Temadag 2011 SFJ 06_Spændingskvalitet_Test og ... - Energinet.dk

energinet.dk

Temadag 2011 SFJ 06_Spændingskvalitet_Test og ... - Energinet.dk

Husstandsvindmøller:

Spændingskvalitet –

test og dokumentation

Poul Sørensen

Danmarks Tekniske Universitet

Risø DTU

Vindenergiafdelingen


Præsentation

• Standard for test af større vindmøller – IEC 61400-21

• testkrav til store møller

• testresultater mest muligt uafhængige af net på testsite

• Bagatelgrænser for krav om test

• Forslag til reduceret test for husstandsmøller

• Konklusion

2

Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet

Spændingskvalitet - test og dokumentation

2011-06-01


Testkrav for store møller

• IEC 61400-21 test er nødvendig for typegodkendelse af store møller

• IEC 61400-21 gælder principielt kun for tilslutning > 1kV

• IEC 61400-21 indeholder følgende tests:

• Spændingsfluktuationer (kontinuert drift og start/stop)

• Harmoniske, interharmoniske og højere frekvens forstyrrelser (


Typetest og dens anvendelse ved fremtidige

projekter

• Typetest foretages på enkelt mølle

Testresultat afhænger af testforhold:

• netforhold

• vindforhold o.a.

Testprocedurer sigter på at gøre

afhængighed mindst mulig

• Vurdering af projekter (én eller

flere møller) ved nettilslutning

• Vurderig er baseret på test af

enkelt mølle på anden placering

(dvs. andre net og vindforhold)

4

Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet

Spændingskvalitet - test og dokumentation

2011-06-01


Bestemmelse af spændingskvalitet som er

tilstræbt uafhængig af nettet på testsite

Tilslutning for typetest

Efterfølgende tilslutninger

I m

U m

I t

U t

Den ”uafhængige” spændingskvalitet

bestemmes ved at simulere med målt

strøm på ideelt, fiktivt net og bestemme

kvaliteten af fiktiv spænding U fic

:

Hvis netimpedansvinkler ψ k

= ψ fic

=Atan(X k

/R k

) så

kan spændingsændringer ΔU t

i nyt tilslutningspunkt

bestemmes ved simpel skalering af

spændingsændringer ΔU fic

:

R fic

X fic

R k

X k

I m

+

U fic


+

U 0fic


I m

+

U t


+

U 0


5

Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet

Spændingskvalitet - test og dokumentation

2011-06-01


Bagatelgrænser

Forudsætninger

• Sk>500 kVA

• Max 6 møller tilsluttet radialen

• Max 1 kobling pr mølle pr time

• Max spændingsdyk 4%

• Flicker Plt grænse 0,5 for alle møller

• 3 typer vindmøller

• direkte tilsluttet asynkronmaskine uden softstarter.

• direkte tilsluttet asynkronmaskine med softstarter.

• tilsluttet via frekvensomformer (converter)

kU kf c

direkte 6 4 15

direkte soft 1,5 1 15

converter 0,4 0,1 3

• Typiske værdier fra typetests for:

• Spændingsændringsfaktor kU (koblinger)

• Flicker stepfaktor kf (koblinger)

• Flicker koefficient c (kontinuert drift)

• Harmoniske (endnu) ikke medtaget

6

Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet

Spændingskvalitet - test og dokumentation

2011-06-01


Foreløbige bagatelgrænser

3fase 2fase 1fase

direkte 3,3 2,2 1,1

direkte soft 6,8 4,5 2,3

converter 25,0 7,4 3,7

• Bagatelgrænse for vindmøller med direkte tilslutte asynkronmaskiner

uden softstarter er bestemt af grænseværdi for spændingsdyk ved

indkobling

• Bagatelgrænse for vindmøller med direkte tilslutte asynkronmaskiner

med softstarter er bestemt af grænseværdi for flicker under kontinuert

drift

• Bagatelgrænser for 2- og 1- fasede tager hensyn til 16A grænse

• Bagatelgrænse for møller med frekvensomformer bør

genovervejes, fordi vi endnu ikke har taget hensyn til harmoniske

• Bør ske i overensstemmelse med krav til harmoniske fra PV

7

Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet

Spændingskvalitet - test og dokumentation

2011-06-01


Forslag til reduceret test

Test udføres som en delmængde af testene i IEC 61400-21

• Fordele:

• proceduren er beskrevet i detaljer

• testinstitutioner kan tilbyde strømlinede (=relativt billige) tests

• Følgende tests inddrages

Test area

Characteristic Measurement Test report

parameters procedure format

Voltage fluctuations 6.3 7.3 2) A.2

Harmonics, interharmonics and higher

frequency components 1) 6.4 7.4 2) A.3

Maximum power 6.6.1 7.6.1 2) A.5.1

Reactive power 6.7.2 7.7.2 2) A.6.2

8

Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet

Spændingskvalitet - test og dokumentation

2011-06-01


Reduceret test

- reduceret krav til vindhastighedsinterval

• IEC 61400-21 kræver minimum 3 x 10 min test ved alle vindhastigheder

(hele tal) til og med v test,max = 15 m/s

• Det kan tage meget lang tid at opnå disse vindhastigheder for

husstandsmøller, som typisk er placerede på mere lavvindssites

• Derfor tillades en reduktion i v test,max i forhold til IEC 61400-21 2011-06-01

Maximum annual average wind speed v a,max (m/s) 6.0 7.5 8.5 10.0

Maximum required test wind speed v test,max (m/s) 9 11 13 15

9

Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet

Spændingskvalitet - test og dokumentation


Konklusioner og bemærkninger

• Typetest skal sikre størst mulig uafhænghed af nettet hvor testen

foretages

• Det gøres i praksis iht. IEC 61400-21 ved at antage at strømkvaliteten

fra møllen er uafhængig af net, men netstyrke (kortslutningseffekt) og

fasevinkel af netimpedans influerer på spændingskvalitet

• Standard spændingskvalitetsmålinger er ikke tilstrækkelige for typetest

fordi:

• Emission fra mølle afhænger kraftigt af nettet på testsite

• Standard målinger kan ikke skelne mellem bidrag fra møllen og andre

kilder (baggrundsstøj)

• Husstandsmøller skal også testes, men fuld IEC 61400-21 test er dyr og

unødvendig

• Foreløbige bagatelgrænser er specificeres, skal nok revideres for

møller med frekvensomformer og evt. andre justeringer

• Reduceret test for møller med under 25 kW er foreslået:

• Udgangspunkt i relevante IEC 61400-21 tests

• Reduceret krav til vindhastighedsinterval (lavvindsplaceringer)

• Internationalt: krav til små møller overvejes i andre lande, IEC 61400-21

bør opdateres så den specificerer international test af små møller

10

Risø DTU, Danmarks Tekniske Universitet

Spændingskvalitet - test og dokumentation

2011-06-01

More magazines by this user
Similar magazines