WO2021213854A1 - Improved fault correction behavior of network-coupled inverter systems on generator drives with variable rotational speeds - Google Patents

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WO2021213854A1
WO2021213854A1 PCT/EP2021/059621 EP2021059621W WO2021213854A1 WO 2021213854 A1 WO2021213854 A1 WO 2021213854A1 EP 2021059621 W EP2021059621 W EP 2021059621W WO 2021213854 A1 WO2021213854 A1 WO 2021213854A1
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Detlef Haje
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • HELECTRICITY
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    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28The renewable source being wind energy

Definitions

  • the invention relates to a method for reconnecting grid-connected converter systems to variable-speed generator drives after a grid fault has been cleared.
  • Grid-connected converter systems must also master these requirements, for example when connecting wind turbines that have a variable-speed generator drive.
  • control of (temporary) short circuits or network faults which is also referred to as "fault ride through” in specialist circles, is an essential design criterion.
  • the invention is based on the problem of finding a solution which has a mechanically gentle error explanation behavior of grid-connected converter systems on variable-speed generator drives.
  • the problem is solved by the features of the characterizing part of claim 1.
  • a mechanically gentle error explanation behavior is achieved by the converter reconnecting the generator train in a timed manner.
  • the torsional oscillation caused by the occurrence of the network disturbance (the point in time of which cannot be predicted and thus can be arbitrary) and the torsional oscillation can be adjusted so that the excessive torsion is limited, reduced or minimized.
  • connection time is determined as a function of a measured or computationally determined vibration state. If the voltage returns before this point in time, the connection is delayed. Time windows can also be determined in which it can be switched on again immediately when the voltage is restored.
  • the switch-on time can be determined, for example, by measuring the rotor position (angle of rotation), the torsional stresses, the tooth forces or other variables. It can also be a arithmetic determination take place. This can be based on an online simulation of the vibration condition, in which the original load condition of the machine is taken into account as well as the natural vibration behavior of the string.
  • the determination can be made directly from stored characteristic values of the strand.
  • a connection can take place, for example, within a selection from all even half-waves of a torsional oscillation of the strand. This embodiment advantageously involves little effort.
  • the torsional vibrations from separation and connection discussed above can be thought of as a system response to a jump in the torsional moment T.
  • the time course of the separation cannot be significantly influenced either, since, for example, short circuits mean an immediate collapse of the generator power.
  • the reconnection can also be stretched over time (in the form of a linearly increasing ramp, for example) in order to limit the torsional oscillation resulting therefrom.
  • a ramp duration of more than one half-wave of the torsional oscillation should be aimed for here.
  • other time courses are also suitable, such as a sinusoidal increase (quarter wave) or a sin ⁇ 2 increase.
  • a further improvement can be achieved by combining both principles. If the voltage returns within a time window suitable for immediate connection, this is also carried out. In the marginal areas or outside the time window, a time-extended connection can initially take place until the time window is fully reached, or the connection is extended over a short period of time (shorter than a half-wave of the torsional oscillation). The torsional stress on the strand can be limited by the choice of the time window and the execution of the temporal stretching. If a connection is carried out at a phase position of 360 °, the oscillation is canceled out (system temperature damping not taken into account). The amplitude of the maximum torsional alternation torque corresponds to the nominal torque T (in the time to of the mains failure).
  • the combination with a time extension allows the reconnection to begin immediately, even in the case of an unfavorable phase position. This means that the grid is fed into the grid again as early as possible (at least in part). Power is also taken from the line again as early as possible so that a start-up (which occurs when the power is disconnected from the load) can be limited.
  • FIG. 1 shows the course of the torsional moment T of the generator train over time t.
  • a network fault occurs, as a result of which the generator string executes a natural oscillation, the amplitude of which decays over time.
  • the reconnection takes place when the torsional oscillation reaches a maximum close to the torsional moment before the network disturbance, that is to say at even half-waves of the torsional oscillation.
  • FIG. 2 shows the course of the torsional oscillation of the generator train when a connection takes place within a window of +/- x ° relative to the point in time of the oscillation maximum.
