Analysis of the application of a grid emulator to conduct grid compliance tests for multi-megawatt Wind turbines : a contribution towards ground testing of wind turbines

Averous, Nurhan Rizqy; de Doncker, Rik W. (Thesis advisor); Jacobs, Georg (Thesis advisor)

1. Auflage. - Aachen : RWTH Aachen University (2020, 2021)
Buch, Doktorarbeit

In: E.ON Energy Research Center ; PGS, Power Generation and Storage Systems 95
Seite(n)/Artikel-Nr.: 1 Online-Ressource : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, RWTH Aachen University, 2020

Kurzfassung

Im Kontext der Laborprüfungen, um die Bereitstellung von Windenergieanlagen zu optimieren, präsentiert diese Dissertation eine umfassende Analyse der Applikation eines Netzemulators zur Durchführung der Netzverträglichkeitsprüfungen von Windenergieanlagen (WEA). Der Fokus der Dissertation liegt auf der Messung des Flickers aufgrund der Ausgangsleistungsschwankungen der WEA anlässlich der Windturbulenzen und Turmschatteneffekt sowie auf den Netzeinbruchsprüfungen (LVRT-Tests). Erstens werden die Auslegungskriterien für den Netzemulator basierend auf dem Verhalten des Prüflings sowie der regulatorische Rahmen abgeleitet. Danach wird die Applikation eines Netzemulators aus versetzt getakteten Umrichtern im Multi-Megawatt-Bereich analysiert. Neben der Auslegung der Filtereinheit, zur Erfüllung der Anforderung an die Spannungsqualität, wird in dieser Dissertation die Nachbildung einer hohen Netzimpedanz am Netzanschlusspunkt vorgestellt. Diese stellt für die Flicker-Emission und das LVRT-Verhalten von Windenergieanlagen als das Worst-Case-Szenario dar. Das Ergebnis zeigt, dass das betrachtete Netzemulatorkonzept in der Lage ist, die abgeleiteten Auslegungskriterien hinsichtlich Spannungsqualität und -dynamik zu erfüllen. Die Stabilitätsgrenze des gekoppelten Systems, zwischen dem Netzemulator und dem Prüfling, kann mittels der Information über die passiven Elemente des Prüflings prognostiziert werden. Somit können die Flickermessungen und die LVRT-Prüfungen, auf einem Windenergieanlagenprüfstand mit ausreichender Genauigkeit, durchgeführt werden.

Einrichtungen

• Lehrstuhl für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe [614510]