Integration von Windkraftanlagen in Energieversorgungsnetze: Stand der Technik und Perspektiven für die dezentrale Stromversorgung
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
VDE-Verl.
2006
|
| Schriftenreihe: | Forschungs-Report
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 240 S. graph. Darst., Kt. |
| ISBN: | 3800729490 |
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| adam_text | FORSCHUNGS-REPORT INTEGRATION VON WINDKRAFTANLAGEN IN
ENERGIEVERSORGUNGSNETZE - STAND DER TECHNIK UND PERSPEKTIVEN FUER DIE
DEZENTRALE STROMERZEUGUNG DR.-ING. DETLEF SCHULZ VDE VERLAG GMBH *
BERLIN * OFFENBACH ULB DARMSTADT 16352900 INHALT 1 EINLEITUNG 11 1.1
ZIELSTELLUNG 11 1.2 AKTUELLE SITUATION 13 1.3 POLITISCHE
RAHMENBEDINGUNGEN 14 1.4 ENTWICKLUNG DER WINDKRAFTNUTZUNG IN DEUTSCHLAND
14 1.5 ENTWICKLUNGSSTAND DER WINDKRAFT IN EUROPA 15 1.6
OFFSHORE-WINDPARKS 16 1.7 ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUSSFOLGERUNGEN ZUM
KAPITEL 1 19 1.8 LITERATUR ZUM KAPITEL 1 19 2 ENERGIEWANDLUNG UND
NETZKOPPLUNG 21 2.1 GRUNDLAGEN DER ENERGIEWANDLUNG 21 2.1.1
KLASSIFIZIERUNG 21 2.1.2 KONSTRUKTIVE AUSFUEHRUNG UND GROESSENENTWICKLUNG
22 2.1.3 LEISTUNGSBEGRENZUNG UND DREHZAHLREGELUNG 25 2.2 GENERATOREN UND
NETZKOPPLUNG 29 2.2.1 DREHZAHLANPASSUNG ZWISCHEN ROTOR UND GENERATOR 29
2.2.2 GENERATORGRUNDTYPEN 29 2.2.3 NETZKOPPLUNG VON GENERATOREN 30 2.2.4
WINDKRAFTANLAGEN-TYPEN ZUR NETZKOPPLUNG 32 2.3 ERSATZSCHALTBILDER FUER
DIE NETZKOPPLUNG 35 2.3.1 GENERATOREN 35 2.3.2 NETZKOPPLUNG 39 2.4
ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUSSFOLGERUNGEN ZUM KAPITEL 2 40 2.5 LITERATUR
ZUM KAPITEL 2 41 3 NETZINTEGRATION UND -VERTRAEGLICHKEIT 43 3.1 MERKMALE
DER STROMERZEUGUNG MIT WINDKRAFTANLAGEN 43 3.1.1 CHARAKTERISTIK DER
ENERGIELIEFERUNG 43 3.1.2 WIRK- UND BLINDLEISTUNGSBILANZ 46 3.1.3 VOR-
UND NACHTEILE DER DEZENTRALEN VERSORGUNGSSTRUKTUR 50 3.2 REALISIERUNG
DER NETZINTEGRATION 51 3.2.1 WINDPARKSTRUKTUR UND SPANNUNGSEBENEN 51
3.2.2 LEISTUNGSELEKTRONISCHE KOPPELEINRICHTUNGEN 52 3.3 NETZSEITIGES
VERHALTEN UND SPANNUNGSQUALITAET 56 3.3.1 UEBERBLICK 56 3.3.2 RICHTLINIEN
