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CertBench: Conclusions from the comparison of certification results derived on system test benches and in the field

CertBench: Schlussfolgerungen aus Zertifizierungsmesskampagnen einer Windenergieanlage auf Systemprüfständen und im Feld
 
: Jassmann, U.; Frehn, A.; Röttgers, H.; Santjer, F.; Mehler, C.; Beißel, T.; Kaven, L.; Hoff, D. von den; Frühmann, R.; Azarian, S.; Neshati, M.; Quistorf, G.; Zuga, A.; Brennecke, M.; Jersch, T.; Schelenz, R.

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Volltext ()

Forschung im Ingenieurwesen 85 (2021), Nr.2, S.353-371
ISSN: 0015-7899
ISSN: 1434-0860
Englisch
Zeitschriftenaufsatz, Elektronische Publikation
Fraunhofer IWES ()

Abstract
This paper presents measurement results of the world wide first successful certification the electrical properties of a wind turbine, solely based upon measurements obtained at a system test bench with HiL-System and grid emulator. For all certification relevant tests the results are compared to field measurements. The impact of the real-time models in the HiL-System as well as the converter-based grid emulator are discussed in this paper. For full converter wind turbine, different requirements for the model depth could be determined depending on the tests. Nevertheless, higher-quality models that reflect the plant behaviour better are recommended to reduce uncertainties within the certification process. This paper also shows that especially for grid failure events grid emulators require real-time impedance control, in order to emulate grid failures properly. Based on these findings, recommendations for the requirements on test bench components are formulated in this paper, in order to contribute to new certification guidelines. Overall, we conclude that based on the experiences made at two different system test benches, the vast majority of certification measurements can be carried out without limitation at such system test benches.

 

In diesem Beitrag werden Messergebnisse der weltweit ersten erfolgreichen Zertifizierung der elektrischen Eigenschaften einer Windenergieanlage vorgestellt, die ausschließlich auf Messungen an Systemprüfständen mit HiL-System und Netzemulator basieren. Für alle zertifizierungsrelevanten Tests werden die Ergebnisse mit Feldmessungen verglichen. Die Auswirkungen der Echtzeitmodelle im HiL-System sowie des umrichterbasierten Netzemulators werden in diesem Beitrag diskutiert. Für Vollumrichter-Windenergieanlagen konnten in Abhängigkeit von den Tests unterschiedliche Anforderungen an die Modelltiefe ermittelt werden. Grundsätzlich werden qualitativ hochwertige Modelle, die das Anlagenverhalten besser widerspiegeln, empfohlen, um Unsicherheiten im Rahmen des Zertifizierungsprozesses zu reduzieren. Diese Arbeit zeigt auch, dass insbesondere bei Netzausfallereignissen Netzemulatoren eine Impedanzemulation benötigen, um Netzausfälle korrekt zu nachzubilden. Basierend auf diesen Erkenntnissen werden in diesem Beitrag Empfehlungen für die Anforderungen an Prüfstandskomponenten formuliert, um einen Beitrag zu neuen Zertifizierungsrichtlinien zu leisten. Insgesamt kommen wir zu dem Schluss, dass aufgrund der Erfahrungen, die an zwei verschiedenen Systemprüfständen gemacht wurden, die überwiegende Mehrheit der Zertifizierungsmessungen ohne Einschränkungen an solchen Systemprüfständen durchgeführt werden kann.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-636626.html