Umrichter für Windenergieanlagen mit verbessertem Fehler- und Netzverhalten

FetConWind (Förderkennzeichen: 0325789A)

Heutige Windkraftanlagen arbeiten im Niederspannungsbereich und verwenden mehrere Umrichter, die parallel geschaltet werden und so eine Redundanz im Fehlerfall bereitstellen. Das stetige Ansteigen des Leistungsniveaus von Windkraftanlagen regt Überlegungen eines Wechsels in den Mittelspannungsbereich an, um die auftretenden Ströme und notwendigen Kabelquerschnitte zu reduzieren. Für konventionelle Mittelspannungsumrichter ist das Vorsehen von Redundanz im Fehlerfall jedoch nicht kostengünstig realisierbar, sodass es zum Ausfall der gesamten Anlage kommt. Um die Ausfallzeiten zu reduzieren, wird ein neuartiges Umrichterkonzept erforscht, welches im Fehlerfall einen Betrieb mit reduzierter Leistung ermöglicht.

Hierbei erfolgt eine Untersuchung des Verhaltens des Gesamtsystems zum einen auf der Grundlage von Simulationen mit der Software Matlab/Simulink. Zum anderen wird eine Modellanlage im kleinen Leistungsbereich aufgebaut, um die Ergebnisse zu verifizieren.

An einem Hochspannungsprüfplatz wird das Schalt- und Kurzschlussverhalten von Leistungshalbleitern untersucht. Hierbei sollen geeignete Maßnahmen gefunden werden, die einen vollständigen Ausfall des Umrichters vermeiden und das Prinzip des redundanten Betriebes mit reduzierter Leistung ermöglichen können.

Dieses Projekt erfolgt in enger Zusammenarbeit zwischen der Universität Rostock, der Wind to Energy GmbH und der Siemens AG Das Projekt wird gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.