NACH VDEW UND FGW 56 3.3.3 SPANNUNGSQUALITAET NACH EN 50160 57 3.3.4
RICHTLINIEN DER UEBERTRAGUNGSNETZBETREIBER 58 3.3.5 SPANNUNGSAUSFAELLE UND
-UNTERBRECHUNGEN 63 3.3.6 SPANNUNGSANHEBUNG 65 3.3.7
SPANNUNGSSCHWANKUNGEN UND FLICKER 66 3.3.8 HARMONISCHE 72 3.3.9
UEBERLAGERUNG UND AUSBREITUNG VON HARMONISCHEN 74 3.3.10 TRANSIENTEN 78
3.4 SCHLUSSFOLGERUNGEN FUER DEN WKA-BETRIEB 80 3.4.1 GRUNDLEGENDE
ANFORDERUNGEN 80 3.4.2 NETZVERTRAEGLICHKEIT 80 3.4.3 LEISTUNGSMANAGEMENT
81 3.5 ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUSSFOLGERUNGEN ZUM KAPITEL 3 81 3.6
LITERATUR ZUM KAPITEL 3 82 4 ZUKUENFTIGER NETZBETRIEB VON
WINDKRAFTANLAGEN 85 4.1 ERWEITERTE ANFORDERUNGEN 85 4.2 ZUVERLAESSIGKEIT
87 4.2.1 ANLAGENVERFUEGBARKEIT 87 4.2.2 SYSTEMFAKTOREN FUER ERHOEHTE
VERFUEGBARKEIT 90 4.2.3 ZUSTANDSUEBERWACHUNG MIT FREQUENZSPEKTREN 91 4.3
ENERGIEMANAGEMENT 97 4.3.1 BLINDLEISTUNGSMANAGEMENT IM WINDPARK 97 4.3.2
WIRK- UND BLINDLEISTUNGSSTELLUNG MIT WKA 106 4.3.3 GROSSRAEUMIGES
ENERGIEMANAGEMENT 110 4.3.4 KOMMUNIKATION 111 4.4 OPTIMIERUNGSPOTENZIALE
FUER WINDKRAFTANLAGEN 112 4.4.1 GESAMTSYSTEM 112 4.4.2 GENERATOR 113
4.4.3 NETZINTEGRATION 115 4.5 ZUKUENFTIGE WINDPARKKONZEPTE 116 4.5.1
AUSWAHL DER ANLAGENTYPEN 116 4.5.2 NETZSTRUKTUREN FUER WINDPARKS 117
4.5.3 ENERGIEUEBERTRAGUNG MIT DREH- UND GLEICHSTROMSYSTEMEN 120 4.6
ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUSSFOLGERUNGEN ZUM KAPITEL 4 122 4.7 LITERATUR
ZUM KAPITEL 4 123 5 AUSWIRKUNGEN VON WKA AUF DIE NETZREGELUNG 127 5.1
NETZREGELUNG 127 5.1.1 SYSTEMDIENSTLEISTUNGEN IM NETZBETRIEB 127 5.1.2
FREQUENZ- UND SPANNUNGSREGELUNG 128 5.1.3 VERBUNDNETZ 131 5.1.4
KONVENTIONELLE KRAFTWERKS- UND NETZREGELUNG 132 5.1.5 DEZENTRALE
NETZREGELUNG MIT WKA 135 5.2 MODELLBILDUNG 137 5.2.1 MODELLIERUNGSANSATZ
UND ZEITBEREICHE 137 5.2.2 MODELL DER WINDKRAFTANLAGE 138 5.2.3
MODELLIERUNG VON WINDPARKS 143 5.2.4 NETZMODELL 144 5.2.5
KRAFTWERKSMODELL 146 5.2.6 INTEGRATION VON WKA IN DAS NETZMODELL 148
5.2.7 STABILITAETSBEDINGUNGEN 149 5.2.8 SIMULATION DER PRIMAER- UND
SEKUNDAERREGELUNG IM INSELNETZ 149 5.3 ENERGIESPEICHERUNG 151 5.3.1
SPEICHERBEDARF 151 5.3.2 TECHNOLOGIEN FUER ENERGIESPEICHER IN DER
