Verbesserung der Spannungsqualität durch Kompensationsmodule auf virtuellen Synchronmaschinen in schwachen Netzen mit BHKW-Einspeisungen

Abstract:
Die elektromechanische Synchronmaschine ist im Bereich der elektrischen Energieerzeugung bislang das vorherrschende Betriebsmittel und prägt daher das Verhalten elektrischer Netze. Ihre speziellen Eigenschaften gewährleisten den stabilen Betrieb vieler Erzeugungsanlagen am Netz, eine automatische Lastaufteilung und die Dämpfung von Pendelvorgängen. Die rotierende Masse ist für die dynamischen Eigenschaften und die Stabilität des Netzes im Kurzzeitbereich maßgeblich. Mit der Virtuellen Synchronmaschine (VISMA) wurde an der TU Clausthal ein Wechselrichter entwickelt, der sich statisch und dynamisch am Netz analog einer elektromechanischen Synchronmaschine verhält. Neben dem Synchronmaschinenmodell können auch verschiedenen Kompensationsalgorithmen auf dem VISMA-System ausgeführt werden, wobei nachfolgend Arbeitsweise und Wirkung des Moduls zur Schwingungskompensation vorgestellt wird. Innerhalb eines inselnetzfähigen Mikro-Netzes eines Clausthaler Forschungsinstituts, in dem mehrere BHKW-Systeme betrieben werden, treten beim Übergang in den Inselbetrieb und BHKW-Speisung des Netzes Netzspannungsschwingungen auf, die unbehandelt zum Netzausfall führen. Die experimentellen Untersuchungen zeigen, daß die Wirkung des Kompensationsmoduls im untersuchten Mikronetz die netzweite 8-Hz-Störschwingung erfolgreich kompensiert. Die Möglichkeit, diese Netzspannungsschwingung auch durch den virtuellen Dämpfer der Maschinennachbildung der VISMA allein zu unterdrücken, ist Gegenstand künftiger Untersuchungen.