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Steuerung und Regelung von
Windenergiesystemen
Windenergieanlagen (WEA) oder mehrere in einem Windpark (WP) zusammengefasste WEA
sind komplexe Systeme, deren Betrieb eine weitgehende Automatisierung sowohl des Gesamt-
systems als auch der Teilsysteme erfordert. Dabei wird erwartet, dass Windenergiesysteme
(WES) hinsichtlich der Zuverlässigkeit, der Effizienz und der Betriebsführung mindestens die
Anforderung an konventionelle Kraftwerke erfüllen. ImUnterschied zu konventionellen Kraft-
werken kann dabei die Energiezufuhr, die sich aufgrund der Windgeschwindigkeit sehr stark
und sehr schnell ändert, nicht beeinflusst werden. Für den selbsttätigen und sicheren Betrieb
und die weitgehend selbsttätige Anpassung des Betriebs vonWES an unterschiedliche Einsatz-
bedingungen ist daher eine komplexe Automatisierungstechnik erforderlich, die die Aufgaben
auf unterschiedliche Teilsysteme verteilt.
Moderne WES speisen über Transformatoren in die Mittel- oder Hochspannungsebene des
elektrischen Netzes ein. Umdie eingespeiste Leistung zu optimieren und auf die Nennleistung
zu begrenzen, werden WEA mit und ohne Getriebe mit Voll- oder Teilumrichter mit variabler
Drehzahl und variablen Blattwinkeln eingesetzt. Die Automation von WES umfasst sowohl
die Messung, Steuerung, Regelung und Überwachung der wesentlichen Kenngrößen inner-
halb der WEA als auch die WEA- und WP-Betriebsführung. Sie schließt die Fernüberwachung
und -visualisierung und die informationstechnische und kommunikationstechnische Einbin-
dung in andere Systeme und hier insbesondere die Einbindung in die übergeordneten Netz-
leitsysteme ein. Dabei besteht die Automation aus den technischen Einrichtungen (Hardware),
den zugehörigen Programmen (Software) und den erforderlichen Kommunikationssystemen.
Trotz der unterschiedlichen WEA-Typen weist deren Automation zunehmend Gemeinsamkei-
ten auf, insbesondere weil in Zukunft die WEA herstellerunabhängig und in gleicher Weise in
übergeordnete Leitsysteme eingebunden werden müssen.
Das Kapitel behandelt moderne WES und die grundlegenden Steuer- und Regelkreise inner-
halb der WEA, die WEA- und WP-Betriebsführung, die Anbindung der WES an übergeord-
nete Systeme und die sogenannten SCADA-Systeme. Der Inhalt gibt einen Überblick über
die wesentlichen Aspekte zur Automation von WES, vergleichbare Darstellungen finden sich
9.1 Grundlegende Zusammenhänge
Ziel der WES-Automation ist der sichere, effiziente und vomMenschen weitgehend unabhän-
gige Betrieb der WEA. Dafür sind unterschiedliche Funktionen zu erfüllen, die wesentlich das
Messen, Steuern, Regeln, Überwachen, Führen und Visualisieren umfassen. Im Englischen