  • a time window is defined by the period +/- x °. If, as shown in the example, the vibration maximum is switched on within the time window, the torque of the torsional vibration may increase. By specifying the maximum permissible amplitude of the torsional vibration, the permissible width of the time window is specified.
  • a generator G is connected via a generator train St to a drive At, which can be provided, for example, by a steam turbine or the rotor of a wind power plant.
  • the drive is provided by a steam turbine, which is supplied with working steam via a steam valve V.
  • the electrical energy generated by the generator is supplied in three phases with a voltage U G , a current intensity I G and a variable frequency f G to a converter Inv, in particular a frequency converter.
  • the inverter output side predetermined to an electrical network voltage U N N and a predetermined frequency f N, for example, 50 Hz, respectively.
  • a control unit C continuously detects voltage U G , current I G and frequency f G of the generator as well as voltage U N , current I N and frequency f N of the electrical network N.
  • the control unit sends a signal S for the precise reconnection of the converter to the Mains to the converter. In the event of a monotonically increasing reconnection, the carried power, possibly over several periods of the drive frequency f G or the network frequency f N , ramped up.

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Abstract

The invention relates to a method for reconnecting network-coupled inverter systems on generator drives with variable rotational speeds according to a fault correction of a network disturbance. The inverter Inv undergoes a reconnection to the network N, said reconnection being matched to the generator section St over time such that the connection time is determined in accordance with the vibrational state of the generator section St, said vibrational state being triggered by the network disturbance at the point in time to. With this method, referred to as a soft ride through, the torsional vibration due to the occurrence of the network disturbance and the torsional vibration due to the reconnection are matched such that the torsional increase is minimized, advantageously producing a mechanically gentle fault correction behavior.

Description

Beschreibung description
Verbessertes Fehlerklärungsverhalten von netzgekoppelten Um- richteranlagen an drehzahlvariablen Generatorantrieben Improved error explanation behavior of grid-connected converter systems on variable-speed generator drives
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiederzuschaltung von netzgekoppelten Umrichteranlagen an drehzahlvariablen Ge- neratorantrieben nach Fehlerklärung einer Netzstörung. The invention relates to a method for reconnecting grid-connected converter systems to variable-speed generator drives after a grid fault has been cleared.
Bei Generatorsträngen, die mit dem Netz verbunden sind, be- stehen vorgeschriebene, national unterschiedliche Anforderun- gen an die Ertragbarkeit elektrischer Netzstörungen. So müs- sen einphasige oder mehrphasige Kurzschlüsse beherrscht wer- den, oder auch eine Netztrennung mit Spannungswiederkehr nach einer festgelegten Fehlerklärungszeit. Diese Netzstörungen bedeuten eine teils erhebliche Torsionsanregung des Genera- torstrangs, da der torsionsbelastete Strang mit dem Leis- tungsmoment plötzlich entlastet und teils wieder belastet wird. Je nach Art der Störung und Ausführung des Stranges können sich dabei Wechselmomente ergeben, welche ein Mehrfa- ches des Nennmomentes betragen. Dies stellt für schnelllau- fende Stränge eines der Auslegungskriterien dar und führt zu einer verstärkten Ausführung bestimmter Strangkomponenten, wie zum Beispiel Wellenabschnitte, Kupplungen, Getriebe. Netzgekoppelte Umrichteranlagen müssen diese Anforderungen ebenfalls beherrschen, zum Beispiel bei der Anbindung von Windkraftanlagen, die einen drehzahlvariablen Generatoran- trieb aufweisen. Auch hier ist die Beherrschung von (vorüber- gehenden) Kurzschlüssen oder Netzstörungen, das in Fachkrei- sen auch als „Fault Ride Through" bezeichnet wird, ein we- sentliches Auslegungs-kriterium. In the case of generator strings that are connected to the grid, there are prescribed, nationally different requirements for the tolerability of electrical grid disruptions. Single-phase or multi-phase short circuits must be mastered, as well as disconnection from the mains with voltage recovery after a specified error clearance time. These network disturbances mean a sometimes considerable torsional excitation of the generator string, since the torsionally loaded string is suddenly relieved with the power torque and sometimes loaded again. Depending on the type of disturbance and the design of the line, alternating torques can result which are a multiple of the nominal torque. This is one of the design criteria for high-speed lines and leads to a reinforced design of certain line components, such as shaft sections, clutches, gears. Grid-connected converter systems must also master these requirements, for example when connecting wind turbines that have a variable-speed generator drive. Here, too, the control of (temporary) short circuits or network faults, which is also referred to as "fault ride through" in specialist circles, is an essential design criterion.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Lösung zu fin- den, welche ein mechanisch schonendes Fehlerklärungs- verhalten von netzgekoppelten Umrichteranlagen an drehzahlva- riablen Generatorantrieben aufweist. Das Problem wird bei einem durch die Merkmale des Oberbe- griffs umrissenen Gegenstand durch die Merkmale des kenn- zeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. The invention is based on the problem of finding a solution which has a mechanically gentle error explanation behavior of grid-connected converter systems on variable-speed generator drives. In the case of an object outlined by the features of the preamble, the problem is solved by the features of the characterizing part of claim 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter- ansprüchen angegeben. Advantageous further developments of the invention are given in the subclaims.
