Kurzfristige Reduzierung der Wirkleistung in DFIG-basierten Windparks zur Verbesserung der Erstschwingungsstabilität in Stromversorgungssystemen

In diesem Artikel wird eine Strategie zur kurzfristigen Wirkleistungsbegrenzung (ST-APC) für doppelt gespeiste Asynchrongeneratoren (DFIG) in Windparks vorgeschlagen, um die Rotorwinkelstabilität der ersten Schwingung bei Fehlerstörungen zu verbessern. Windenergie ist eine saubere, erneuerbare Ressource, die weit verbreitet eingesetzt wird, doch die großflächige Integration erhöht die Bedenken hinsichtlich der Transitorischen Stabilität. Nach der Analyse der Betriebsprinzipien von DFIG wird in dieser Studie die Nutzung einer kurzfristigen aktiven Wirkleistungsregelung empfohlen, um die negativen Stabilitätseinflüsse von Windparks zu mildern. Mithilfe des Western System Coordinating Council (WSCC) Drei-Maschinen-Neun-Leitungs-Testsystems wurde die Wirksamkeit der ST-APC-Strategie unter verschiedenen Betriebsbedingungen überprüft. Diese Studie basiert auf dem grundlegenden Prinzip, dass die Reduzierung der Leistung von Windturbinen nach Fehlern für die Erstschwingungsstabilität erforderlich ist, um die kinetische Energie synchroner Maschinen zu erhöhen. Es wurde eine geschlossene Regelstrategie entwickelt, die Spannungsabfall, Frequenzänderung und einen Timer kombiniert. Die Zusammenhänge zwischen verschiedenen Regelparametern wie Aktivierungszeitpunkt, Dauer und Modulationstiefe sowie der Erstschwingungsstabilität wurden analysiert und liefern Referenzen für die Parameterauswahl in technischen Anwendungen. Die Ergebnisse zeigen, dass die vorgeschlagene Strategie praxisnah und anpassungsfähig ist, was sie für Stromversorgungssysteme mit hohem Anteil an Windenergie geeignet macht.