ENERGIEVERSORGUNG 153 5.4 NETZREGELUNG MIT WKA 159 5.4.1 NETZREGELUNG
DURCH BLATTWINKELVERSTELLUNG 159 5.4.2 NETZREGELUNG MIT ENERGIESPEICHER
160 5.5 SIMULATIONSERGEBNISSE 162 5.5.1 PARAMETERWAHL 162 5.5.2
NETZBETRIEB MIT WKA OHNE REGELUNG MIT/OHNE ENERGIESPEICHER 163 5.5.3
NETZBETRIEB MIT WKA UND PRIMAERREGELUNG DER KRAFTWERKE 164 5.5.4
WKA-NETZBETRIEB MIT PRIMAER- UND SEKUNDAERREGELUNG DER KW... 167 5.5.5
BERUECKSICHTIGUNG DES RUECKBAUS DER KRAFTWERKSKAPAZITAET 169 5.5.6
VERAENDERUNG DER NETZSTATIK 170 5.5.7 EINSATZ VON ENERGIESPEICHERN FUER
DIE PRIMAERREGELUNG 171 5.5.8 EINFLUSS DER ANORDNUNG DES ENERGIESPEICHERS
172 5.6 ERGEBNISDISKUSSION 174 5.6.1 RANDBEDINGUNGEN UND BESCHRAENKUNGEN
174 5.6.2 PRAXISTAUGLICHKEIT DER SIMULATIONEN 175 5.7 ZUSAMMENFASSUNG
UND SCHLUSSFOLGERUNGEN ZUM KAPITEL 5 175 5.8 LITERATUR ZUM KAPITEL 5 177
I AUSBAU DER DEZENTRALEN STROMVERSORGUNG 181 6.1 NICHTTECHNISCHE
EINFLUSSFAKTOREN 181 6.1.1 UEBERBLICK 181 6.1.2 GESELLSCHAFTLICHE
FAKTOREN 181 6.1.3 WIRTSCHAFTLICHE RANDBEDINGUNGEN 183 6.2 AUFBAU DER
ENERGIEVERSORGUNG 184 6.2.1 EINFLUSS DER LIBERALISIERUNG 184 6.2.2
STRUKTUR DES ENERGIEVERSORGUNGSNETZES 185 6.2.3 AKTUELLE
KRAFTWERKSSTRUKTUR UND BETRIEBSPROBLEME 186 6.3 AUFBAU EINER ZUKUENFTIGEN
ENERGIEVERSORGUNG 188 6.3.1 STRUKTUR EINER DEZENTRALEN VERSORGUNG 188
6.3.2 TECHNISCHE ANFORDERUNGEN 193 6.3.3 POBLEMATIKEN IN DER
UEBERGANGSPHASE 197 6.4 ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUSSFOLGERUNGEN ZUM
KAPITEL 6 198 6.5 LITERATUR ZUM KAPITEL 6 199 7 ZUSAMMENFASSUNG UND
AUSBLICK 203 7.1 ZUSAMMENFASSUNG 203 7.2 AUSBLICK 205 8 ANHANG 209 8.1
NORMEN UND RICHTLINIEN FUER WINDKRAFTANLAGEN 209 8.1.1 IEC-RICHTLINIEN
209 8.1.2 VDEW-RICHTLINIEN 209 8.1.3 FGW-RICHTLINIEN 210 8.2 UEBERBLICK
DIN VDE 0838 UND DIN VDE 0839 211 8.3 GEPLANTE OFFSHORE-PROJEKTE IN
DEUTSCHLAND 214 8.4 BERECHNUNG DER VERZERRUNGSLEISTUNGEN 215 8.5 PRIMAER-
UND SEKUNDAERREGELUNG 216 8.5.1 PRIMAERREGELUNG IM INSELNETZ 216 8.5.2
SEKUNDAERREGELUNG IM INSELNETZ 218 8.5.3 PRIMAER- UND SEKUNDAERREGELUNG IM
VERBUNDBETRIEB 219 8.5.4 HERLEITUNG DES ZUSTANDSRAUMMODELLS 219 8.6
