Synchroner Betrieb von doppeltgespeisten Drehstrom-Asynchrongeneratoren

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wilfried Hofmann
• Fachliche Zuordnung: Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 31476384

Nach dem Stand der Technik zu drehzahlvariablen Windkraftanlagen ist bekannt, dass ein bestimmter Bereich um den Synchronbetriebspunkt bei doppeltgespeisten Asynchrongeneratoren nicht zugelassen wird und die Betriebs Strategie, so abgestimmt werden muss, dass sich kein stationärer Betrieb im Synchronismus einstellen kann. Als Gründe werden verschiedene Argumente genannt wie: die an die höhere thermische Belastung nichtangepasste Leistungselektronik, eine befürchtete lokale Übererwärmung der Maschinenwicklungen und die für diesen Betriebsfall nicht konzipierte Regelungstechnik. Im Vorhaben soll nun die bisherige Erkenntnislücke für den Betrieb von doppeltgespeisten Drehstromgeneratoren im Synchronpunkt geschlossen werden. Neben dem grundsätzlichen Betriebsverhalten sollen insbesondere die statische und dynamische Stabilität, das dynamische Verhalten einschließlich Regelung, das Temperaturverhalten des Generators (insbes. Rotorwicklungen), die thermische Belastung der Stromrichterventile, das Verhalten des Schleifringssystems sowie Fragen des Systemverhaltens unter Einbeziehung des Antriebsstranges und des Netzes im Zusammenhang mit der Regelung untersucht werden. Die Arbeiten sollen basierend auf einer theoretischen Analyse des Systemverhaltens durch Simulationen und Berechnungen ergänzt sowie durch Messungen an einem Laborversuchsstand überprüft werden, bevor durch extrapolierende Modellrechnungen ein Einsatz für Windenergieanlagen in der MW-Klasse vorbereitet werden kann. Es sind Schlussfolgerungen zu ziehen für eine vom bisherigen Vorgehen abweichende Auslegung der Drehstromgeneratoren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen