DE102017118194A1 - Hydropower plant for regulating the grid frequency and method of operation - Google Patents

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Abstract

Wasserkraftanlage zur Regulierung der Frequenz eines Stromnetzes, umfassend ein Oberwasserbecken (1), ein Unterwasserbecken (2), einen Wasserweg (3), der das Oberwasserbecken (1) mit dem Unterwasserbecken (2) verbindet, eine Turbine (4), welche im Wasserweg (3) angeordnet ist und ein Laufrad, einen Leitapparat und eine Einrichtung zur Ausblasen des Laufradraumes umfasst, eine elektrische doppelt gespeiste Asynchronmaschine (5), welche mit der Turbine (4) mechanisch verbunden ist, einen Frequenzumrichter (6), welcher mit der Asynchronmaschine (5) elektrisch verbunden ist, einen Netz-Transformator (7) welcher mit der Asynchronmaschine (5), dem Frequenzumrichter (6) und dem Stromnetz elektrisch verbunden ist, einen Widerstand (8) welcher im Gleichstromzwischenkreis des Frequenzumrichters (6) so angeordnet ist, dass er die Stränge des Gleichstromzwischenkreises miteinander verbinden kann, und eine Einrichtung zur Kühlung des Widerstandes (8).

Figure DE102017118194A1_0000
Hydropower plant for regulating the frequency of a power network, comprising an upper water basin (1), an underwater basin (2), a waterway (3) connecting the upper water basin (1) with the underwater basin (2), a turbine (4), which is in the waterway (3) is arranged and comprises an impeller, a nozzle and a device for blowing out the impeller space, an electrical double-fed asynchronous machine (5), which is mechanically connected to the turbine (4), a frequency converter (6), which with the asynchronous machine (5) is electrically connected, a power transformer (7) which is electrically connected to the asynchronous machine (5), the frequency converter (6) and the power grid, a resistor (8) which is arranged in the DC intermediate circuit of the frequency converter (6) in that it can connect the strings of the DC intermediate circuit to each other, and means for cooling the resistor (8).
Figure DE102017118194A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wasserkraftanlage, welche zur schnellen Regelung der Netzfrequenz geeignet ist, und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Wasserkraftanlage.The present invention relates to a hydropower plant, which is suitable for rapid control of the grid frequency, and a method for operating such a hydropower plant.

Klassische Wasserkraftanlagen können aufgrund der Trägheit der Wassersäule, sowie des maximalen und minimalen zulässigen Wasserdruckes in den Wasserwegen und in der Turbine, die elektrische Leistung nur verhältnismäßig langsam regeln - typischerweise auf einer Zeitskala von 10 - 30 Sekunden. Dies reicht nicht aus um bei den gestiegenen Anforderungen einen Beitrag zur kurzzeitigen Regelung der Netzfrequenz leisten zu können. So fordert beispielsweise der National Grid Code von Großbritannien, dass eine bestimmte elektrische Leistung in Abhängigkeit von der Netzfrequenz in weniger als einer Sekunde ins Netz einzuprägen bzw. zu absorbieren ist, um an der entsprechenden Vergütung zu partizipieren. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Wasserkraftanlage anzugeben, die Regelleistung auf einer Zeitskala von unter einer Sekunde bereitstellen kann. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Wasserkraftanlage anzugeben.Classical hydropower plants can only regulate electrical power relatively slowly due to the inertia of the water column, as well as the maximum and minimum allowable water pressure in the waterways and in the turbine - typically on a time scale of 10 - 30 seconds. This is not sufficient to be able to make a contribution to the short-term control of the grid frequency in the increased requirements. For example, the UK's National Grid Code requires that a given electrical power be injected or absorbed into the grid in less than a second, depending on the grid frequency, in order to participate in the corresponding remuneration. It is an object of the present invention to provide a hydropower plant which can provide control power on a time scale of less than one second. It is another object of the present invention to provide a method for operating such a hydropower plant.