LITERATUR ZUM ANHANG 8 223 9 ABKUERZUNGEN UND FORMELZEICHEN 225 9.1
ABKUERZUNGEN 225 9.2 FORMELZEICHEN 226 9.3 INDIZES 228 10
WISSENSCHAFTLICHER TAETIGKEITSNACHWEIS 229 11 STICHWORTVERZEICHNIS 237 10
|
| adam_txt |
FORSCHUNGS-REPORT INTEGRATION VON WINDKRAFTANLAGEN IN
ENERGIEVERSORGUNGSNETZE - STAND DER TECHNIK UND PERSPEKTIVEN FUER DIE
DEZENTRALE STROMERZEUGUNG DR.-ING. DETLEF SCHULZ VDE VERLAG GMBH *
BERLIN * OFFENBACH ULB DARMSTADT 16352900 INHALT 1 EINLEITUNG 11 1.1
ZIELSTELLUNG 11 1.2 AKTUELLE SITUATION 13 1.3 POLITISCHE
RAHMENBEDINGUNGEN 14 1.4 ENTWICKLUNG DER WINDKRAFTNUTZUNG IN DEUTSCHLAND
14 1.5 ENTWICKLUNGSSTAND DER WINDKRAFT IN EUROPA 15 1.6
OFFSHORE-WINDPARKS 16 1.7 ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUSSFOLGERUNGEN ZUM
KAPITEL 1 19 1.8 LITERATUR ZUM KAPITEL 1 19 2 ENERGIEWANDLUNG UND
NETZKOPPLUNG 21 2.1 GRUNDLAGEN DER ENERGIEWANDLUNG 21 2.1.1
KLASSIFIZIERUNG 21 2.1.2 KONSTRUKTIVE AUSFUEHRUNG UND GROESSENENTWICKLUNG
22 2.1.3 LEISTUNGSBEGRENZUNG UND DREHZAHLREGELUNG 25 2.2 GENERATOREN UND
NETZKOPPLUNG 29 2.2.1 DREHZAHLANPASSUNG ZWISCHEN ROTOR UND GENERATOR 29
2.2.2 GENERATORGRUNDTYPEN 29 2.2.3 NETZKOPPLUNG VON GENERATOREN 30 2.2.4
WINDKRAFTANLAGEN-TYPEN ZUR NETZKOPPLUNG 32 2.3 ERSATZSCHALTBILDER FUER
DIE NETZKOPPLUNG 35 2.3.1 GENERATOREN 35 2.3.2 NETZKOPPLUNG 39 2.4
ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUSSFOLGERUNGEN ZUM KAPITEL 2 40 2.5 LITERATUR
ZUM KAPITEL 2 41 3 NETZINTEGRATION UND -VERTRAEGLICHKEIT 43 3.1 MERKMALE
DER STROMERZEUGUNG MIT WINDKRAFTANLAGEN 43 3.1.1 CHARAKTERISTIK DER
ENERGIELIEFERUNG 43 3.1.2 WIRK- UND BLINDLEISTUNGSBILANZ 46 3.1.3 VOR-
UND NACHTEILE DER DEZENTRALEN VERSORGUNGSSTRUKTUR 50 3.2 REALISIERUNG
DER NETZINTEGRATION 51 3.2.1 WINDPARKSTRUKTUR UND SPANNUNGSEBENEN 51
3.2.2 LEISTUNGSELEKTRONISCHE KOPPELEINRICHTUNGEN 52 3.3 NETZSEITIGES
VERHALTEN UND SPANNUNGSQUALITAET 56 3.3.1 UEBERBLICK 56 3.3.2 RICHTLINIEN
NACH VDEW UND FGW 56 3.3.3 SPANNUNGSQUALITAET NACH EN 50160 57 3.3.4
RICHTLINIEN DER UEBERTRAGUNGSNETZBETREIBER 58 3.3.5 SPANNUNGSAUSFAELLE UND
-UNTERBRECHUNGEN 63 3.3.6 SPANNUNGSANHEBUNG 65 3.3.7
SPANNUNGSSCHWANKUNGEN UND FLICKER 66 3.3.8 HARMONISCHE 72 3.3.9
