 |
Applikationen für die Stromerzeugung
Leistungsmanagement und Netzstabilisierung gewinnen bei der wachsenden Zahl an Wind- oder Solarparks an Bedeutung, Pumpspeicherkraftwerke sind die effizienteste Technologie zur Speicherung großer Mengen elektrischer Energie. Mit der Entwicklung neuer Leistungselektronik können Hochleistungsumrichter konstruiert werden, um Pumpspeicherwerke mit variabler Drehzahl zu bauen, die deutlich mehr Flexibilität und einen höheren Wirkungsgrad bieten. Die typische Lösung ist wird über einen doppeltgespeiste Asynchronmaschine mit Rotorspeisung über den Umrichter realisiert. Bei Anwendungen mit hohen Leistungen wurden bisher Direktumrichter auf Thyristorbasis verwendet. Converteam bevorzugt heute in für goße Leistungen den Einsatz von MV7000-Wechselrichtern mit Spannungszwischenkreis (VSI)..
Ein Pumpspeicherwerk mit variabler Drehzahl besteht daher aus einer doppeltgespeisten Asynchronmaschine (DFIGM) mit einem an den Rotor angebundenen VSI-Antrieb.
Der VSI hat vier Hauptaufgaben:
- Wechselstromerregung: der VSI steuert die DFIGM-Statorspannung, die Ausgangsleistung und den Leistungsfaktor, so wie ein Erregersystem
- Drehzahländerung, d. h. Einstellung der Frequenz des in den Rotor eingespeisten Stroms; der VSI stellt die Wellengeschwindigkeiten unabhängig vom Betriebsmodus (Pumpe oder Turbine) ein, um den Wassersäulenunterschied zwischen oberem und unteren Reservoir verarbeiten zu können und damit die Pumpe/Turbine mit höchsten Wirkungsgrad arbeiten zu lassen
- Sanftanlauf im Pumpmodus: zum Starten der Einheit bei nicht wasserführender Pumpe/Turbine wird der DFIGM-Stator kurzgeschlossen: der VSI speist den Rotor mit variabler Spannung und Frequenz, und die Maschine verhält sich bis zum Anschluss an das Netz wie eine Käfigläufereinheit
- das VSI-Steuersystem trägt zum „Fault Ride Through“-Betrieb der Einheit bei. Es läuft während Spannungsstörungen weiter, stellt die Stromversorgung bei Wiederverfügbarkeit des Netzes sofort wieder her, kompensiert Spannungsabfälle durch die Bereitstellung von Blindleistung und trägt damit zur Netzstabilität bei.