Intelligente Netz­technologie: Weltweit zuverlässige Einspeisung der generierten Leistung

Optimale Netz­integration

Als Technologieführer im Bereich der Netztechnik bietet ENERCON weltweit integrierte Lösungen an, die auf die steigenden Anforderungen lokaler Netzbetreiber reagieren und vorbildlich alle internationalen Netzanschlussbedingungen erfüllen. Eine zuverlässige Einspeisung in alle Versorgungsstrukturen ist garantiert.

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Optimale Netz­integration

Als Technologieführer im Bereich der Netztechnik bietet ENERCON weltweit integrierte Lösungen an, die auf die steigenden Anforderungen lokaler Netzbetreiber reagieren und vorbildlich alle internationalen Netzanschlussbedingungen erfüllen. Eine zuverlässige Einspeisung in alle Versorgungsstrukturen ist garantiert.

WEA Technologie

Der elektrische Aufbau aller ENERCON Windenergieanlagen ist identisch. Der Rotor verfügt über eine direkte Verbindung zum hochpoligen, elektrisch erregten Rotor des Ringgenerators. Die vom Generator produzierte elektrische Leistung wird über einen Vollumrichter in das Verbundnetz eingespeist, welcher aus einem Gleichrichter, einem Gleichstrom-Zwischenkreis sowie mehreren Wechselrichtern besteht. Die Anzahl der verwendeten Wechselrichter hängt von der Nennwirkleistung sowie der Nennblindleistung der Windenergieanlage ab. Dank dieser Aufbaulösung ist der Ringgenerator - elektrisch gesehen - vom Netz entkoppelt. Das ermöglicht eine hohe Variabilität der Rotordrehzahl sowie eine mechanisch sehr robuste Betriebsweise. Darüber hinaus werden die elektrischen Eigenschaften der ENERCON Windenergieanlagen ausschließlich durch die verwendeten Wechselrichter und der zugehörigen FACTS- (Flexible AC Transmission System) Steuerung bestimmt.

Vorteile im Überblick

  • leistet einen Beitrag zur Spannungs- und Frequenzhaltung im Netz
  • optimale Netzverträglichkeit durch geeignete Anlagensteuerung und Betriebsweise entsprechend IEC-Standards und FGW-Richtlinien
  • Steuerungs- und Reglungskonzept des ENERCON Netzeinspeisesystems ermöglicht Einspeisung ohne Leistungsspitzen
  • FACTS-Eigenschaften ermöglichen Systemdienstleistungen vergleichbar mit denen konventioneller Kraftwerke oder darüber hinaus
  • ENERCON ist weltweit der erste Hersteller, der entsprechende Netzzertifikate erhalten hat, die diese Kraftwerkseigenschaften bestätigen

Die wichtigsten elektrischen Eigenschaften einer ENERCON Windenergieanlage

  • Blindleistungsstellbereich

    Zur Spannungshaltung sowie zur Kompensation von Betriebsmitteln ist in Übertragungs- und Verteilnetzen Blindleistung nötig. Aufgrund des Vollumrichterkonzepts können ENERCON Windenergieanlagen flexibel und dynamisch Blindleistung bereitstellen. Projektspezifisch stehen die Q+ Option und die STATCOM Option zur Verfügung. Beide Optionen werden in die betreffende Windenergieanlage eingebaut, sodass Kompensationseinrichtungen wie z.B. externe STATCOMs, Kondensatorbänke oder Drosselspulen im Windpark-Design vermieden werden können. Die Q+ Option erweitert den Blindleistungsstellbereich, d.h. die maximal verfügbare Blindleistung, einer ENERCON Windenergieanlage. Durch die STATCOM Option kann eine ENERCON Windenergieanlage die maximale Blindleistung unabhängig von der Wirkleistung bereitzustellen. Auch bei Stillstand ist so die volle Blindleistung verfügbar.

  • Leistungs-Frequenz-Regelung

    In einem Energieversorgungsnetz muss zu jedem Zeitpunkt ein Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch gegeben sein. Ist dies nicht der Fall, weicht die Frequenz von ihrem Nennwert ab. Kommt es aufgrund einer Störung zu einer kurzfristigen Überfrequenz im Netz, können ENERCON Windenergieanlagen ihre Leistungseinspeisung gemäß projektspezifischer Parametrierung reduzieren. Zudem kann im Normalbetrieb Reserveleistung vorgehalten werden, um diese im Fall von einer Unterfrequenz ins Netz einzuspeisen. Eine Wirkleistungserhöhung bei Unterfrequenz ohne Vorhaltung von Reserveleistung ist mit der Inertia Emulation Option möglich.

