AP 2.5 – Netzstützende Systemdienstleistungen aus Gerätesicht
Zielsetzung
Die steigende Anzahl regenerativer Energieerzeuger im Energienetz, welche ihre Leistung vornehmlich über Umrichter einspeisen, macht eine Beteiligung der Umrichter an netzstützenden Systemdienstleistungen unumgänglich. Die bisherigen Verfahren zur Regelung stoßen hier, hinsichtlich ihres dynamischen Verhaltens, jedoch an Grenzen. Ziel dieses Arbeitspakets ist es diese Verfahren zu erweitern und hinsichtlich eines optimierten Gesamtverhaltens zu erweitern.
Methodik
Die erweiterten Systeme können analytisch im Frequenzbereich über entsprechende Systemgleichung beschrieben werden welche hinsichtlich ihrer Dynamik untersucht werden. Gängige Methoden sind unter Anderem die Betrachtung der Poolstellenlage und die Analyse der Sprungantwort des Systems. Im Zeitbereich eignen sich Simulationen durch geeignete Softwaretools.
Abbildung 1: Beispiel für die Sprungantwort eines Systems bei unterschiedlichen Impedanzen
Ergebnisse
Für nichtentkoppelte Leistungsreglungen in Niederspannungsnetz wurden die Stabilitätsgrenzen in Abhängigkeit zu den Reglerparametern gefunden und die Dynamik des Systems durch ein Vereinfachtes Modell dargestellt (Vgl. Abb. 2).
Abbildung 2: a) System eines Umrichters mit Regler; b) Systemgleichungen
Eine Analyse resonanter Netzimpedanzen führt zu einer optimierten Regelung durch einen geeigneten Spannungsfeedforward (Vgl. Abb. 3).
Abbildung 3: Dreiphasige Sim.: links stabil (L=0.1mH), Mitte: stabil (L=0.25mH), rechts: stabil (L=0.31mH)
Publikationen
- M. Blank, M. Calabria, R. Dietz, F. Fuchs, T. Klingenberg, S. Lehnhoff, A. Mertens und W. Schumacher: Agentenbasierte Vorhaltung und Erbringung von Primärregelleistung. at – Automatisierungstechnik; 2014
- Fuchs, F., Pham, D.V., Mertens, A.: Analysis of Grid Current Control in Consideration of Voltage Feedforward and Cable Capacitance Demonstrated on a Fully Sized Wind Turbine Installed in a Wind Park. IEEE Energy Conversion Congress & Expo. Denver, Colorado, USA, 2013.
Ansprechpartner
- Dipl.-Ing. René Dietz
- rene.dietz@spamial.uni-hannover.de
- Dipl.-Ing. Felix Fuchs
- felix.fuchs@spamial.uni-hannover.de