Für drehzahlvariable Generatorstränge oder Turbosätze mit netzgekoppelten Umrichteranlagen wird ein mechanisch schonen- des Fehlerklärungsverhalten, das auch als Soft Ride Through bezeichnet werden mag, erreicht, indem der Umrichter eine zeitlich auf den Generatorstrang abgestimmte Wiederzuschal- tung vornimmt. For variable-speed generator trains or turbo sets with grid-connected converter systems, a mechanically gentle error explanation behavior, which may also be referred to as soft ride through, is achieved by the converter reconnecting the generator train in a timed manner.
Damit können die Torsionsschwingung durch das Auftreten der Netzstörung (deren Zeitpunkt nichtvorhersagbar und damit be- liebig sein kann) und die Torsionsschwingung durch das Wie- derzuschalten so abgestimmt werden, dass die Torsionsüberhö- hung begrenzt, reduziert oder minimiert wird. In this way, the torsional oscillation caused by the occurrence of the network disturbance (the point in time of which cannot be predicted and thus can be arbitrary) and the torsional oscillation can be adjusted so that the excessive torsion is limited, reduced or minimized.
Es bestehen zwei Lösungsprinzipien, die auch miteinander kom- biniert werden können, 1. und 2. There are two solution principles that can also be combined with one another, 1. and 2.
1. Durch ein zeitlich geeignet gewähltes Wiederzuschalten kann beispielsweise ein Schwingungsmaximum aus der Netzstö- rung mit einem Schwingungsminimum aus der Wiederzuschaltung überlagert werden. Damit löschen sich die Amplituden teils aus und die Beanspruchung wird deutlich begrenzt. Hierzu wird der ZuschaltZeitpunkt in Abhängigkeit eines gemessenen oder rechnerisch ermittelten Schwingungszustandes bestimmt. Bei Spannungswiederkehr vor diesem Zeitpunkt wird also die Zu- schaltung hinausgezögert. Auch können Zeitfenster bestimmt werden, in denen bei einer Spannungswiederkehr unmittelbar wieder zugeschaltet werden kann. 1. By reconnecting at a suitable time, an oscillation maximum from the network disturbance can, for example, be superimposed with an oscillation minimum from the reconnection. The amplitudes are thus partially canceled and the stress is clearly limited. For this purpose, the connection time is determined as a function of a measured or computationally determined vibration state. If the voltage returns before this point in time, the connection is delayed. Time windows can also be determined in which it can be switched on again immediately when the voltage is restored.
Der ZuschaltZeitpunkt kann beispielsweise durch Messung der Rotorlage (Drehwinkel), der Torsionsspannungen, der Zahnkräf- te oder anderer Größen ermittelt werden. Es kann auch eine rechnerische Ermittlung erfolgen. Diese kann auf einer Onli- ne-Simulation des Schwingungs-zustandes basieren, bei der der ursprüngliche Belastungszustand der Maschine ebenso berück- sichtigt wird wie das Eigenschwingungsverhalten des Stranges. The switch-on time can be determined, for example, by measuring the rotor position (angle of rotation), the torsional stresses, the tooth forces or other variables. It can also be a arithmetic determination take place. This can be based on an online simulation of the vibration condition, in which the original load condition of the machine is taken into account as well as the natural vibration behavior of the string.