Die Erfinder haben erkannt, dass die gestellte Aufgabe durch eine Wasserkraftanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst werden kann. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den von Anspruch 1 abhängigen Unteransprüchen. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer solchen Wasserkraftanlage ergibt sich aus dem unabhängigen Verfahrensanspruch. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus abhängigen Verfahrensansprüchen.The inventors have recognized that the stated object can be achieved by a hydroelectric power plant with the features of claim 1. Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims of claim 1. The inventive method for operating such a hydropower plant results from the independent method claim. Advantageous embodiments result from dependent method claims.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:

  • 1 Erfindungsgemäße Wasserkraftanlage;
  • 2 Ablaufdiagramm zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Wasserkraftanlage.
The solution according to the invention is explained below with reference to figures. The following is shown in detail:
  • 1 Hydroelectric power plant according to the invention;
  • 2 Flowchart for the operation of a hydropower plant according to the invention.

1 zeigt den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Wasserkraftanlage. Die Wasserkraftanlage umfasst ein Oberwasserbecken, welches mit 1 bezeichnet ist, und ein Unterwasserbecken, welches mit 2 bezeichnet ist, wobei der Wasserspiegel im Oberwasserbecken 1 über dem Wasserspiegel des Unterwasserbeckens 2 liegt. Bei den Becken 1 und 2 kann es sich auch um natürliche Gewässer wie beispielsweise Seen oder Flüsse handeln. Die Wasserkraftanlage umfasst ferner einen Wasserweg, welcher mit 3 bezeichnet ist und das Oberwasserbecken 1 mit dem Unterwasserbecken 2 verbindet. Im Wasserweg 3 ist eine Turbine angeordnet, welche mit 4 bezeichnet ist. Dadurch wird der Wasserweg 3 in zwei Teilstücke geteilt. Der oberhalb der Turbine 4 gelegene Teil - die Druckrohrleitung - ist mit 31 bezeichnet, und der unterhalb der Turbine gelegene Teil - das Saugrohr - ist mit 32 bezeichnet. Die Turbine 4 verfügt über ein Turbinenlaufrad, einen Leitapparat und eine Einrichtung zum Ausblasen des Raumes um das Turbinenlaufrades, so dass im ausgeblasenen Zustand das Turbinenlaufrad in Luft rotieren kann, wobei der geschlossene Leitapparat ein Entweichen der Luft in Richtung Oberwasser verhindert. Die Turbine kann optional noch über weitere Schließorgane neben dem Leitapparat verfügen, wie z.B. einen Kugelschieber. Die Turbine 4 ist an eine doppelt gespeiste Asynchronmaschine gekoppelt, welche mit 5 bezeichnet ist. Die doppelt gespeiste Asynchronmaschine 5 umfasst einen Rotor und einen Stator. Der Rotor der doppelt gespeisten Asynchronmaschine 5 ist elektrisch mit einem Frequenzumrichter verbunden, welcher mit 6 bezeichnet ist. Der Frequenzumrichter 6 ist mittels eines Netz-Transformators, welcher mit 7 bezeichnet ist, mit dem Stromnetz verbunden. Der Stator der doppelt gespeisten Asynchronmaschine ist direkt mit dem Transformator 7 verbunden. 1 shows the schematic structure of a hydropower plant according to the invention. The hydropower plant includes an upper water basin, which with 1 is designated, and an underwater pool, which with 2 is designated, the water level in the upper reservoir 1 above the water level of the underwater basin 2 lies. At the pelvis 1 and 2 they can also be natural waters such as lakes or rivers. The hydropower plant also includes a waterway, which with 3 is designated and the upper reservoir 1 with the underwater basin 2 combines. In the waterway 3 a turbine is arranged, which with 4 is designated. This will make the waterway 3 divided into two parts. The above the turbine 4 located part - the pressure pipe - is with 31 referred to, and located below the turbine part - the suction pipe - is with 32 designated. The turbine 4 has a turbine runner, a nozzle and a device for blowing out the space around the turbine runner, so that in the blown-out state, the turbine runner can rotate in air, the closed nozzle prevents the escape of air in the direction of the upper water. Optionally, the turbine may have further closing members in addition to the distributor, such as a ball valve. The turbine 4 is coupled to a doubly fed induction machine, which with 5 is designated. The double fed asynchronous machine 5 includes a rotor and a stator. The rotor of the double-fed asynchronous machine 5 is electrically connected to a frequency converter, which with 6 is designated. The frequency converter 6 is connected to the mains by means of a mains transformer, designated 7. The stator of the double-fed asynchronous machine is directly connected to the transformer 7 connected.

