Environmental Engineering Reference
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Bild 8.49
Struktur des Laboraufbaus für das Durchfahren des Netzspannungseinbruchs für eine
Windenergieanlage mit Frequenzumrichter, permanentmagneterregter Synchronmaschine und Span-
nungseinbruchsgenerator
Im stationären Betrieb mit voller Netzspannung im Zeitbereich von 0 s bis etwa 0,08 s speist
der Netzpulsstromrichter einen Strom von
I
Netz
=
6 A ins Netz ein. Zum Zeitpunkt 0,08 s bricht
die Netzspannung ein. Es entstehen transiente Überströme auf der Netzseite von bis zu 30 A.
Um die Leistung im Zwischenkreis abzuführen, werden die Netzströme bis an die Systembe-
grenzung geregelt (hier
I
Netz,max
=
10 A). Die Generatorströme der Maschine und damit die
erzeugte Leistung bleiben konstant. Aufgrund des Leistungsungleichgewichts steigt die Zwi-
schenkreisspannung
U
DC
an. Der Widerstand im Zwischenkreis wird aktiviert und begrenzt
die Spannung dort auf
U
DC
=
790 V. Der Netzspannungseinbruch wird gut beherrscht. Zum
Zeitpunkt 0,38 s wird die volle Spannung wieder zugeschaltet. Die Netzströme brechen kurz-
zeitig ein. Im Zeitbereich von 0,39 s bis etwa 0,46 s bleibt der Netzstrom beim Grenzwert von
10 A und entlädt den Zwischenkreiskondensator auf seine Sollspannung von 700 V. Danach er-
folgt wieder regulärer stationärer Betrieb.
8.9 Weitere elektrotechnische
Komponenten
Auf der Netzseite sind die zulässigen Spannungs- bzw. Stromoberschwingungen in Normen
oder Richtlinien der Netzbetreiber festgelegt. Die durch denUmrichter erzeugtenOberschwin-
gungen, abhängig im Wesentlichen von Stromrichterschaltung, Pulsweitenmodulation und
Betriebspunkt müssen durch eine geeignete Pulsweitenmodulation möglichst gering gehal-
ten werden und die dort verbliebenen Anteile durch Netzfilter auf das zulässige Maß redu-
ziert werden. Als Netzfilter kommen L-Filter (Netzdrosselspulen), LCL-Filter in T-Schaltung
(Netzdrosselspulen und Kondensatoren) und gegebenenfalls zusätzlich Saugkreise (parallele
LC-Anordnungen) zum Einsatz. Die zulässigen Grenzwerte für die Stromharmonischen, hier
für das Mittelspannungsnetz, an das Windenergieanalgen ab 1MW i. A. angeschlossen sind,
sind in den einzelnen Ländern festgelegt, für Deutschland zum Beispiel in
[2]
.
Windenergieanlagen kleiner Leistung könnten direkt an das Niederspannungsnetz ange-
schlossen werden. Im Netz vorhandene Transformatoren für Niederspannungsnetze haben
eine Bemessungsleistung von etwa 300 kVA bis 1 000 kVA, woraus sich die zulässige Anschluss-
