柔和的微风吹过奥芬巴赫安德奎希帕拉蒂尼市的田野,带动了由区域能源供应商EnergieSüdpfalz GmbH&Co KG运营的六台风力涡轮机的巨大转子叶片。每年,他们为13,800户家庭共生产4000万千瓦时。该风电场总发电量为15.8兆瓦。一个小的混凝土结构使它变得特别:这座小建筑包含MR的第一个高频滤波器系统,可确保在高达9kHz的频率下无中断电网。
带有高频滤波器的清洁电网
风力涡轮机提供环保的能源,但它会给电网带来压力。在德国莱茵兰-普法尔茨地区的一个风电场,MR的高频滤波器系统可以使电网保持完美的工作状态。
带有高频滤波器的清洁电网
风力涡轮机提供环保的能源,但它会给电网带来压力。在德国莱茵兰-普法尔茨地区的一个风电场,MR的高频滤波器系统可以使电网保持完美的工作状态。
电网频率稳定
这是必要的,因为尽管来自可再生能源的电力对环境友好,但与传统发电站相比,风力发电站的电网频率难以保持在稳定水平。根据风的强度,转子转动得更快或更慢。产生的能量是不同的。 为了平衡这些波动,在现代风力发电厂中使用了带有IGBT(绝缘栅双极晶体管)的整流变压器。然而,这里的问题是,这项技术会产生可能对电网造成损害的谐波。因此,如果不超过某些限值,则仅允许风电场运营商向电网供电。
这正是EnergieSüdpfalz和项目开发商juwi Wind GmbH面临的问题。风力涡轮机产生的电力超过了频率高达9 kHz 的谐波限值。在这种情况下,两个合作伙伴向MR的电能质量专家寻求建议。“谐波本身并不少见,可以使用无源滤波器系统处理。我们已经在这个领域拥有多年的经验。但通常我们会处理高达2.5 kHz的频率范围,”电能质量部门的工程主管Thomas Schlegel博士解释道。
三个滤波器电路对抗谐波
Schlegel和他的团队接受了挑战,开始开发合适的滤波器概念。目的是在宽频谱范围内降低高达9kHz频率范围内的谐波电平,从而显着降低过程中的单个谐波频率。专家们首先在风电场进行全面测量,然后将其与数学模拟相结合。“只有将模型与实际测量值联系起来,我们才能得出最佳解决方案。”Schlegel说。无源谐波滤波器系统总是由相同的组件组成。这些包括电抗器、电容器、断路器和电压互感器。
“关键是要让这些组件相互匹配,这样它们才能在高频范围内充分滤除谐波。 最后,每个过滤电路系统都是不同的,因为它总是根据现场条件精确定制。 电网结构在这里发挥了作用——但许多其他参数也是如此。”结果证明,该解决方案是一个涉及三个滤波器电路的概念,调谐频率为189/3,800/5,600Hz,总输出为2,800kvar。电能质量专家还完成了现场安装。“我们的目标是为我们的客户提供集成的解决方案概念。这就是为什么我们一直从最初的概念监视到试运行。”Schlegel说。符合性测试证实了系统在运行中的性能。 由此,自2017年4月以来,已有13,800户家庭从清洁风电获得清洁电力。
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