Maßnahmen zur Vermeidung von Spannungszusammenbrüchen

Ergebnisse
5.1.4 Netzverhalten bei der Maßnahme „Umschaltung von Q- bzw.
cos(ϕ)- auf U-Regelung“
Um einem Spannungszusammenbruch, der mit einem Blindleistungsdefizit korreliert,
entgegenzuwirken, kann bei Erreichen einer definierten Spannungsgrenze die Regelung der
Synchrongeneratoren von Blindleistung = konst. bzw. cos(ϕ) = konst. auf Spannung = konst.
umgestellt werden. In der Simulation wird ab einem Spannungswert von U = 0,9 p.u. (auf der
110-kV-Ebene) auf Konstantspannungsregelung umgestellt. Der Sollwert der
Spannungsregelung beträgt Usoll = 1 p.u. .
Der Spannungszusammenbruch verzögert sich durch die „Regelungsumschaltung“ und tritt
74 s nach Eintritt der Störung auf. Im 380-kV-Netz („01-380kV“) sinkt die Spannung bei
t = 80 s auf U = 0,9 p.u. (vgl. Abbildung 5-1 "ohne Maßnahmen" t = 46 s bei U = 0,9 p.u.).
Abbildung 5-5 zeigt den zeitlichen Verlauf der Blindleistung von ausgewählten
Synchrongeneratoren. Der Anstieg der erzeugten Blindleistung der Synchronmaschine „01-
SM“ bei t = 10 s ist eine Folge der Spannungsregelung und wird durch die gleichzeitig
wirksame Blindleistungskonstantregelung zurückgeführt. Bei t = 56 s sinkt die
Klemmenspannung an der Synchronmaschine „04-SM“ auf U < 0.9 p.u. . Ab diesem
Zeitpunkt ist die Blindleistungskonstantregelung deaktiviert und die eingespeiste
Blindleistung steigt, um die Spannung konstant zu halten, bis die Ständerstrombegrenzung
erreicht ist (t = 73 s). In weiterer Folge muss die eingespeiste Scheinleistung der
Synchronmaschine reduziert werden, um bei sinkender Spannung den zulässigen
Ständerstrom nicht zu überschreiten. Da die Wirkleistung konstant gehalten wird, muss die
Blindleistungseinspeisung entsprechend reduziert werden.
Der Verlauf der Blindleistung der Synchronmaschine „03-SM“ steigt ab t = 10 s kontinuierlich
an. Dieser Generator wird auch im Normalbetrieb bei ungestörten Spannungsverhältnissen
mit U-Regelung betrieben.
Eine Erweiterung der Maßnahme „Umschaltung von Q- bzw. cos(ϕ)- auf U-Regelung“ ist die
Umstellung des Schwellwertes von Uakt. = 0,90 p.u. auf Uakt. = 0,95 p.u. . Durch den neuen
Wert für Uakt. wird bereits bei einem Spannungswert von U < 0,95 p.u. die
Blindleistungskonstantregelung blockiert und der entsprechende Generator ist ab dem
Erreichen dieses Spannungswertes spannungsgeregelt. Bei einem
Spannungszusammenbruch wird somit um 8 s früher (im Vergleich zu „Umschaltung von Q-
bzw. cos(ϕ)- auf U-Regelung; Uakt. = 0,90 p.u.“) vermehrt Blindleistung eingespeist. Diese
vermehrte Blindleistungseinspeisung trägt zur Spannungsstützung bei. Eine erhöhte
Spannung ermöglicht es den einspeisenden Generatoren wiederum, mehr Blindleistung
einzuspeisen. In Abbildung 5-6 sind wiederum die unter 5.1.1 genannten Spannungsverläufe
66