10 15 40 400 800 1000 1600 4000 10000 Excitation Current I EN [ADC]
UNITROL 1000 Erregungssysteme (Ausblick) UN1020 AVR, 20A bürstenlose Erregung Spannungsregler Direktanschluss von Spannungs- und Stromwandler Leistungsausgang bis 20A Bedienpanel Digitale und analoge Ein / Ausgänge Feldbusanschluss USB Anschluss für Inbetriebsetzer und Wartung
UNITROL 6000 Erregungssysteme UN6080 AVR, 25-60A bürstenlose Erregung
UNITROL 6000 Erregungssysteme UN6800 SES 3000A statische Erregung
Ansprechperson Rudolf Wieser Head of Excitation Products and Technology Excitation Systems and Synchronizing Equipment ABB Schweiz AG Leistungselektronik Austrasse CH-5300 Turgi Direkt +41 58 589 22 47 Mobile +41 79 238 30 39 E-Mail rudolf.wieser@ch.abb.com ABB Schweiz Juni 2011 Slide 19