In einer besonderen Ausführung kann die Ermittlung unmittel- bar aus gespeicherten Kennwerten des Stranges ermittelt wer- den. Eine Zuschaltung kann beispielsweise innerhalb einer Auswahl aus allen geraden Halbwellen einer Torsionsschwingung des Stranges erfolgen. Diese Ausführung weist in vorteilhaf- ter Weise einen geringen Aufwand auf. In a special embodiment, the determination can be made directly from stored characteristic values of the strand. A connection can take place, for example, within a selection from all even half-waves of a torsional oscillation of the strand. This embodiment advantageously involves little effort.
2. Die oben diskutierten Torsionsschwingungen aus Trennung und Zuschaltung kann man gedanklich als eine Systemantwort auf einen Sprung des Torsionsmomentes T betrachten. Der Zeit- verlauf der Trennung lässt sich auch nicht wesentlich beein- flussen, da zum Beispiel Kurzschlüsse einen unmittelbaren Zu- sammenbruch der Generatorleistung bedeuten. Hingegen kann die Wiederzuschaltung auch zeitlich gestreckt werden (in Form ei- ner linear ansteigenden Rampe beispielsweise), um die hieraus resultierende Torsionsschwingung zu begrenzen. Hierbei ist eine Rampendauer von mehr als einer Halbwelle der Torsions- schwingung anzustreben. Alternativ zu einer Rampe sind auch andere Zeitverläufe geeignet, wie zum Beispiel ein sinusför- miger Anstieg (Viertelwelle) oder ein sin^2-Anstieg. 2. The torsional vibrations from separation and connection discussed above can be thought of as a system response to a jump in the torsional moment T. The time course of the separation cannot be significantly influenced either, since, for example, short circuits mean an immediate collapse of the generator power. On the other hand, the reconnection can also be stretched over time (in the form of a linearly increasing ramp, for example) in order to limit the torsional oscillation resulting therefrom. A ramp duration of more than one half-wave of the torsional oscillation should be aimed for here. As an alternative to a ramp, other time courses are also suitable, such as a sinusoidal increase (quarter wave) or a sin ^ 2 increase.
1. und 2.: Durch Kombination beider Prinzipien kann eine wei- tere Verbesserung erreicht werden. Bei einer Spannungswieder- kehr innerhalb eines für die unmittelbare Zuschaltung geeig- neten Zeitfensters wird diese auch durchgeführt. In Randbe- reichen oder außerhalb des Zeitfensters kann zunächst eine zeitlich gestreckte Zuschaltung erfolgen, bis das Zeitfenster voll erreicht wird, oder die Zuschaltung wird über eine kurze Zeit gestreckt (kürzer als eine Halbwelle der Torsionsschwin- gung). Durch die Wahl der Zeitfenster und die Ausführung der zeitlichen Streckung kann die Torsionsbeanspruchung des Stranges begrenzt werden. Wird eine Zuschaltung bei 360° Pha- senlage durchgeführt, so löscht sich die Schwingung aus (Sys- temdämpfung nicht berücksichtigt). Die Amplitude des maxima- len Torsionswechsel-moments entspricht dem Nennmoment T (in der Zeit to der Netzstörung). Toleriert man eine Zuschaltung „in der Nähe der 360°", so werden sich eine höhere kurzfris- tige Torsionsbeanspruchung und auch ein zunächst verbleiben- des Wechselmoment einstellen, deren Höhe von der genauen Pha- senlage abhängig ist. Mit einer gegebenen zulässigen Torsi- onsbeanspruchung kann somit festgelegt werden, innerhalb wel- cher Phasenlage zugeschaltet werden darf. 1st and 2nd: A further improvement can be achieved by combining both principles. If the voltage returns within a time window suitable for immediate connection, this is also carried out. In the marginal areas or outside the time window, a time-extended connection can initially take place until the time window is fully reached, or the connection is extended over a short period of time (shorter than a half-wave of the torsional oscillation). The torsional stress on the strand can be limited by the choice of the time window and the execution of the temporal stretching. If a connection is carried out at a phase position of 360 °, the oscillation is canceled out (system temperature damping not taken into account). The amplitude of the maximum torsional alternation torque corresponds to the nominal torque T (in the time to of the mains failure). If a connection “close to 360 °” is tolerated, a higher short-term torsional stress and also an initially remaining alternating torque will occur, the level of which depends on the exact phase position. With a given permissible torsional stress it can thus be determined within which phase position can be switched on.
