Zusammenfassung
Die Spannungs-Blindleistungsanforderungen von Windparks sind vergleichbar mit denen von konventionellen Kraftwerken. Einerseits sollten WEA die Blindleistungsregelung an die wechselnden Lastflussbedingungen entsprechend einer vordefinierten Charakteristik des Netzes anpassen. Die Antwortzeit dieser langsamen Regelung ist ca. 10 bis 60 Sekunden und muss mit den Reaktion anderer Blindleistungsquellen koordiniert werden um eine optimale Blindleistungseinspeisung zu erzielen. Andrerseits ist im Fall plötzlicher Spannungseinbrüche eine Spannungsstützung durch Blindstromeinspeisung innerhalb von 20–30 m notwendig. Auf der Grundlage einer Analyse der Netzanforderungen wird in diesem Beitrag ein hierarchisches Regelungskonzept für die Blindleistungsregelung von WEA und Windparks dargestellt. Das Regelungsschema ist in der Lage, sowohl die langsamen als auch die schnellen Anforderungen ohne die Notwendigkeit einer Strukturumschaltung zwischen unterschiedlichen Teilen der Regelung oder durch ein Totband, wie in manchen Netzanschlussregeln vorgeschlagen, zu erfüllen. Die Simulationsbeispiele zeigen sowohl die stationären Regelanforderungen als auch die Antwort auf einen Kurzschluss im übergeordneten Netz für einen realistischen Windpark.
Abstract
The voltage and reactive power requirements on wind parks are similar to those of conventional power plants. On the one hand, wind based power generation plants should adjust their reactive power output with the changing power flow pattern in accordance with the pre-defined characteristic of the network. The response time of this slow control is ca. 10–60 s, and should be coordinated with the response of other reactive power sources so that an optimum reactive power dispatch is achieved. On the other hand, in case a sudden voltage dip is experienced, a voltage support within 20–30 ms by injecting reactive current is necessary. On the basis of the analysis of these requirements of the grid, in this paper a hierarchical control concept for reactive power control of wind turbines and wind parks is presented. The control structure is capable of fulfilling the slow as well as the fast requirements without the need for switching from one control structure to another or passing through dead bands, as suggested in many grid connection regulations. The simulation results show that the steady state requirements as well as the response to a short circuit occurring in the grid supplied by a realistic wind park are fulfilled.
© by Oldenbourg Wissenschaftsverlag, München, Germany
