Konformitätsuntersuchung von Kleinwasserkraftwerken hinsichtlich der Prüfung der Einhaltung der Netzanschlussbedingungen

Inhalt dieser Arbeit ist die Konformitätsbewertung zur Aufrechterhaltung der Stabilität während eines Spannungseinbruchs am Netzanschlusspunkt der Wasserkraftanlage für einen dreiphasigen Kurzschluss gemäß der TOR-Erzeuger-Richtlinie unter Verwendung einer Berechnungssoftware. Neben der Bewertung werden auch auftretende Effekte angesprochen, die einen Einfluss auf das Ergebnis der Bewertung haben. Dabei ist zu beachten, dass diese Überprüfung der Konformität sowohl für jede neu installierte Anlage als auch für Anlagen, an denen größere Änderungen vorgenommen werden, z. B. eine Erhöhung der Ausgangsleistung durch den Einbau eines neuen Turbinenlaufrades, zwingend erforderlich ist.

Besonderes Augenmerk wird auf den Back-Swing-Effekt gelegt, der vor allem bei Anlagen mit geringer Bemessungsleistung im Bereich bis zu einigen Megawatt wichtig ist. Die Ergebnisse zeigen, dass es einen erheblichen Unterschied macht, welche Methode zur Erzeugung des Spannungseinbruchs verwendet wird.

Die Drehmomentkurven unterscheiden sich erheblich voneinander, so dass sie zu unterschiedlichen Ergebnissen führen und somit der Generator unterschiedlicher Belastungs ausgesetzt wird. Aufgrund der geringeren Leistung des Kleinwasserkraftwerks und dem daraus resultierenden größeren R_G/X_G-Verhältnis des Generators ist hier der Back-Swing-Effekt besonders dominant, der in der ersten Zeit nach dem Fehlereintritt zu einer Abbremsung der Generatorwelle führt. Die Unterschiede zwischen den einzelnen Methoden sind besonders ausgeprägt.

Die erwähnte Abbremsung der Generatorwelle hat daher einen starken Einfluss auf die maximale Fehlerklärungszeit, die so genannte Critical fault Clearing Time, kurz CCT". Durch die Abbremsung der rotierenden Teile wird eine längere Zeitspanne benötigt, bevor der Generator Instabilität aufweist.

Als Hauptergebnis wird gezeigt, dass die Stabilität und damit die Einhaltung des Grid Codes von der Art und Weise abhängt, wie Fehlersituationen in der Simulationssoftware erzeugt werden, weshalb diesem Thema in der Planungsphase von Kleinwasserkraftwerken besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden sollte.

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