Vergleich der Stabilität zwischen netzbildenden und netzfolgend basierten Windkraftanlagen, die in MMC-HVDC integriert sind

Netzbildende (GFM) Steuerungen basierte Hochspannungs-Gleichstrom-(HVDC)-Systeme und erneuerbare Energiequellen (RES) bieten Unterstützung zur Verbesserung der Stabilität von Stromversorgungssystemen. Dennoch wurden die Wechselwirkungen und die Koordination der Frequenzunterstützung zwischen dem GFM-basierten modularen Multilevel-Konverter-HVDC (MMC-HVDC) und netzfolgend (GFL) basierten RES oder GFM-basierten RES bisher nicht umfassend untersucht, was in dieser Studie behandelt wird. Zunächst werden die detaillierten AC- und DC-Seiten-Impedanzen des GFM-basierten MMC-HVDC analysiert. Anschließend werden die Impedanzmerkmale von GFL- und GFM-basierten Windturbinen analysiert. Danach werden die Einflüsse von GFL- und GFM-basierten Windfarmen (WFs) auf die DC- und AC-Seitenstabilitäten der in WFs integrierten MMC-HVDC-Systeme verglichen und bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass die GFM-basierte Windturbine besser abschneidet als die GFL-basierte Windturbine. Dementsprechend werden zur Unterstützung eines Empfangsende-AC-Systems die entsprechenden Frequenzunterstützungsstrategien vorgeschlagen, basierend auf der GFM-Steuerung für in WFs integrierte MMC-HVDC-Systeme. Die GFM-basierte WF übertrifft die GFL-basierte WF hinsichtlich Stabilität und Reaktionszeit. Simulationen in PSCAD/EMTDC zeigen die DC- und AC-Seiten-Stabilitätsprobleme und die nahtlose Netzunterstützung von den RES, d.h. WFs, zum Empfangsende-AC-System.