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Neuer Inhouse-Prüfstand - Fraunhofer IWES und Nordex kooperieren bei Netzintegration von Windkraftanlagen

© Nordex© NordexHamburg - Die zunehmende Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien ist mit erheblichen Einflüssen auf das elektrische Netz verbunden. Bisher mussten Validierungen der Systemeigenschaften von Windenergieanlagen zeitaufwändig im Feld durchgeführt werden, doch das soll sich ändern.

Das Fraunhofer Windforschungs-Institut IWES und die Nordex-Group intensivieren ihre Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Netzintegration von Windkraftanlagen. Mit einem gemeinsam entwickelten Inhouse-Prüfstand kann der zeitliche Messaufwand von über 12 auf 3 Monate nunmehr deutlich reduziert werden.

Windenergieanlagen: System-Dienstleistungen für das Stromnetz
Da Windkraftanlagen den Strom über leistungselektronische Umrichter ins Netz einspeisen, gewinnt die Validierung der Systemeigenschaften und die das Netz stützenden Eigenschaften von Windturbinen zunehmend an Bedeutung.

Windkraftanlagen dürfen sich beispielsweise während auftretender sprunghafter Spannungseinbrüche und -überhöhungen im Stromnetz nicht einfach vom Netz zu trennen (Fault-ride-through-Fähigkeit, FRT). Auch müssen Windenergieanlagen Blindleistung und Ausgleichsfunktionen für Frequenzabweichungen bereitstellen.

Bisher haben Hersteller mit einem umfangreichen Messaufbau diese Eigenschaften an Prototyp-Anlagen zeitaufwendig im Feld nachgewiesen, doch jetzt gehen das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme (IWES) in Bremerhaven und die Nordex Group einen neuen Weg.

Neuer Inhouse-Prüfstand reduziert zeitlichen Prüfaufwand drastisch
Im Rahmen eines Forschungsprojekts ist in den letzten drei Jahren ein Hardware-in-the-Loop Prüfstand entstanden. Auf diesem Prüfstand wird der elektrische Triebstrang der Windkraftanlage isoliert an einem Netzsimulator getestet.

Der große Vorteil liegt darin, dass alle anderen Komponenten der Windkraftanlage in Echtzeit simuliert werden und der Prüfstand natürlich wetterunabhängig betrieben werden kann. Eine erste Generator- und Umrichterkonfiguration wurde bereits erfolgreich ”im Labor” getestet und zertifiziert.

Michael Franke, Vice President Global Engineering der Nordex Group: “Feldvalidierungen der Systemeigenschaften von Turbinen sind notwendig, aber zeitaufwändig. Hinzu kommt die Schwierigkeit, einen geeigneten Teststandort für die Versuchsreihen zu finden. Eine Messung der netztechnischen Eigenschaften einer Anlage im Feld dauert über 12 Monate bis zur Zertifizierung. Derselbe Test auf dem Prüfstand vom IWES konnte jetzt in drei Monaten absolviert werden – eine Zeitersparnis von neun Monaten. Mit dem Versuchsstand ist beiden Partnern ein großer Schritt gelungen, denn dadurch wird ein schnellerer Marktzugang ermöglicht.”

Prof. Dr.-Ing. Andreas Reuter, Leiter des Fraunhofer IWES: „Durch seine Flexibilität und Funktionalität ist der Prüfstand auch für die erwarteten, zukünftigen Anforderungen bei der Nachweisführung bestens gerüstet.“

© IWR, 2022


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02.12.2022

 



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