Im Gleichstromzwischenkreis des Frequenzumrichters 6 befindet sich ein Widerstand, welcher so geschaltet werden kann, dass er die Stränge des Gleichstromzwischenkreises miteinander verbindet. Der Widerstand ist mit 8 bezeichnet. Ferner umfasst die Wasserkraftanlage optional wenigstens eine Pumpe, welche mit 9 bezeichnet und so angeordnet ist, dass sie Wasser aus dem Unterwasserbecken 2 in das Oberwasserbecken 1 fördern kann. Die Pumpe 9 kann eigene Schließorgane umfassen und besitzt einen eigenständigen Antrieb mit Netzanschluss.In the DC link of the frequency converter 6 There is a resistor, which can be switched so that it connects the strands of the DC link with each other. The resistance is with 8th designated. Furthermore, the hydropower plant optionally includes at least one pump, which with 9 designated and arranged so that they have water from the underwater basin 2 in the upper water basin 1 can promote. The pump 9 It can include its own closing elements and has its own drive with mains connection.

2 zeigt schematisch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Wasserkraftanlage. Im Schritt, der mit V1 bezeichnet ist, befindet sich die Wasserkraftanlage in folgendem Zustand: Das Laufrad der Turbine 4 ist ausgeblasen, so dass sich dasselbe in Luft drehen kann. Die doppelt gespeiste Asynchronmaschine 5 läuft im sogenannten Phasenschieber-Betrieb, d.h. der Läufer derselben dreht sich gemäß der Netzfrequenz (d.h. innerhalb des zulässigen Schlupfbandes) und je nach Erregungszustand kann Blindleistung kapazitiv oder induktiv ans Netz abgegeben werden. Durch die Kopplung von doppelt gespeister Asynchronmaschine 5 und Turbine 4 dreht sich das Laufrad der Turbine 4 mit derselben Rotationsgeschwindigkeit wie der Rotor der doppelt gespeisten Asynchronmaschine 5. Im Schritt, der mit V2 bezeichnet ist, ergeht an die Wasserkraftanlage die Aufforderung, schnelle Regelleistung aktiv zur Verfügung zu stellen. Die Aufforderung kann dahin gehen, Leistung schnell ans Netz abzugeben oder Leistung schnell vom Netz aufzunehmen. Im ersten Fall werden die Schritte des linken Astes des Ablaufdiagramms durchlaufen, im zweiten Fall die Schritte des rechten Astes. 2 schematically shows the flow of the inventive method for operating a hydropower plant according to the invention. In the step that with V1 is designated, the hydropower plant is in the following state: The impeller of the turbine 4 is blown out, so that it can turn in air. The double fed asynchronous machine 5 runs in the so-called phase shifter operation, ie the rotor of the same rotates according to the mains frequency (ie within the allowable slip band) and depending on the state of excitement reactive power can be output capacitive or inductive to the grid. By coupling double-fed asynchronous machine 5 and turbine 4 the impeller of the turbine rotates 4 at the same rotational speed as the rotor of the double-fed asynchronous machine 5 , In the step that with V2 is called, it is sent to the hydropower plant the request to provide fast control power actively. The request may be to deliver power to the network quickly or to take up power quickly from the network. In the first case the steps of the left branch of the flow diagram are traversed, in the second case the steps of the right branch.

