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In der Arbeit werden verschiedene Aspekte einer zukünftig verstärkten Netzintegration von Windkraftanlagen (WKA) betrachtet. Dazu gehören das Prinzip der Netzkopplung, Fragestellungen zur Netzintegration und -verträglichkeit, der zukünftige Netzbetrieb von WKA, die Auswirkungen auf die Netzregelung und der Ausbau der dezentralen Stromversorgung. Es werden der aktuelle Stand der Technik und die Rahmenbedingungen für den zukünftigen Ausbau der WKA bewertet. Die weiteren Betrachtungen bauen auf den Wirkprinzipien der Energiewandlung und Netzkopplung für WKA auf. Wesentliche Diskussionspunkte sind die Netzintegration und -verträglichkeit der Anlagen. Dazu gehören die Charakterisierung der Stromerzeugung, die Konzepte zur Netzintegration sowie das netzseitige Verhalten von WKA. Zur Bearbeitung dieser Punkte wurden Messungen an WKA in der Megawatt-Klasse genutzt, die in Kooperation mit einem Windparkbetreiber durchgeführt wurden. Aufgrund der Menge der vorliegenden Messergebnisse konnten die Eigenschaften der WKA systematisiert und teilweise mathematisch beschrieben werden. Der zukünftig zu erwartende weitere Ausbau von Windparks und das Erreichen höherer Anteile an der Netto-Stromerzeugung stellen erweiterte Anforderungen an die Anlagenzuverlässigkeit und das Energiemanagement im Windpark. Diese Anforderungen werden erläutert und es wird anhand von Beispielrechnungen ein verbessertes Blindleistungsmanagement für Windparks vorgeschlagen. Eine wesentliche Anforderung für den zukünftigen Betrieb hoher Windparkleistungen ist die weitere Funktionsfähigkeit der Netzregelung. Es wurde ein Modell für die Bewertung des Einflusses von WKA auf die Primär- und Sekundärregelung erstellt. Dafür wurde die Wirkungsweise der konventionellen Kraftwerksregelung an die Windenergie- Spezifik angepasst. Für die wirkungsvolle Teilnahme von WKA an der Netzregelung ist der Einsatz von Energiespeichern erforderlich. Es wurden Simulationen für WKA mit und ohne Energiespeicher für die Fälle Primär- und Sekundärregelung im Netz durchgeführt. Die Nutzung synthetischer und realer Windprofile gestattet die Betrachtung des stationären und dynamischen Systemverhaltens. Dabei wurden Varianten mit einer zunehmenden Berücksichtigung der Windenergiewandlung durch den Übertragungsnetzbetreiber simuliert. Der mögliche Rückbau konventioneller Kraftwerkskapazität wurde berücksichtigt. Der für die weitere Umgestaltung der Energieversorgung erforderliche Ausbau der dezentralen Energiewandlung ist neben den technischen auch von gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen abhängig, die erläutert werden. Abschließend werden mögliche Szenarien für den Ausbau der dezentralen Energiebereitstellung aus erneuerbaren Energien betrachtet.
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Integration von Windkraftanlagen in Energieversorgungsnetze, Detlef Schulz
- Sprache
- Erscheinungsdatum
- 2006
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- (Paperback)
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- Titel
- Integration von Windkraftanlagen in Energieversorgungsnetze
- Sprache
- Deutsch
- Autor*innen
- Detlef Schulz
- Verlag
- VDE-Verl.
- Erscheinungsdatum
- 2006
- Einband
- Paperback
- ISBN10
- 3800729490
- ISBN13
- 9783800729494
- Reihe
- Forschungs-Report
- Kategorie
- Skripten & Universitätslehrbücher
- Beschreibung
- In der Arbeit werden verschiedene Aspekte einer zukünftig verstärkten Netzintegration von Windkraftanlagen (WKA) betrachtet. Dazu gehören das Prinzip der Netzkopplung, Fragestellungen zur Netzintegration und -verträglichkeit, der zukünftige Netzbetrieb von WKA, die Auswirkungen auf die Netzregelung und der Ausbau der dezentralen Stromversorgung. Es werden der aktuelle Stand der Technik und die Rahmenbedingungen für den zukünftigen Ausbau der WKA bewertet. Die weiteren Betrachtungen bauen auf den Wirkprinzipien der Energiewandlung und Netzkopplung für WKA auf. Wesentliche Diskussionspunkte sind die Netzintegration und -verträglichkeit der Anlagen. Dazu gehören die Charakterisierung der Stromerzeugung, die Konzepte zur Netzintegration sowie das netzseitige Verhalten von WKA. Zur Bearbeitung dieser Punkte wurden Messungen an WKA in der Megawatt-Klasse genutzt, die in Kooperation mit einem Windparkbetreiber durchgeführt wurden. Aufgrund der Menge der vorliegenden Messergebnisse konnten die Eigenschaften der WKA systematisiert und teilweise mathematisch beschrieben werden. Der zukünftig zu erwartende weitere Ausbau von Windparks und das Erreichen höherer Anteile an der Netto-Stromerzeugung stellen erweiterte Anforderungen an die Anlagenzuverlässigkeit und das Energiemanagement im Windpark. Diese Anforderungen werden erläutert und es wird anhand von Beispielrechnungen ein verbessertes Blindleistungsmanagement für Windparks vorgeschlagen. Eine wesentliche Anforderung für den zukünftigen Betrieb hoher Windparkleistungen ist die weitere Funktionsfähigkeit der Netzregelung. Es wurde ein Modell für die Bewertung des Einflusses von WKA auf die Primär- und Sekundärregelung erstellt. Dafür wurde die Wirkungsweise der konventionellen Kraftwerksregelung an die Windenergie- Spezifik angepasst. Für die wirkungsvolle Teilnahme von WKA an der Netzregelung ist der Einsatz von Energiespeichern erforderlich. Es wurden Simulationen für WKA mit und ohne Energiespeicher für die Fälle Primär- und Sekundärregelung im Netz durchgeführt. Die Nutzung synthetischer und realer Windprofile gestattet die Betrachtung des stationären und dynamischen Systemverhaltens. Dabei wurden Varianten mit einer zunehmenden Berücksichtigung der Windenergiewandlung durch den Übertragungsnetzbetreiber simuliert. Der mögliche Rückbau konventioneller Kraftwerkskapazität wurde berücksichtigt. Der für die weitere Umgestaltung der Energieversorgung erforderliche Ausbau der dezentralen Energiewandlung ist neben den technischen auch von gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen abhängig, die erläutert werden. Abschließend werden mögliche Szenarien für den Ausbau der dezentralen Energiebereitstellung aus erneuerbaren Energien betrachtet.