UEBERLAGERUNG UND AUSBREITUNG VON HARMONISCHEN 74 3.3.10 TRANSIENTEN 78
3.4 SCHLUSSFOLGERUNGEN FUER DEN WKA-BETRIEB 80 3.4.1 GRUNDLEGENDE
ANFORDERUNGEN 80 3.4.2 NETZVERTRAEGLICHKEIT 80 3.4.3 LEISTUNGSMANAGEMENT
81 3.5 ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUSSFOLGERUNGEN ZUM KAPITEL 3 81 3.6
LITERATUR ZUM KAPITEL 3 82 4 ZUKUENFTIGER NETZBETRIEB VON
WINDKRAFTANLAGEN 85 4.1 ERWEITERTE ANFORDERUNGEN 85 4.2 ZUVERLAESSIGKEIT
87 4.2.1 ANLAGENVERFUEGBARKEIT 87 4.2.2 SYSTEMFAKTOREN FUER ERHOEHTE
VERFUEGBARKEIT 90 4.2.3 ZUSTANDSUEBERWACHUNG MIT FREQUENZSPEKTREN 91 4.3
ENERGIEMANAGEMENT 97 4.3.1 BLINDLEISTUNGSMANAGEMENT IM WINDPARK 97 4.3.2
WIRK- UND BLINDLEISTUNGSSTELLUNG MIT WKA 106 4.3.3 GROSSRAEUMIGES
ENERGIEMANAGEMENT 110 4.3.4 KOMMUNIKATION 111 4.4 OPTIMIERUNGSPOTENZIALE
FUER WINDKRAFTANLAGEN 112 4.4.1 GESAMTSYSTEM 112 4.4.2 GENERATOR 113
4.4.3 NETZINTEGRATION 115 4.5 ZUKUENFTIGE WINDPARKKONZEPTE 116 4.5.1
AUSWAHL DER ANLAGENTYPEN 116 4.5.2 NETZSTRUKTUREN FUER WINDPARKS 117
4.5.3 ENERGIEUEBERTRAGUNG MIT DREH- UND GLEICHSTROMSYSTEMEN 120 4.6
ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUSSFOLGERUNGEN ZUM KAPITEL 4 122 4.7 LITERATUR
ZUM KAPITEL 4 123 5 AUSWIRKUNGEN VON WKA AUF DIE NETZREGELUNG 127 5.1
NETZREGELUNG 127 5.1.1 SYSTEMDIENSTLEISTUNGEN IM NETZBETRIEB 127 5.1.2
FREQUENZ- UND SPANNUNGSREGELUNG 128 5.1.3 VERBUNDNETZ 131 5.1.4
KONVENTIONELLE KRAFTWERKS- UND NETZREGELUNG 132 5.1.5 DEZENTRALE
NETZREGELUNG MIT WKA 135 5.2 MODELLBILDUNG 137 5.2.1 MODELLIERUNGSANSATZ
UND ZEITBEREICHE 137 5.2.2 MODELL DER WINDKRAFTANLAGE 138 5.2.3
MODELLIERUNG VON WINDPARKS 143 5.2.4 NETZMODELL 144 5.2.5
KRAFTWERKSMODELL 146 5.2.6 INTEGRATION VON WKA IN DAS NETZMODELL 148
5.2.7 STABILITAETSBEDINGUNGEN 149 5.2.8 SIMULATION DER PRIMAER- UND
SEKUNDAERREGELUNG IM INSELNETZ 149 5.3 ENERGIESPEICHERUNG 151 5.3.1
SPEICHERBEDARF 151 5.3.2 TECHNOLOGIEN FUER ENERGIESPEICHER IN DER
ENERGIEVERSORGUNG 153 5.4 NETZREGELUNG MIT WKA 159 5.4.1 NETZREGELUNG
DURCH BLATTWINKELVERSTELLUNG 159 5.4.2 NETZREGELUNG MIT ENERGIESPEICHER
160 5.5 SIMULATIONSERGEBNISSE 162 5.5.1 PARAMETERWAHL 162 5.5.2