Leistungsabgabe an das Netz: Im mit V31 bezeichneten Schritt wird über den Frequenzumrichter 6 die doppelt gespeiste Asynchronmaschine 5 und die verbundene Turbine 4 abgebremst. Dabei wird die im Drehimpuls der rotierenden Komponenten gespeicherte Energie an das Netz abgegeben. Die in Schritt V31 ablaufenden Vorgänge sind sehr schnell und daher kann unterhalb von einer Sekunde die angeforderte Leistung ans Netz abgeben werden. Im mit V32 bezeichneten Schritt wird der Leitapparat und ggf. weitere Schließorgane der Turbine 4 geöffnet. Dadurch kann Wasser in den zuvor ausgeblasenen Bereich um das Laufrad der Turbine 4 vom Oberwasser 1 her gelangen. Die Luft wird in Richtung Unterwasser 2 ausgetrieben. Durch den Wasserfluss wird die Turbine 4 und die doppelt gespeiste Asynchronmaschine 5 wieder auf eine höhere Drehzahl beschleunigt und so kann dauerhaft Leistung ans Netz abgegeben werden. Die Vorgänge von Schritt V32 werden simultan mit den Vorgängen von Schritt V31 initiiert. Da die Vorgänge von Schritt V32 jedoch viel langsamer ablaufen als die Vorgänge von Schritt V31, kommen diese erst viel später zum Tragen - in der Regel erst nach ca. 15-20 Sekunden. Davor wird die Leistungsabgabe an das Netz durch die Vorgänge von Schritt V31 bestimmt. Im Schritt V31 wird die Leistungsabgabe an das Netz durch den Frequenzumrichter 6 geregelt und im Schritt V32 durch den Regler der Turbine 4 mit Hilfe des Leitapparats.Power delivery to the network: Im with V31 designated step is via the frequency converter 6 the double-fed asynchronous machine 5 and the connected turbine 4 braked. In this case, the energy stored in the angular momentum of the rotating components is released to the network. The in step V31 Expiring operations are very fast and therefore the requested power can be delivered to the network below one second. Im with V32 The designated step is the distributor and possibly further closing members of the turbine 4 open. This allows water in the previously blown out area around the impeller of the turbine 4 from the upper water 1 get here. The air is directed towards underwater 2 expelled. The water flow turns the turbine 4 and the double-fed asynchronous machine 5 accelerated again to a higher speed and so power can be permanently delivered to the grid. The operations of step V32 become simultaneous with the operations of step V31 initiated. Since the operations of step V32 However, much slower than the operations of step V31 , these come into play much later - usually after about 15-20 seconds. Before that, the power is delivered to the grid through the operations of step V31 certainly. In step V31 is the power output to the grid through the frequency converter 6 fixed and in step V32 through the regulator of the turbine 4 with the help of the distributor.

