Regelung der doppelt gespeisten Drehstromasynchronmaschine mit Multilevel-Matrixumrichter für einen Schwungradspeicher zur Sicherung der Momentanreserve in trägheitsarmen Netzen

Abstract

ZusammenfassungVorgestellt wird die Betriebsweise und Regelung eines Asynchronen Rotierenden Energie System-Stabilisators (ARESS) bestehend aus einer doppelt gespeisten Asynchron-Schleifringläufermaschine, die rotorseitig über einen Multilevel-Matrixumrichter über- wie untersynchron drehzahlvariabel betrieben werden kann. Durch die Entkopplung der Drehzahl von der Netzfrequenz ist er in der Lage, eine größere gespeicherte kinetische Energie in Wirkleistung umzuwandeln als vergleichbare drehzahlstarre Generatoren, wenn es zum Absinken der Netzfrequenz kommt. Somit besteht eines der wesentlichen Ziele des Systems in einem Beitrag zur Momentanreserve des Netzes. Die Regelung der Anlage über einen rotorseitigen Matrixumrichter gestattet zudem eine zeitgestreckte Dosierung der Wirkleistung und einen spannungsabhängigen Blindleistungsbetrieb. Besonders hohe Anforderungen an die Regelung entstehen bei Netzdienstleistungen in Schwachnetzen, bei gleichzeitiger Spannungsstützung sowie bei symmetrischen und unsymmetrischen Fehlerfällen, deren Entwurf, Optimierung sowie Verifikation im Beitrag anhand eines Demonstrators kleiner Leistung thematisiert wird.