2 Fachhochschule Osnabrück

Diplomarbeit   3

Inhalt

Einleitung   5

1.  Energie aus dem Wind.  6

1.1  Das Generatorsystem  8

1.2  Grundlagen und Funktion der Systemkomponenten.  9

1.2.1  Aufbau und Wirkungsweise der Asynchronmaschine  9

1.2.2  Doppeltgespeiste Asynchronmaschine  12

1.2.3  Umrichter mit Spannungszwischenkreis.  19

2.  Das Simulationsprogramm.  22

2.1  EMTP / ATP  22

2.2  Zusätzliche Programme.  23

2.2.1  ATPDraw- Graphischer Preprozessor ATP  23

2.2.2  ATP CONTROL CENTER - Navigationszentrale für ATP  24

2.2.3  Der PFE Editor.  25

2.2.4  Plot XY.  25

3.  Nachbildung von Asynchronmaschinen.  27

3.1  Das Universal Maschinen-Modell  27

3.1.1  Einschränkungen  28

3.1.2  Rahmenbedingungen.  29

3.2  Das d-q-0 System  29

3.3  Das mechanische System  30

3.4  Die Schnittstelle zwischen der Maschine und dem Netzwerk  32

3.5  Eingabegrößen im UM Modell  32

3.5.1  Eingabedaten  33

3.5.2  Datenausgabe  37

3.6  Initialisierung der .UM.- Asynchronmaschine.  37

3.6.1  Hinweise zur automatischen Initialisierung.  38

4.  Parksche Transformation.  39

4.1  Prinzipielle Vorgehensweise.  39

4.2  Übertragung in das d-q-0 System.  41

5.  Realisierung eines U- Umrichters in ATP Draw  43

5.1  Einzelne Kommmutierungsgruppen  43

5.1.1  Netzseitige Kommmutierungsgruppe  43

5.1.2  Generatorseitige Kommmutierungsgruppe  47

5.2  Der vollständige Umrichter.  50

6.  Das Modell eines 1,5-MW-Windgenerators.  52

6.1  Simulation mit offenen Läuferklemmen  52

6.2  Simulation mit kurzgeschlossenen Läufer  56

7.  Das Modell der doppeltgespeisten ASM  57

7.1  Ermittlung der Rotorspannung.  59

7.2  Vergleich der Simulation mit Messdaten.  61

7.2.1  Die Ständerströme.  61

7.2.2  Die Rotorströme  64

7.2.3  Die Rotorspannungen.  65

7.2.4  Leistungsbetrachtungen  66

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7.3  Betrieb mit Stromrichter  69

8.  Ausblicke.  71

8.1  Mögliche weiterführende Schritte  71

8.1.1  Entwicklung eines Stromrichtermodells.  71

8.1.2  Verwendung eines Transformators.  72

8.1.3  Netzanbindung  72

9.  Zusammenfassung.  72

Literaturverzeichnis   73

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