Leistungsaufnahme vom Netz: Im mit V41 bezeichneten Schritt zieht der Frequenzumrichter 6 Leistung aus dem Netz. Diese Leistung wird mit Hilfe des Widerstandes 8 in Wärme umgewandelt. Dazu muss der Widerstand 8 gekühlt werden. Es ist von Vorteil, wenn ein Teil der Leistung, die der Frequenzumrichter 6 aus dem Netz zieht, dazu verwendet wird, um die doppelt gespeiste Asynchronmaschine 5 und das Laufrad der Turbine 4 zu beschleunigen. So muss weniger Energie im Widerstand 8 in Wärme umgewandelt werden. Die in Schritt V41 ablaufenden Vorgänge sind sehr schnell und daher kann unterhalb von einer Sekunde die angeforderte Leistung aus dem Netz absorbiert werden. Im Prinzip kann mit den in Schritt V41 beschriebenen Vorgängen allein auch über einen längeren Zeitraum Leistung aus dem Netz aufgenommen werden. Allerdings wird dabei ständig Energie in Wärme umgewandelt und somit sozusagen vernichtet. Es ist daher von Vorteil, wenn die Energie in V41 nur kurzzeitig in Wärme umgewandelt wird. Dazu wird im optionalen Schritt, welcher mit V42 bezeichnet ist, die optionale Pumpe 9 hochgefahren, um Wasser aus dem Unterwasserbecken 2 ins Oberwasserbecken 1 zu pumpen. Dadurch wird weiter Leistung aus dem Netz absorbiert, und die so von der Pumpe 9 aufgenommene Energie wird in Lageenergie des Wassers umgewandelt und zur späteren Verwendung im Turbinenbetrieb gespeichert. Die Vorgänge von Schritt V42 werden dabei simultan mit den Vorgängen von Schritt V41 initiiert. Da die Vorgänge von Schritt V42 jedoch viel langsamer ablaufen als die Vorgänge von Schritt V41, kommen diese erst viel später zum Tragen - in der Regel erst nach ca. 10 bis 15 Sekunden. Davor wird die Leistungsaufnahme aus dem Netz durch die Vorgänge von Schritt V41 bestimmt. Im Schritt V41 wird die Leistungsaufnahme aus dem Netz durch den Frequenzumrichter 6 geregelt. Im Schritt V42 kann die Leistungsaufnahme aus dem Netz auf zweierlei Weise geregelt werden: Entweder verfügt die Pumpe 9 über einen drehzahlvariablen Antrieb, der dadurch die von der Pumpe 9 aufgenommene Leistung regeln kann, oder die Pumpe 9 ist als Pumpe mit konstanter Drehzahl ausgebildet. Im letzteren Fall übernimmt der Frequenzumrichter 6 die Regelung der aus dem Netz aufgenommenen Leistung. Der Leitapparat der Turbine 4 wird zur Drehzahlregelung eingesetzt. Dabei produziert die doppelt gespeiste Asynchronmaschine 5 eine entsprechende elektrische Leistung, die ins Netz eingespeist wird. Es ergibt sich eine Situation, die unter dem Namen hydraulischer Kurzschluss bekannt ist. Die aus dem Netz aufgenommen Netto-Leistung ergibt sich dann aus der Pumpenleistung minus der von der doppelt gespeisten Asynchronmaschine 5 produzierten Leistung. Es ist klar, dass die von der doppelt gespeisten Asynchronmaschine 5 erzeugte Leistung dabei geringer sein muss als die Pumpenleistung. Da die Turbinenleistung und damit die von der doppelt gespeisten Asynchronmaschine 5 erzeugte Leistung durch den Frequenzumrichter 6 geregelt werden kann, kann somit auch die Netto-Leistungsaufnahme aus dem Netz geregelt werden.Power consumption from the network: Im with V41 designated step pulls the frequency converter 6 Power from the network. This power will be with the help of resistance 8th converted into heat. This must be the resistance 8th be cooled. It is beneficial if a part of the power that the frequency converter 6 pulls out of the network, it is used to the double-fed asynchronous machine 5 and the impeller of the turbine 4 to accelerate. So less energy in the resistance 8th be converted into heat. The in step V41 Expiring operations are very fast and therefore below one second the requested power can be absorbed from the network. In principle, with the in step V41 be recorded from the network alone over a longer period of time. However, energy is constantly being converted into heat and thus destroyed, so to speak. It is therefore beneficial if the energy in V41 is only briefly converted into heat. This is in the optional step, which with V42 is designated, the optional pump 9 ramped up to get water from the underwater pool 2 into the upper reservoir 1 to pump. This will continue to absorb power from the grid, and so from the pump 9 absorbed energy is converted into potential energy of the water and stored for later use in turbine operation. The operations of step V42 become simultaneous with the operations of step V41 initiated. Since the operations of step V42 However, much slower than the operations of step V41 , these come into play much later - usually after about 10 to 15 seconds. Before that, the power is taken out of the grid through the operations of step V41 certainly. In step V41 is the power consumption from the grid through the frequency converter 6 regulated. In step V42 The power consumption from the grid can be controlled in two ways: either the pump has 9 via a variable-speed drive, which thus by the pump 9 recorded power, or the pump 9 is designed as a pump with constant speed. In the latter case, the frequency converter takes over 6 the regulation of the power consumed from the grid. The nozzle of the turbine 4 is used for speed control. The double-fed asynchronous machine produces this 5 a corresponding electrical power that is fed into the grid. The result is a situation known as hydraulic short circuit. The net power taken from the grid then results from the pump power minus that from the doubly fed asynchronous machine 5 produced power. It is clear that the double-fed asynchronous machine 5 generated power must be lower than the pump power. As the turbine power and thus the double-fed asynchronous machine 5 generated power by the frequency converter 6 can be regulated, thus also the net power consumption from the network can be regulated.

Nach Abarbeitung der im Schritt V2 ergangenen Aufforderung zur Bereitstellung von schneller Regelleistung, wird die Wasserkraftanlage wieder in den unter Schritt V1 beschriebenen Betriebszustand versetzt. Dann ist die Wasserkraftanlage wieder bereit eine weitere Aufforderung zu bedienen.After completion of the step V2 In response to a call for rapid regulation, the hydropower plant will be back in step V1 described operating state offset. Then the hydropower plant is ready to serve another call.

Die konkrete Auslegung einer erfindungsgemäßen Wasserkraftanlage hat ergeben, dass es vorteilhaft ist, wenn im Schritt V31 die doppelt gespeiste Asynchronmaschine 5 auf die minimal zulässige Drehzahl abgebremst wird. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn im Schritt V41 die doppelt gespeiste Asynchronmaschine 5 auf die maximal zulässige Drehzahl beschleunigt wird. Der Frequenzumrichter 6 kann als sogenannter „Voltage Source Inverter“ (VSI) ausgebildet sein. Der VSI hat den Vorteil, dass er eine Leistungsfaktor-Regelung und eine Regelung im sogenannten „Low Voltage Ride Through“ ermöglicht.The concrete design of a hydropower plant according to the invention has shown that it is advantageous if in step V31 the double-fed asynchronous machine 5 is slowed down to the minimum permissible speed. Likewise, it is advantageous if in step V41 the double-fed asynchronous machine 5 is accelerated to the maximum permissible speed. The frequency converter 6 can be designed as a so-called "Voltage Source Inverter" (VSI). The advantage of the VSI is that it enables power factor control and regulation in the so-called "low voltage ride through".