Die Kombination mit einer zeitlichen Streckung erlaubt einen sofortigen Beginn der Wiederzuschaltung auch bei ungünstiger Phasenlage. Damit wird die Einspeisung in das Netz so früh wie möglich (zumindest teilweise) wieder aufgenommen. Auch wird dem Strang so früh wie möglich wieder Leistung abgenom- men, so dass ein (bei Netztrennung aus Last auftretender Hochlauf) begrenzt werden kann. The combination with a time extension allows the reconnection to begin immediately, even in the case of an unfavorable phase position. This means that the grid is fed into the grid again as early as possible (at least in part). Power is also taken from the line again as early as possible so that a start-up (which occurs when the power is disconnected from the load) can be limited.
Als ein wesentlicher Vorteil ist noch zu nennen, dass die zu- lässige Fehlerklärungszeit, die bei rotierenden Maschinen ty- pischerweise nur wenige 100 ms betragen darf (zum Beispiel 250 ms), durch das hier beschriebene Verfahren auch deutlich erweitert werden kann (abhängig von der Ausführung der Leis- tungselektronik) . Another major advantage that should be mentioned is that the permissible error clearance time, which is typically only a few 100 ms for rotating machines (for example 250 ms), can also be significantly extended by the method described here (depending on the Execution of the power electronics).
Die Erfindung wird im Folgenden als Ausführungsbeispiel in einem zum Verständnis erforderlichen Umfang anhand von Figu- ren näher erläutert. Dabei zeigen: The invention is explained in more detail below as an exemplary embodiment to the extent necessary for understanding with reference to figures. Show:
Fig 1 den zeitlichen Verlauf t eines Torsionsmomentes T bei einer Netzstörung zum Zeitpunkt to Fig 2 den zeitlichen Verlauf einer Torsionsmomentschwingung T bei einer Zuschaltung in der Nähe von 360° und Fig 3 eine Anordnung, in der das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann. 1 shows the time profile t of a torsional moment T in the event of a network fault at time to;
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezeichnungen gleiche Ele- mente. Figur 1 zeigt den Verlauf des Torsionsmomentes T des Genera- torstranges über der Zeit t. Zum Zeitpunkt t0 tritt eine Netzstörung auf, wodurch der Generatorstrang eine Eigen- schwingung ausführt, deren Amplitude mit der Zeit abklingt. Erfindungsgemäß erfolgt die Wiederzuschaltung, wenn die Tor- sionsschwingung ein Maximum nahe dem Torsionsmoment vor der Netzstörung erreicht, das heißt zu geradzahligen Halbwellen der Torsionsschwingung. In the figures, the same designations denote the same elements. FIG. 1 shows the course of the torsional moment T of the generator train over time t. At time t 0 , a network fault occurs, as a result of which the generator string executes a natural oscillation, the amplitude of which decays over time. According to the invention, the reconnection takes place when the torsional oscillation reaches a maximum close to the torsional moment before the network disturbance, that is to say at even half-waves of the torsional oscillation.