  • Inertia Emulation

    ENERCON Windenergieanlagen, die mit der Inertia Emulation-Option ausgestattet sind, können bei Frequenzeinbrüchen ihre Wirkleistungsabgabe an das Netz erhöhen. Es wird dabei kurzfristig mehr als die im Wind enthaltene Leistung ins Netz eingespeist. Die Vorhaltung von Reserveleistung ist dafür nicht notwendig.

  • Fault Ride Through

    ENERCON Windenergieanlagen sind in der Lage bei störungsbedingten Unter- oder Überspannungen im Netz für 5s in Betrieb zu bleiben. Darüber hinaus ermöglicht die Fault Ride Through (FRT)-Option während des Fehlers, einen einstellbaren Strom einzuspeisen, um das Netz dynamisch zu stützen.

ENERCON SCADA System

Das von ENERCON entwickelte Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) System umfasst alle Komponenten zur Datenerfassung, Fernüberwachung sowie zur Steuerung und Regelung von Windparks. Mit der Anpassbarkeit der Standardsysteme bestehend aus ENERCON Windenergieanlage und ENERCON SCADA System können anspruchsvollste Netzanschlussbedingungen erfüllt und bereits heute eine Vielfalt von neuartigen Systemdienstleistungen erbracht werden. In vielen Märkten eröffnet dies Windparkbetreibern die Möglichkeit, zusätzliche Einnahmen zu generieren. Dies sichert einen technisch und wirtschaftlich optimalen Betrieb.

ENERCON SCADA Server

Der ENERCON SCADA Server ist die zentrale Komponente des ENERCON SCADA Systems und über das Lichtwellenleiter-Datenbussystem des Windparks mit den Windenergieanlagen verbunden. Er erfüllt eine Vielzahl von Funktionen hinsichtlich Kommunikation, Datenaufzeichnung und Steuerung im Windpark. Über den SCADA Server werden aktuelle sowie archivierte Betriebsdaten des Windparks bereitgestellt.

ENERCON SCADA Remote

Die Softwarelösung ENERCON SCADA Remote bietet dem Kunden die Möglichkeit, eine direkte Verbindung zum ENERCON SCADA Server eines Windparks herzustellen. Dadurch lassen sich sowohl Echtzeitinformationen als auch historische Daten abrufen.

Kommunikationsschnittstellen zum SCADA System

ENERCON bietet diverse optionale Kommunikationsschnittstellen zum Datenaustausch mit dem SCADA System eines Windparks an. Das softwarebasierte ENERCON SCADA Process Data Interface (PDI) kann Daten entweder über das OPC XML-DA (SCADA PDI-OPC) oder das IEC60870-5-104 (SCADA PDI-61400) Protokoll bereitstellen. Die hardwarebasierte Remote Terminal Unit-Interface (RTU-I) unterstützt Ethernet-basierende Feldbusse wie Modbus TCP und IEC60870-5-104 sowie serielle Feldbusse wie Modbus RTU und DNP3.

Regelung des Windparks am Netzverknüpfungspunkt

Ein Windparkregler kann optional genutzt werden, um den Wirk- und Blindleistungsaustausch eines Windparks mit dem Netz am sogenannten Netzanschlusspunkt (NAP) zu regeln. In Verbindung mit dem flexiblen und dynamischen Blindleistungsstellbereich von ENERCON Windenergieanlagen kann ein Windparkregler bei Bedarf auch zur schnellen Regelung der Spannung am NAP genutzt werden. ENERCON bietet zwei Produkte zur Windparkregelung an, die sich u.a. im Hinblick auf die Geschwindigkeit und Art der Regelung unterscheiden: Die ENERCON SCADA RTU-C und die ENERCON SCADA FCU. Die Sollwerte der Regelung können dabei nicht nur fest in das jeweilige Gerät einprogrammiert werden, sondern auch über eine Kommunikationsschnittstelle dynamisch vom Netzbetreiber vorgegeben werden. Dies ermöglicht eine optimale Integration von Windparks in bestehende Netze.

ENERCON SCADA Meteo

Um die meteorologischen Daten eines Windmessmasten in das ENERCON SCADA System zu integrieren, steht optional ENERCON SCADA Meteo zur Verfügung.

Modelle

Statische und dynamische Simulationen werden häufig während verschiedener Phasen der Projektrealisierung von Kunden, Beratern und Netzbetreibern durchgeführt. Dafür muss oftmals das elektrische Verhalten der ENERCON Windenergieanlage sowie der Windpark-Regelung abgebildet werden. ENERCON unterstützt umfassend bei der Bereitstellung von dafür benötigten Informationen und Modellen, um wirtschaftlich und technisch eine optimale Lösungen für jedes Projekt zu erzielen.