Damit die vom Grid Code geforderte Regelleistung durch die Wasserkraftanlage optimal zur Verfügung gestellt werden kann, muss die Anlage so ausgelegt sein, dass die Kapazität zur Leistungsabgabe an das Netz der Kapazität der Leistungsaufnahme aus dem Netz entspricht. Diese Anforderung muss sowohl im Kurzzeitbereich als auch im Langzeitbereich erfüllt sein. Die erfindungsgemäße Wasserkraftanlage ist durch ihren Aufbau so flexibel, dass diese Anforderung durch eine entsprechende Auslegung der Komponenten erfüllt werden kann.In order to be able to optimally provide the control power demanded by the grid code, the plant must be designed such that the capacity for power delivery to the grid corresponds to the capacity of the grid's power consumption. This requirement must be fulfilled both in the short-term and in the long-term range. The hydroelectric power plant according to the invention is so flexible by its structure that this requirement can be met by a corresponding design of the components.

Claims (12)

Wasserkraftanlage zur Regulierung der Frequenz eines Stromnetzes, umfassend ein Oberwasserbecken (1), ein Unterwasserbecken (2), wobei der Wasserspiegel im Oberwasserbecken (1) über dem Wasserspiegel des Unterwasserbeckens (2) liegt, einen Wasserweg (3), der das Oberwasserbecken (1) mit dem Unterwasserbecken (2) verbindet, eine Turbine (4), welche im Wasserweg (3) angeordnet ist und ein Laufrad, einen Leitapparat und eine Einrichtung zum Ausblasen des Laufradraumes umfasst, eine elektrische doppelt gespeiste Asynchronmaschine (5), welche mit der Turbine (4) mechanisch verbunden ist und einen Rotor und einen Stator umfasst, einen Frequenzumrichter (6), welcher mit dem Rotor der doppelt gespeisten Asynchronmaschine elektrisch verbunden ist, einen Netz-Transformator (7) welcher mit dem Frequenzumrichter (6), dem Stator der doppelt gespeisten Asynchronmaschine (5) und dem Stromnetz elektrisch verbunden ist, einen Widerstand (8) welcher im Gleichstromzwischenkreis des Frequenzumrichters (6) so angeordnet ist, dass er die Stränge des Gleichstromzwischenkreises miteinander verbinden kann, und eine Einrichtung zur Kühlung des Widerstandes (8).Hydropower plant for regulating the frequency of a power network, comprising an upper water basin (1), an underwater basin (2), the water level in the upper water basin (1) being above the water level of the underwater basin (2), a water path (3) connecting the upper water basin (1 ) to the underwater basin (2), a turbine (4), which in the waterway (3) is arranged and an impeller, a nozzle and a device for blowing out the impeller space, an electric double - fed asynchronous machine (5), which with the Turbine (4) is mechanically connected and comprises a rotor and a stator, a frequency converter (6) which is electrically connected to the rotor of the double-fed asynchronous machine, a power transformer (7) connected to the frequency converter (6), the stator the doubly fed asynchronous machine (5) and the power grid is electrically connected, a resistor (8) which in the DC link of the frequency converter (6 ) is arranged so that it can connect the strands of the DC link with each other, and means for cooling the resistor (8). Wasserkraftanlage nach Anspruch 1, die eine Pumpe (9) umfasst, welche so angeordnet ist, dass sie Wasser aus dem Unterwasserbecken (2) in das Oberwasserbecken (1) fördern kann, wobei die Pumpe (9) einen eigenständigen Antrieb umfasst.Hydropower plant after Claim 1 comprising a pump (9) arranged to deliver water from the underwater basin (2) to the upper water basin (1), the pump (9) comprising a self-contained drive. Wasserkraftanlage nach Anspruch 2, wobei die Pumpe (9) einen drehzahlvariablen Antrieb umfasst.Hydropower plant after Claim 2 wherein the pump (9) comprises a variable-speed drive. Wasserkraftanlage nach Anspruch 2, wobei die Pumpe (9) einen Antrieb mit konstanter Drehzahl umfasst.Hydropower plant after Claim 2 wherein the pump (9) comprises a constant speed drive. Wasserkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Frequenzumrichter (6) als VSI ausgebildet ist.Hydropower plant after