Zusammenfassung
Beim Netzanschluss von umrichtergespeisten Erzeugungsanlagen interessieren im Fehlerfalle das LVRT-Verhalten und die dynamische Spannungsstützung. Typprüfungen im Labor nach festgelegten Verfahren und Parametern sollen dabei die Wirklichkeit so realitätsnah wie möglich nachstellen. Eine eingehende Analyse etwa der dynamischen Spannungsstützung bei tatsächlichen Netzfehlern kann aufgrund des messtechnischen Aufwandes im praktischen Netzbetrieb so gut wie nie durchgeführt werden.
Die Errichtung eines 2,2-MWh-Batteriespeichers, der an das Netz der Netz Niederösterreich GmbH angeschlossen wurde, bot im Zuge seiner Inbetriebnahme die seltene Möglichkeit, sowohl LVRT-Verhalten als auch dynamische Spannungsstützung bei realen Netzkurzschlüssen zu untersuchen und zu bewerten. Messtechnisch analysiert wurden symmetrische und unsymmetrische Fehler im vorgelagerten 110- und 30-kV-Netz, wobei sich der Batteriespeicher jeweils sowohl im Entlade- als auch im Lademodus befand.
Die vorliegende Arbeit befasst sich besonders mit der messtechnischen Bestimmung der für die dynamische Netzstützung maßgeblichen Strom- und Spannungsgrößen sowie deren Auswertung hinsichtlich der anzuwendenden Netzanschlussregeln.
Abstract
The grid connection of inverter controlled generation raises the questions of the LVRT-behaviour and the dynamic network support in case of electrical faults in the grid. Type tests in laboratories which are in accordance with specified procedures and parameters represent the reality as close as possible. A detailed analysis e.g. of the dynamic voltage support in case of real faults in the electrical grid during the ongoing operation is not practicable because of the considerable measurement effort.
The construction of a 2.2 MWh battery storage which is connected to the grid of the Netz Niederösterreich GmbH offered the opportunity to analyse and evaluate LVRT-behaviour and dynamic voltage support during real faults in the grid. By means of a suitable measuring equipment balanced (symmetrical) and unbalanced (asymmetrical) faults in the upstream 110 kV and the 30 kV grid were investigated when the battery storage was in the discharging as well as in the charging mode.
The present paper deals with the measurement of the relevant values for the dynamic voltage support especially and their evaluation concerning the grid codes.
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Notes
Die Abtastrate der Störfallaufzeichnung z. B. von Schutzgeräten ist jedoch zu beachten.
Zum Zeitpunkt des Vertragsabschlusses mit dem Lieferanten des SGBS war in den Anschlussregeln nicht gefordert, dass beim Anschluss einer Erzeugungsanlage an das Mittelspannungsnetz eine dynamische Spannungsstützung auch im Gegensystem stattfinden muss. Dennoch oder gerade deswegen wurde dieses Verhalten im Rahmen dieser Arbeit untersucht.
Bedauerlicherweise werden in [3] und [4] verglichen mit [5] andere Indices für die Bezeichnung der Blindkomponenten (,,B“ versus ,,Q“) sowie für das Mit- und Gegensystem (,,1“ und ,,2“ versus ,,+“ und ,,−“) vergeben. Da es das Ziel dieser Arbeit ist, Größen, welche in Regelwerken definiert sind, messtechnisch nachzuweisen, sollten hierfür auch deren normkonforme Bezeichnungen verwendet werden. Andererseits sollte in einer Arbeit eine einmal festgelegte Bezeichnung stets einheitlich angewendet werden. Um beiden Auffassungen annähernd gerecht zu werden, wurde weitestgehend mit der Indizierung in Anlehnung an [5] gearbeitet.
Komplexe Größen werden durch Unterstreichen gekennzeichnet.
In [5], Anhang I, wird eine Abtastrate von ,,min. 3 kHz“ vorgeschrieben.
Beim Fehler A3 und dem Betriebspunkt Entladen wurde festgestellt, dass einer der vier Umrichter nichts eingespeist hat, was den numerischen Unterschied zwischen Entladen und Laden für diesen Fehler erklärt.
Werte in Tab. 3 nicht angeführt.
Literatur
Marchgraber, J., Alács, C., Gawlik, W., Kathan, J., Wurm, M., Wailzer, G., Vitovec, W. (2018): Batteriespeicher im multimodalen Betrieb für Netzdienstleistungen und Netzstabilisierung – erste Erkenntnisse aus dem Forschungsprojekt BatterieSTABIL. In 15. Symposium Energieinnovation. 14–16.02.2018. Technische Universität Graz: Graz https://doi.org/10.3217/978-3-85125-586-7.
Technische und organisatorische Regeln für Betreiber und Benutzer von Netzen, Teil D: Besondere technische Regeln. Hauptabschnitt D4: Parallelbetrieb von Erzeugungsanlagen mit Verteilernetzen. E-CONTROL. Ausgabe: Version 2.3 vom 1.7.2016.
Technische Regeln für den Anschluss von Kundenanlagen an das Mittelspannungsnetz und deren Betrieb (TAR Mittelspannung). VDE-AR-N 4110, Ausgabedatum: 2018-11.
Technische Bedingungen für den Anschluss und Betrieb von Kundenanlagen an das Hochspannungsnetz (TAB Hochspannung). VDE-AR-N 4120, Ausgabedatum: 2018-11. Ersatz für: Technische Regeln für den Anschluss von Kundenanlagen an das Hochspannungsnetz und deren Betrieb (TAR Hochspannung), Ausgabedatum: 2015-01. Ende der Übergangsfrist: 2019-04-26.
Technische Richtlinien für Erzeugungseinheiten und -anlagen, TEIL 3 (TR3): Bestimmung der elektrischen Eigenschaften von Erzeugungseinheiten und -anlagen am Mittel-, Hoch- und Höchstspannungsnetz. Rev. 24, 01.03.2016.
Marchgraber, J., Gawlik, W., Wurm, M. (2019): Modellierung der dynamischen Netzstützung von über Umrichter angebundenen Erzeugungsanlagen und Speichern. E&I, Elektrotech. Inf.tech., 136.
N., N. (2013): Power Tutorial deutsch. Dewetron GmbH.
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Wurm, M. 110- und 30-kV-Netzkurzschlussversuche mit einem 2,2-MWh-Batteriespeicher. Elektrotech. Inftech. 136, 21–30 (2019). https://doi.org/10.1007/s00502-019-0698-8
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DOI: https://doi.org/10.1007/s00502-019-0698-8
Schlüsselwörter
- Batteriespeicher
- umrichtergespeiste Erzeugungsanlage
- dynamische Netzstützung
- symmetrische und unsymmetrische Netzfehler