Figur 2 zeigt den Verlauf der Torsionsschwingung des Genera- torstranges, wenn eine Zuschaltung innerhalb eines Fensters von +/- x° relativ vom Zeitpunkt des Schwingungsmaximums er- folgt. Durch den Zeitraum +/- x° wird ein Zeitfenster defi- niert. Wird, wie im Beispiel dargestellt, abweichend vom Schwingungsmaximum innerhalb des Zeitfensters zugeschaltet, kann eine Überhöhung des Momentes der Torsionsschwingung auf- treten. Durch Vorgabe der maximal zulässigen Amplitude der Torsionsschwingung ist die zulässige Breite des Zeitfensters vorgegeben. FIG. 2 shows the course of the torsional oscillation of the generator train when a connection takes place within a window of +/- x ° relative to the point in time of the oscillation maximum. A time window is defined by the period +/- x °. If, as shown in the example, the vibration maximum is switched on within the time window, the torque of the torsional vibration may increase. By specifying the maximum permissible amplitude of the torsional vibration, the permissible width of the time window is specified.
Bei der in Figur 3 dargestellten Anordnung ist ein Generator G über einen Generatorstrang St mit einem Antrieb At, der beispielsweise durch eine Dampfturbine oder den Rotor einer Windkraftanlage gegeben sein kann, verbunden. Im Ausführungs- beispiel ist der Antrieb durch eine Dampfturbine gegeben, der über ein Dampfventil V Arbeitsdampf zugeführt wird. Die vom Generator erzeugte elektrische Energie wird 3-phasig mit ei- ner Spannung UG, einer Stromstärke IG und einer variablen Frequenz fG einem Umrichter Inv, insbesondere Frequenzumrich- ter, zugeführt. Der Umrichter ist ausgangsseitig mit einem elektrischen Netz N vorgegebener Spannung UN und vorgegebener Frequenz fN, beispielsweise 50 Hz, verbunden. Ein Steuergerät C erfasst fortlaufend Spannung UG, Stromstärke IG und Fre- quenz fG des Generators sowie Spannung UN, Stromstärke IN und Frequenz fN des elektrischen Netzes N. Das Steuergerät gibt ein Signal S zur zeitgenauen Wiederzuschaltung des Umrichters an das Netz an den Umrichter ab. Im Falle einer monoton an- steigenden Wiederzuschaltung wird die von dem Umrichter über- tragene Leistung, gegebenenfalls über mehrere Perioden der Antriebsfrequenz fG oder der Netzfrequenz fN, hochgefahren. In the arrangement shown in FIG. 3, a generator G is connected via a generator train St to a drive At, which can be provided, for example, by a steam turbine or the rotor of a wind power plant. In the exemplary embodiment, the drive is provided by a steam turbine, which is supplied with working steam via a steam valve V. The electrical energy generated by the generator is supplied in three phases with a voltage U G , a current intensity I G and a variable frequency f G to a converter Inv, in particular a frequency converter. The inverter output side predetermined to an electrical network voltage U N N and a predetermined frequency f N, for example, 50 Hz, respectively. A control unit C continuously detects voltage U G , current I G and frequency f G of the generator as well as voltage U N , current I N and frequency f N of the electrical network N. The control unit sends a signal S for the precise reconnection of the converter to the Mains to the converter. In the event of a monotonically increasing reconnection, the carried power, possibly over several periods of the drive frequency f G or the network frequency f N , ramped up.
Die vorliegende Erfindung wurde zu Illustrationszwecken an- hand von konkreten Ausführungsbeispielen im Detail erläutert. Dabei können Elemente der einzelnen Ausführungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden. Die Erfindung soll daher nicht auf einzelne Ausführungsbeispiele beschränkt sein, sondern lediglich eine Beschränkung durch die angehängten Ansprüche erfahren. For purposes of illustration, the present invention has been explained in detail on the basis of specific exemplary embodiments. Elements of the individual exemplary embodiments can also be combined with one another. The invention is therefore not intended to be restricted to individual exemplary embodiments, but rather only to be restricted by the appended claims.
