Verwendung der Vorlage

1. Importieren Sie die Vorlage
2. Positionieren Sie die Vorlage innerhalb des Netzmodells
3. Parametrieren Sie den statischen Generator. Achten Sie dabei insbesondere auf die Folgenden Parameter:
   • Bemessungsgrößen (Nennscheinleistung und Leistungsfaktor)
   • Wirkleistungs-Arbeitspunkt
   • Zusätzlich kann ein Leistungsdiagramm vorgegeben werden, achten Sie hierbei auf die Erfüllung der Kriterien nach Variante 1 bis 3 der VDE AR N 4120
4. Parametrieren Sie das zugehörige QDSL Modell. Hierbei müssen die Basisdaten-Parameter entsprechend der realen Gegebenheiten eingegeben werden.

Einleitung

Die VDE-AR-N 4120 /4110 (Version 2018) gibt jeweils in Kapitel 10.2.2.4 eine Art der  Q(U) Regelung vor, welche durch deren Hysterese die Modellierung dieser Blindleistungsregelung über ein Quasi-Dynamisches Simulationsmodell (QDSL-Modell) nötig macht.

Ziel ist es, über die vorgegebenen Eingabeparameter das vorgegebene Verhalten sowohl in der stationären Lastflussberechnung als auch in der Zeitreihensimulation zu erfüllen.

Parameterbeschreibung

Variante (nur relevant für HS / VDE_AR-N 4120: Variante der Mindestanforderung die Blindleistungsbereitstellung der EZA. Hier ist die Eingabe der Variante 1, 2 oder 3 möglich. In der Initialisierung wird geprüft, ob der Nenn-Leistungsfaktor den in der Variante für 110kV und 100% Wirkleistungseinspeisung vorgegebenen Leistungsfaktor mindestens erfüllt.

Steigung m in %/kV. Die Steigung wird durch den Netzbetreiber vorgegeben und definiert die Sensitivität der Blindleistungsänderung durch eine Spannungsänderung.

Spannungstotband in %: Definiert den Abstand der beiden Geraden oberhalb und unterhalb des Sollwerts (maxQ, minQ, aveQ), wobei es sich bei dem Zahlenwert um die Abweichung des Sollwerts zur oberen Gerade und die Abweichung des Sollwerts zur Unteren Gerade handelt. Dieser Wert muss im Bereich zwischen +/-0% und +/-5% liegen

Referenzspannung in kV: vom Netzbetreiber vorzugebende Referenzspannung. Die Referenzspannung wird in kV eingegeben.

Verbundene Netzelemente

In QDSL-Modellen können verbundene Netzelemente verknüpft werden, auf deren Einstellparameter im Folgenden sehr effizient zugegriffen werden kann. Innerhalb dieses Modells wird dies verwendet, um auf die Nenndaten des statischen Generators zuzugreifen.

EZA zu untersuchende Erzeugungsanlage enthält eine Referenz auf den zu untersuchende statischen Generator.

Netzelemente für Eingangs-/Ausgangssignale enthält für alle aufgelisteten Parameter eine Referenz auf den zu untersuchenden statischen Generator.

Verhalten des Modells

Das QDSL Modell bestimmt die beiden einhüllenden Geraden über die Formel:

maxQ = (Totband * m +deltaU * m)/100 * Pn

minQ = (-Totband * m +deltaU * m)/100 * Pn

sowie den Sollwert zu

aveQ = (deltaU * m)/100 * Pn

Die Division mit 100 ist nötig, um die Transformation von % in pu vorzunehmen.

Mit

Totband:                     Spannungstotband (s.o.)

m:                              Steigung (s.o.)

delta U:                      Abweichung aktueller Spannungswert vom Referenzspannungswert (deltaU = Uq0-Voltage)

Uq0:                           Referenzspannung (s.o.)

Voltage:                      Gemessene Spannung

maxQ/minQ:                Einhüllende Geraden des Totbandes

aveQ:                         Mittelwert der Einhüllenden (Sollwert)

maxQlim/minQlim:        Begrenzung entsprechend Variante der Mindestanforderung an die Blindleistungsbereitstellung

                                 der EZA

Als maximale Blindleistung dient hier die maximale und minimale Blindleistung entsprechend der Variante 1 bis 3:

Wenn maxQ >= maxQlim

-> maxQ = maxQlim

Wenn aveQ >= maxQlim

-> aveQ = maxQlim

Wenn minQ >= maxQlim

-> minQ = maxQlim

Wenn minQ <= minQlim

-> minQ = minQlim

Wenn aveQ <= minQlim

-> aveQ = minQlim

Wenn maxQ <= minQlim

-> maxQ = minQlim;

Hinweis: Diese Grenzen sind lediglich im Betriebsbereich P > 20%Pn und 103kV<U<120kV (HS), bzw. 0,925<u<1,075 (MS) gültig. Sollten andere Betriebsbereiche relevant sein, muss ein Leistungsdiagramm am Generator definiert werden.

In der stationären Lastflussberechnung, sowie in der initialen Lastflussberechnung der QDS wird der Blindleistungswert zu

aveQ = (deltaU * m)/100 * Pact

gesetzt.

Innerhalb der Quasi-Dynamischen Simulation wird für jeden Zeitschritt geprüft, ob die im vorigen Zeitschritt bestimmte Blindleistung weiterhin innerhalb des Bandes zwischen maxQ und minQ liegt. Wennn nicht, wird darüber entschieden, in welche Richtung das Totband verlassen wurde und dementsprechend minQ oder maxQ als neuer Arbeitspunkt gesetzt werden muss.

Wenn prevQset >= minQ und prevQset <= maxQ

-> Q bleibt auf Wert des vorherigen Zeitschritts

Wenn prevQset < minQ

-> Q wird zu minQ gesetzt

Wenn prevQ > maxQ

-> Q wird zu maxQ gesetzt

Mit

prevQset: Q-Arbeitspunkt voriger Zeitschritt

Weitere Ergebnisvariablen des QDSL-Modells

Als Ergebnisvariablen der Simulation stehen folgende Größen zur Verfügung

preVoltage         Spannung voriger Berechnungszeitschritt (QDS)

maxQ                Einhüllende Q(U) Kennlinie (s.o. maxQ)

minQ                Einhüllende Q(U) Kennlinie (s.o. minQ)

aveQ                Mittelwert Q(U) Kennlinie (s.o.Q)

deltaU              Abweichung der gemessenen Spannung zur Referenzspannung

Vchange            Spannungdifferenz zum vorigen Zeitschritt (QDS)

curQset            Intern berechnete Blindleistung

Pn                    Nennwirkleistung Generator

initLDF              Berechnungsart initLDF = 1: Lastfluss oder erster Zeitschritt QDS, initLDF = 0: QDS

prevQset          Q-Arbeitspunkt vorangegangener Zeitschritt