Auf einen BlickEine wichtige Aufgabe ist es, die Rege-lung der Generatoren im Netz an dieErfordernisse des Netzbetriebs anzu-passen. Hierzu gehören die Leistungs-und Frequenzregelung, die Span-nungsregelung, die Koordination derRegler untereinander und das Errei-chen einer ausreichenden Dämpfungvon Netzpendelungen. Durch Simulati-on des betreffenden Netzes und eineEigenwertanalyse der Regler könnenentsprechende Lösungen gefundenwerden.
Siemens Power Technologies Internati-onal (Siemens PTI) kann Sie unterstüt-zen mit:
· Erstklassiger Netzplanungssoftwareder PSS® Produktreihe für detaillierteNetzsimulationen und-berechnungen
· Individuellen, modernstentechnischen Lösungen
· Qualitativ hochwertiger Netzbera-tung und langjährigem Support, in-klusive spezialisiertem Training
Die AufgabenstellungIn elektrischen Systemen sind unter-schiedliche Regelungsaufgaben zu er-füllen. Hierzu gehören insbesondere
die Spannungs- und Frequenzregelungund die Dämpfung von Schwingungenvon Generatoren untereinander oderals kohärente Gruppen (so genannteInterarea-Schwingungen).
Dafür sind die Regelungseinrichtungenam Generator zu modellieren und zuuntersuchen (Turbinenregelung undSpannungsregelung). Die Regler müs-sen das exakte Regelverhalten des Ge-nerators repräsentieren (Drehzahl-regelung, Drehzahl-Leistungsregelung)und insbesondere das Reservever-halten des Netzes mit berücksichtigen(Primärreserve und Sekundärreserve),um bei Ausfallsituationen das Regel-verhalten beurteilen und entsprech-ende Neueinstellungen oder geänderteRegelstrategien auswerten zu können.
Dies gilt auch für Regler im Netz, die z.B. HGÜ-Anlagen, geregelte Serienkom-pensation in Übertragungsleitungenoder statische Kompensatoren aus-steuern, um Regelaufgaben im Netzeinzuleiten oder zu koordinie-ren(Wirkleistung, Spannung, Dämp-fung, Blindleistung, Strom etc.).
Unsere LösungDie Auslegung und Prüfung der Reglererfolgt durch Eigenwertanalyse der
Regelung im Frequenzbereich bzw. Si-mulation des Kleinsignalverhaltens(Regelverhalten) und Großsignal-verhaltens (Grenzwertverhalten) derRegler einzeln oder im Netzverbund imZeitbereich.
Abbildung 1: Zeitabhängige dynamische Simu-lation
Hierfür stehen leistungsfähige Simula-tionswerkzeuge zur Verfügung, mitdenen auch Netze mit bis zu mehrerentausend Generatoren, z.B. UCTE (Unionfor the Coordination of Transmission ofElectricity), WSCC (Western SystemCoordinating Council) oder SAPP(South African Power Pool) Netze, si-muliert werden können. Die Analyseder Eigenwerte erfolgt durch automa-tische Linearisierung, die eine Beurtei-lung des linearisierten Verhaltens er-möglicht. Durch Analyse der rechtenund linken Eigenvektoren können diegrundlegenden Regeleigenschaftenvon Reglern (Beobachtbarkeit undSteuerbarkeit) bewertet werden. DieBestimmung der Residuen ermöglichtdie Bewertung der Platzierung der Reg-ler im Netz bzw. die Auswahl der Gene-ratoren, wo Regler modifiziert oder in-stalliert werden sollten.
Die Simulation des Großsignalverhal-tens im Zeitbereich erlaubt die Einbe-ziehung aller Nichtlinearitäten der Re-gelungsbegrenzungen und zeigt amGesamtsystem die Wirksamkeit der Re-gelungsstrategien und Konzepte.
SIEMENS AG, EV NP TESTRECHNUNG (DOKU)
GeneratorgrößenBild 1 von 1
0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 SEC
-1
0
1DIF-Volt[ pu]110KVT2. RBETR.SIE R
-75
0
75THETA [ Deg]GT5MVA
-1
0
1P [ pu]GT5MVA
-1
0
1MMECH [ pu]GT5MVA
-1
0
1LE-Volt [ pu]BETR.SIE R
-5
0
5IA_HV [ pu]GT5MVA
-1
0
1Q [ pu]GT5MVA
-1
0
1+ 0.7 pu
-75
0
75
THETA [ Deg]DT2.5MVA
-1
0
1
MEL [ pu]GT5MVA
-1
0
1
- 0.7 pu
SIEMENS AG, EV NP TESTRECHNUNG (DOKU)
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DynamischesVerhalten vonGeneratorenDynamisches Netzverhalten undDämpfung von Netzschwingungen
siemens.de/power-technologies
AnwendungsbeispielDas Beispiel zeigt ein Gas- und Dampf-(GuD-) Kraftwerk, dessen Gasturbineausgangsgesteuert ist bei 5 % variablerGeschwindigkeit. Im Falle eines Kurz-schlusses wird deutlich, dass die Netz-stabilität begrenzt ist. Wenn die Rege-lung bei einem Fehler auf Drehzahlre-gelung geschaltet wird, kann das Sys-tem auch bei schweren Fehlern stabilbleiben.
Solche Änderungen im Regelungs-konzept müssen im Detail mit den Tur-binen- und Generatorenherstellern be-
sprochen werden, damit eine zuverläs-sige Lösung gewährleistet ist.
Abbildung 2: Änderungen im Regelungskon-zept zur Stabilisierung eines GuD-Kraftwerks(Tmech: mechanisches Moment, Telec: elektri-sches Moment)
Abbildung 3: Beispiele von internationalenNetzstudien von Siemens PTI im Bereich dy-namisches Verhalten von Generatoren
0 . 3 H zin te ra re a
m ode
0 . 3 Hzin te ra re a
m od e
majo r s ubst a tionma jo r t rans m. line
5 0 00k m
TNBTNBTenagaTenagaNasionalNasionalBerhadBerhadMalaysiaMalaysia
EGATEGATElectricity GeneratingElectricity GeneratingAuthority of ThailandAuthority of Thailand
SAPPSAPPSouth AfricanSouth AfricanPower PoolPower Pool
WSCCWSCCWesternWesternSystemSystemCoCo--ordinatingordinatingCouncilCouncil
UCTEUCTE--CENTRELCENTREL
NationalNationalGrid of ChileGrid of Chile MexicoMexico
CFECFEComisionComisionFederalFederalde Electricidadde Electricidad
VI
ET
NA
M
Hanoi
VI
ET
NA
M
Hanoi
EVNEVNElectricityElectricityof Viet Namof Viet Nam
PLNPLNPersero IndonesianPersero IndonesianElectricity CompanyElectricity Company
HerausgeberSiemens AG 2018
Energy Management DivisionFreyeslebenstraße 191058 Erlangen, Deutschland
Kontaktieren Sie uns:[email protected]
AL=N, ECCN=EAR99Änderungen und Irrtümer vorbehalten.Die Informationen in diesem Dokumententhalten lediglich allgemeine Beschrei-bungen bzw. Leistungsmerkmale, welcheim konkreten Anwendungsfall nicht immerin der beschriebenen Form zutreffen bzw.welche sich durch Weiterentwicklung derProdukte ändern können. Die gewünsch-ten Leistungsmerkmale sind nur dann ver-bindlich, wenn sie bei Vertragsabschlussausdrücklich vereinbart werden.
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