Veröffentlichungen

Die folgende Liste gibt einen Überblick über ENERCONs jüngste Veröffentlichung zum Thema Netzintegration von WEA.

[1]    

H. Emanuel, M. Schellschmidt, I. Mackensen, S. Adloff: "Asymmetrical Current Injection - Testing and Certification for New German Requirements",15th Wind Integration Workshop, November 2016 - Kopie anfragen

[2]    

H. Emanuel: "Blindleistungsbereitstellung durch Windkraftwerke", 2. OTTI-Konferenz, Januar 2015 - Kopie anfragen

[3]    

M. Fischer, S. Engelken, N. Mihov, Â. Mendonça: "Operational Experiences with Inertial Response Provided by Type 4 Wind Turbines", IET Renewable Power Generation, Volume 10, Issue 1,  January 2016, p. 17 – 24 - Jetzt lesen

[4]    

S. Engelken, A. Mendonca, M. Fischer: “Inertial Response with Improved Variable Recovery Behaviour Provided by Type 4 Wind Turbines”, Proc. 14th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Farms, Brussels, October 2015 - Kopie anfragen

[5]

A. Al-khatib, B. Rohlfing, D. Guérette, B. Fazio, C. Morin, M. Fischer: „Hydro-Quebec Distribution Type Testing for Type 4 Wind Turbines Performed on Full Scale Wind Turbine and Power System Laboratory”, Proc. 14th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Farms, Brussels, October 2015 -  Kopie anfragen

[6]

A. El-Deib, A.Beekmann, M. Fischer, V. Diedrichs: “Stability Monitoring of Commercial Wind Power Plants Connected to Weak Grids”, Proc. 14th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Farms, Brussels, October 2015 - Kopie anfragen

[7]

A. El-Deib, A. Trevisan, A. Mendonca, J. Cassoli, M. Fischer: “Assessment of Full-Converter Wind Turbines’ Immunity against Sub-synchronous Interaction using Eigenvalue Analysis”, Proc. 14th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Farms, Brussels, October 2015 -  Kopie anfragen

[8]

S. Nikolai, A. Al-khatib: “Testing in Demonstrator Power Systems – a Valuable Part in the Development of Grid Integration Technology”, Proc. 14th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Farms, Brussels, October 2015 -  Kopie anfragen

[9]

M. Fischer, S. Engelken, N. Mihov, Â. Mendonça: "Operational Experiences with Inertial Response Provided by Type 4 Wind Turbines", Proc. 13th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Farms, Berlin, November 2014 - Kopie anfragen

[10]

V. Diedrichs, A. Beekmann, E. Quitmann, S. Nikolai: "Wind Power Plants for Weak Grids based on Type IV Wind Energy Converters", Proc. 13th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Farms, Berlin, November 2014 - Kopie erstellen

[11]

E. Wieben, S. Nikolai, A. Beekmann: "Advanced Open Loop Control Strategies for Voltage Control in Medium Voltage Systems with a High Penetration of Wind Power Generation", Proc. 13th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Farms, Berlin, November 2014 - Kopie anfragen

[12]

K. Pierros, N.Taveira, E. Erdmann, T. Christ, R. Schiwek, F. Schaber : "Controllability of Wind Power Plants - Capabilities regarding Voltage Control and Data Exchange", Proc. CIRED 2014, Rome, 2014 -  Kopie anfragen

[13]

E. Quitmann, E. Erdmann: "Zukunftsorientierte Gestaltung von technischen Netzanschlussbedingungen - Von inhärenten Eigenschaften zu expliziten Anforderungen", German VDE-ETG magazine Dialog, published June 2014 - Kopie anfragen

[14]

E. Quitmann, E. Erdmann: "The Power System Will Need More! - How Grid Codes Should Look Ahead", Proc. 12th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Farms, London, November 2013 -  Kopie anfragen

[15]

V. Diedrichs, A. Beekmann, K. Busker, S. Nikolai, H. Lorenzen: "Loss of Stability Margin Assessment during Wind Power Plant Operation in High Impedance Grids", Proc. 12th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Farms, London, November 2013 - Kopie anfragen

[16]

D. McMullin, K. Pierros: "Voltage Control with Wind Power Plants - Current Practice with Type IV WTGs in the UK and Ireland", Proc. 12th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Farms, November 2013 -  Kopie anfragen