NETZBETRIEB MIT WKA OHNE REGELUNG MIT/OHNE ENERGIESPEICHER 163 5.5.3
NETZBETRIEB MIT WKA UND PRIMAERREGELUNG DER KRAFTWERKE 164 5.5.4
WKA-NETZBETRIEB MIT PRIMAER- UND SEKUNDAERREGELUNG DER KW. 167 5.5.5
BERUECKSICHTIGUNG DES RUECKBAUS DER KRAFTWERKSKAPAZITAET 169 5.5.6
VERAENDERUNG DER NETZSTATIK 170 5.5.7 EINSATZ VON ENERGIESPEICHERN FUER
DIE PRIMAERREGELUNG 171 5.5.8 EINFLUSS DER ANORDNUNG DES ENERGIESPEICHERS
172 5.6 ERGEBNISDISKUSSION 174 5.6.1 RANDBEDINGUNGEN UND BESCHRAENKUNGEN
174 5.6.2 PRAXISTAUGLICHKEIT DER SIMULATIONEN 175 5.7 ZUSAMMENFASSUNG
UND SCHLUSSFOLGERUNGEN ZUM KAPITEL 5 175 5.8 LITERATUR ZUM KAPITEL 5 177
I AUSBAU DER DEZENTRALEN STROMVERSORGUNG 181 6.1 NICHTTECHNISCHE
EINFLUSSFAKTOREN 181 6.1.1 UEBERBLICK 181 6.1.2 GESELLSCHAFTLICHE
FAKTOREN 181 6.1.3 WIRTSCHAFTLICHE RANDBEDINGUNGEN 183 6.2 AUFBAU DER
ENERGIEVERSORGUNG 184 6.2.1 EINFLUSS DER LIBERALISIERUNG 184 6.2.2
STRUKTUR DES ENERGIEVERSORGUNGSNETZES 185 6.2.3 AKTUELLE
KRAFTWERKSSTRUKTUR UND BETRIEBSPROBLEME 186 6.3 AUFBAU EINER ZUKUENFTIGEN
ENERGIEVERSORGUNG 188 6.3.1 STRUKTUR EINER DEZENTRALEN VERSORGUNG 188
6.3.2 TECHNISCHE ANFORDERUNGEN 193 6.3.3 POBLEMATIKEN IN DER
UEBERGANGSPHASE 197 6.4 ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUSSFOLGERUNGEN ZUM
KAPITEL 6 198 6.5 LITERATUR ZUM KAPITEL 6 199 7 ZUSAMMENFASSUNG UND
AUSBLICK 203 7.1 ZUSAMMENFASSUNG 203 7.2 AUSBLICK 205 8 ANHANG 209 8.1
NORMEN UND RICHTLINIEN FUER WINDKRAFTANLAGEN 209 8.1.1 IEC-RICHTLINIEN
209 8.1.2 VDEW-RICHTLINIEN 209 8.1.3 FGW-RICHTLINIEN 210 8.2 UEBERBLICK
DIN VDE 0838 UND DIN VDE 0839 211 8.3 GEPLANTE OFFSHORE-PROJEKTE IN
DEUTSCHLAND 214 8.4 BERECHNUNG DER VERZERRUNGSLEISTUNGEN 215 8.5 PRIMAER-
UND SEKUNDAERREGELUNG 216 8.5.1 PRIMAERREGELUNG IM INSELNETZ 216 8.5.2
SEKUNDAERREGELUNG IM INSELNETZ 218 8.5.3 PRIMAER- UND SEKUNDAERREGELUNG IM
VERBUNDBETRIEB 219 8.5.4 HERLEITUNG DES ZUSTANDSRAUMMODELLS 219 8.6
LITERATUR ZUM ANHANG 8 223 9 ABKUERZUNGEN UND FORMELZEICHEN 225 9.1
ABKUERZUNGEN 225 9.2 FORMELZEICHEN 226 9.3 INDIZES 228 10
WISSENSCHAFTLICHER TAETIGKEITSNACHWEIS 229 11 STICHWORTVERZEICHNIS 237 10 |
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