BezugsZeichen Reference character
T - Torsionsmoment t - zeitlicher Verlauf to - Zeitpunkt der Netzstörung U - elektrische Spannung I - elektrischer Strom f - Frequenz des Wechselstroms G - Generator C - Steuergerät, Controller T - torsion moment t - temporal progression to - time of the network failure U - electrical voltage I - electrical current f - frequency of the alternating current G - generator C - control unit, controller
Inv - Umrichter, Frequenzumrichter Inv - converter, frequency converter
At - Antrieb, Turbine, Rotor einer Windkraftanlage St - Generatorstrang V - Dampfventil N - elektrisches Netz At - drive, turbine, rotor of a wind power plant St - generator train V - steam valve N - electrical network
S - Signal zur zeitlich koordinierten Wiederzuschaltung S - signal for time-coordinated reconnection

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verfahren zur Wiederzuschaltung von netzgekoppelten Um- richteranlagen an drehzahlvariablen Generatorantrieben nach Fehlerklärung einer Netzstörung, demzufolge der Umrichter (Inv) eine zeitlich auf den Generatorstrang (St) abgestimmte Wiederzuschaltung auf das Netz (N) vornimmt derart, dass der ZuschaltZeitpunkt nach Maßgabe des von der Netzstörung zum Zeitpunkt (t0) ausgelösten Schwingungszustan- des des Generatorstranges (St) bestimmt wird. 1. Procedure for reconnecting grid-connected converter systems to variable-speed generator drives after an error has been cleared from a grid fault, as a result of which the converter (Inv) reconnects to the grid (N) in accordance with the timing of the generator string (St) in such a way that the connection time is in accordance with the the grid disturbance at the time (t 0 ) triggered oscillation state of the generator string (St) is determined.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederzuschaltung zu einem Zeitpunkt t = t0 + (n * 360°) mit n = 1,2,3.. des Schwingungszustandes erfolgt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the reconnection takes place at a time t = t 0 + (n * 360 °) with n = 1,2,3 .. of the oscillation state.
3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederzuschaltung in einem Zeitfenster t = t0 + (n *3. The method according to claim 1, characterized in that the reconnection in a time window t = t 0 + (n *
360°) +/- x° mit n = 1,2,3...erfolgt. 360 °) +/- x ° with n = 1,2,3 ... takes place.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederzuschaltung nach Maßgabe eines rechnerisch ermit- telten Schwingungszustandes erfolgt. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reconnection takes place in accordance with a computationally determined oscillation state.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederzuschaltung nach Maßgabe eines in einem Datenspei- cher abgelegten Schwingungszustandes erfolgt. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reconnection takes place in accordance with a vibration state stored in a data memory.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederzuschaltung nach Maßgabe eines momentan rechnerisch ermittelten Schwingungszustandes erfolgt. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reconnection takes place in accordance with a currently computationally determined vibration state.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederzuschaltung nach Maßgabe eines gemessenen Schwin- gungszustandes erfolgt. 7. The method according to any one of the preceding claims characterized in that the reconnection takes place in accordance with a measured oscillation state.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederzuschaltung durch Einspeisung von Leistung des Ge- neratorstranges in das Netz erfolgt. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reconnection takes place by feeding power from the generator line into the network.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederzuschaltung durch Einspeisung von Leistung des Ge- neratorstranges in das Netz mittels Hochregeln des Umrichters in Form einer monoton steigenden Kurve (Verlauf) erfolgt. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reconnection is carried out by feeding power from the generator line into the network by regulating the converter upward in the form of a monotonically rising curve (curve).
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederzuschaltung über eine Viertelwelle der Torsions- schwingung des Schwingungszustandes zeitlich sinusförmig an- steigend erfolgt. 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reconnection takes place over a quarter wave of the torsional oscillation of the oscillation state, increasing sinusoidally over time.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederzuschaltung über mehr als einer Halbwelle der Tor- sionsschwingung des Schwingungszustandes zeitlich ansteigend gestreckt wird. 11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reconnection is stretched over more than one half-wave of the torsional oscillation of the oscillation state in an increasing manner over time.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederzuschaltung in Form einer linear ansteigenden Kurve erfolgt. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reconnection takes place in the form of a linearly increasing curve.
PCT/EP2021/059621 2020-04-23 2021-04-14 Improved fault correction behavior of network-coupled inverter systems on generator drives with variable rotational speeds WO2021213854A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

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