[17]

M. Fischer: "Asymmetrical Current Injection (ACI) by Wind Energy Converters During Normal Operation and Unbalanced Faults", 2013 IEEE PES GM, Vancouver, July 2013 - Kopie anfragen

[18]

V. Diedrichs, A. Beekmann, K. Busker, S. Nikolai, F. Kentler: "Operation of Wind Power Plants in High Impedance Grids", Proc. 11th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Farms, Lisbon, November 2012 - Kopie erstellen

[19]

V. Diedrichs, H. Lorenzen, I. Mackensen, S. Gertjegerdes: "Asymmetrical Current Injection addressed by ENTSO-E Draft Network Code", Proc. 11th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Farms, Lisbon, November 2012 - Kopie anfragen

[20]

C.-E. Langlois, M. Asmine, M. Fischer, S. Adloff: "On-site Under Voltage Ride Through Performance Tests - Assessment of ENERCON Wind Energy Converters based on Hydro-Québec TransÉnergie Requirements", Proc. 2012 IEEE PES GM, San Diego, 2012 - Kopie anfragen

[21]

V. Diedrichs, A. Beekmann, K. Busker, S. Nikolai, S. Adloff: "Control of Wind Power Plants Utilizing Voltage Source Converter in High Impedance Grids", Proc. 2012 IEEE PES GM, San Diego, 2012 - Kopie anfragen

[22]

M. Fischer, Â. Mendonça: "Representation Of Variable Speed Full Conversion Wind Energy Converters For Steady State Short-Circuit Calculations", Proc. 2012 IEEE PES T&D, Orlando, May 2012 - Kopie anfragen

[23]

V. Diedrichs, A. Beekmann, M. Kruse: "Reactive Power Capabilities and Voltage Control with Wind Turbines", Chapter 43 in "Wind Power in Power Systems", Wiley, 2012 - Kopie anfragen

[24]

M. Schellschmidt, S. Adloff, M. Fischer: "Performance Validation and Certification for Grid Codes", Chapter 12 in "Wind Power in Power Systems", Wiley, 2012 - Kopie anfragen

[25]

I. Jaskulski, J.-N. Paquin, J. Cassoli, M. Fecteau, C. Murray: "A Study of Collector System Grounding Design with Type-4 Wind Turbines at the Le Plateau Wind Power Plant in Canada", Proc. 10th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Farms, Aarhus, November 2011 - Kopie anfragen

[26]

V. Diedrichs, A. Beekmann, S. Adloff: "Loss of (Angle) Stabilty of Wind Power Plants - The Underestimated Phenomenon in Case of Very Low Short Circuit Ratio",Proc. 10th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Farms, Aarhus, November 2011 - Kopie anfragen

[27]

M. Fischer, Â. Mendonça: "Representation Of Variable Speed Full Conversion Wind Energy Converters For Steady State Short-Circuit Calculations", Proc. 2011 IEEE PES GM, Detroit, 2011 - Kopie anfragen

[28]

E. Quitmann, M. Fischer, M. Schellschmidt: "Actual Development In The FACTS Capabilities Of Wind Energy Converters According To Latest Fault Ride Through Requirements For Distribution Systems In Germany", Proc. CIRED 21st International Conference on Electricity Distribution, Frankfurt, 2011 - Kopie anfragen

[29]

M. Fischer, S. Wachtel, M. Schellschmidt: "Fault Ride Through performance of Wind Energy Converters with FACTS capabilities in response to up-to-date German grid connection requirements", Proc. 2011 IEEE Power Systems Conference & Exhibition, Phoenix, 2011 - Kopie anfragen

[30]

M. Fecteau, C.-E. Langlois, J. Marques, I. Jaskulski, A. Mendonca: "Assessment of ENERCON WEC Grid Performance based on Hydro-Québec System Requirements: a cooperation between ENERCON and Hydro-Québec", Proc. 9th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Power Farms, Québec City, October 2010 - Kopie anfragen

[31]

Beekmann, S. Wachtel, V. Diedrichs: "Evaluation of Wind Energy Converter Behaviour during Network Faults - Limitations of Low Voltage Ride Through (LVRT) Tests and Interpretation of the Test Results", Proc. 9th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Power Farms, Québec City, October 2010 - Kopie anfragen

[32]

M. Fischer, M. Schellschmidt, S. Adloff: "Various options for optimized integration of wind energy converters with FACTS Capabilities into power systems", Proc. 9th International Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems as well as on Transmission Networks for Offshore Wind Power Farms, Québec City, October 2010 - Kopie anfragen

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