Aspekte der Netzeinbindung von Windenergieanlagen
Diese Arbeit zeigt wichtige Aspekte auf, die bei der Einbindung großer Windenergie- leistungen in ein bestehendes elektrisches Übertragungsnetz zu berücksichtigen sind. Es werden Konzepte und Modelle von modernen Windturbinen entwickelt und vorgestellt, die bei den notwendigen Netzberechnungen einzusetzen sind. Zusätzlich werden grund- legende stationäre und dynamische Untersuchungen, nämlich die Gestaltung von Wind- parknetzen und ihrer Anbindung, der Spannungs- und Blindleistungshaushalt und das Durchfahren von Netzfehlern und die Kurzschlussstrombeiträge von Windturbinen vor- gestellt. Darauf aufbauend werden Probleme beim Betrieb von Windparks untersucht. Dazu gehören die Blindleistungsoptimierung unter Verlustgesichtspunkten, die Span- nungsregelung mit Windturbinen in ländlichen Mittelspannungsnetzen, aber auch die dynamischen Grenzen der Maximalströme eines Windparks und die kurzfristige Fre- quenzstützung mit Windturbinen bei Erzeugungsdefizit.
This thesis describes important aspects which have to be addressed during integration of large wind power into an existing electrical transmission grid. First, concepts and ana- lytical models of modern wind turbines are developed and introduced, which have to be used for simulation studies during integration assessments. Additionally, stationary and dynamical investigations, to be specific the design of wind farm grids and their connec- tion to the transmission grid, the voltage and reactive power management in wind farms and fault ride-through as well as short-circuit current contribution of wind turbines will be described. Based on that, challenges during operation of wind farms are addressed. In detail, strategies for reactive power optimization to minimize losses, voltage control by wind turbines in rural distribution networks, but also dynamical limits of maximum cur- rent of a wind farm and short-term frequency support of wind turbines during under- frequency events are described.
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