Berucksichtigung von Netzstabilitatsaspekten bei der Planung von Offshore-Windparks

摘要

Die elektrische Energieversorgung in Deutschland und Europa erfolgt uber dreiphasige Ubertragungs- und Verteilnetze unterschiedlicher Spannungen. Aufgaben der Ubertragungs- und Verteilnetzbetreiber sind der sichere Netzbetrieb und die wirtschaftliche Gewahrleistung einer hohen Versorgungssicherheit. Dafur muss immer das Leistungsgleichgewicht zwischen aktuell erzeugter und verbrauchter Leistung hergestellt werden. Dies geschieht uber die zeitlich entkoppelten Regelmechanismen Momentanreserve, Primar- und Sekundarregelung sowie Minutenreserve. Die rotierende Schwungmasse aller direkt netzgekuppelten Generatoren und deren Triebstrange (Turbinen) stellen einen Energiespeicher dar (Momentanreserve), aus dem augenblickliche Abweichungen zwischen erzeugter und verbrauchter Leistung ausgeglichen werden. Beispielsweise ist bei einem Leistungsuberschuss im Netz, das heisst, es wird augenblicklich mehr elektrische Leistung erzeugt als verbraucht, das beschleunigende mechanische Moment am Generator durch die Turbine grosser als das elektrische bremsende Moment aufgrund der Last im Netz. Dies fuhrt zu einer Beschleunigung des Generators und der Turbine und somit zu einer Einspeicherung von Energie in die rotierende Schwungmasse. Dies geschieht bei allen netzgekuppelten Generatoren und hat damit eine Erhohung der Netzfrequenz im gesamten Netz zur Folge. Ein Leistungsdefizit im Netz bedingt in gleicher Weise eine Frequenzabsenkung. Auf diesem physikalischen Frequenz-Wirkleistungs-Verhalten bauen die zeitlich nachfolgenden Primar- und Sekundarregelungen auf.