one of the Claims 1 to 4 , wherein the frequency converter (6) is designed as a VSI. Verfahren zum Betrieb einer Wasserkraftanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte: V1: Das Laufrad der Turbine (4) ist ausgeblasen und die doppelt gespeiste Asynchronmaschine (5) läuft im Phasenschieber-Betrieb; V2: Empfang einer Aufforderung an die Wasserkraftanlage, schnelle Regelleistung zur Verfügung zu stellen; Bei Aufforderung zur Leistungsabgabe: V31: Bremsen der doppelt gespeisten Asynchronmaschine (5) durch den Frequenzumrichter (6); V32: Öffnen der Leitschaufeln der Turbine (4) und Start des geregelten Turbinenbetriebs; Bei Aufforderung zur Leistungsaufnahme: V41: Aufnahme von Energie aus dem Netz durch den Frequenzumrichter (6) und Umwandlung der Energie in Wärme durch den Widerstand (8);Method for operating a hydroelectric power plant according to one of the preceding claims, comprising the following steps: V1: The impeller of the turbine (4) is blown out and the double-fed asynchronous machine (5) is in phase shifter operation; V2: receipt of a request to the hydropower plant to provide fast control power; When requested to pay: V31: Braking of the double-fed asynchronous machine (5) by the frequency converter (6); V32: opening the guide vanes of the turbine (4) and starting the controlled turbine operation; When requested to use power: V41: receiving energy from the grid through the frequency converter (6) and converting the energy into heat through the resistor (8); Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Verfahren bei Aufforderung zur Leistungsaufnahme den folgenden zusätzlichen Schritt umfasst: V42: Anfahren der Pumpe (9) und Start des geregelten Pumpenbetriebs;Method according to Claim 6 wherein the method, when requested for power consumption, comprises the following additional step: V42: starting the pump (9) and starting the controlled pumping operation; Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, wobei die doppelt gespeiste Asynchronmaschine (5) im Schritt V41 durch den Frequenzumrichter (6) beschleunigt wird.Method according to one of Claims 6 to 7 in which the doubly fed asynchronous machine (5) is accelerated by the frequency converter (6) in step V41. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die doppelt gespeiste Asynchronmaschine (5) im Schritt V31 auf die minimal zulässige Drehzahl abgebremst wird.Method according to one of Claims 6 to 8th wherein the double-fed asynchronous machine (5) is decelerated to the minimum allowable speed in step V31. Verfahren nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 9 in Verbindung mit Anspruch 8, wobei die doppelt gespeiste Asynchronmaschine (5) im Schritt V41 auf die maximal zulässige Drehzahl beschleunigt wird.Method according to one of Claims 6 . 7 or 9 combined with Claim 8 wherein the double-fed asynchronous machine (5) is accelerated to the maximum allowable speed in step V41. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10 zum Betrieb einer Wasserkraftanlage nach Anspruch 3, wobei der geregelte Pumpenbetrieb in Schritt V42 durch den drehzahlvariablen Pumpenantrieb geregelt wird.Method according to one of Claims 6 to 10 for the operation of a hydropower plant Claim 3 wherein the controlled pump operation is controlled by the variable speed pump drive in step V42. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10 zum Betrieb einer Wasserkraftanlage nach Anspruch 4, wobei im Schritt V42 der Leitapparat der Turbine (4) geöffnet wird und der geregelte Pumpenbetrieb in Schritt V42 durch den Frequenzumrichter (6) und den Leitapparat der Turbine (4) geregelt wird, wobei sich die Turbine (4) und die Pumpe (9) im hydraulischen Kurzschluss befinden.Method according to one of Claims 6 to 10 for the operation of a hydropower plant Claim 4 in which, in step V42, the nozzle of the turbine (4) is opened and the controlled pumping operation is controlled in step V42 by the frequency converter (6) and the nozzle of the turbine (4), wherein the turbine (4) and the pump (9 ) are in hydraulic short circuit.
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