Vestas installiert das weltweit erste 66 kV Fault-Ride-Through-Testsystem (FRT) im Testzentrum in Østerild

• FRT-Prüfung bei 66 kV erstmals für Windkraftanlagenhersteller verfügbar
• Das FRT-Testsystem von R&D Test Systems weist Konformität mit internationalen Netzvorschriften nach
• Neues FRT-Testsystem prüft Windenergieanlagen-Leistung unter extremen Spannungen in Stromübertragungsnetzen
• Tests werden Standard für wachsenden Offshore-Bereich

(WK-intern) – Hinnerup, Dänemark – Das weltweit erste Fault-Ride-Through-Testsystem (FRT) mit einer Nennspannung von 66 kV hat R&D Test Systems, der dänische Experte für die Prüfung von Offshore-Windenergieanlagen, im Testzentrum für Windkraftanlagen in Østerild (Dänemark) installiert.

Das Testsystem wurde für Vestas entwickelt, um Extremspannungsprüfungen durchzuführen. Damit will der Windkraftanlagenhersteller sicherstellen, dass seine Anlagen den internationalen Prüfnormen entsprechen, die für den Anschluss an die Stromnetze erforderlich sind.

R&D Test Systems hat das neue Prüfsystem entwickelt, um die spezifischen Testanforderungen von Vestas zu erfüllen, nachdem eine große Prototyp-Anlage auf dem Østerild-Testgelände installiert hatte. In Østerild betreibt die Danish Technical University (DTU) ein nationales Testzentrum für große Windkraftanlagen.

Da die nächste Generation von Offshore-Windenergieanlagen noch größer und damit leistungsfähiger wird, werden in den Windparks immer höhere Spannungen verwendet, um eine effiziente Stromübertragung über die langen Kabel zu erreichen, die erforderlich sind, um den erzeugten Strom an Land zu bringen. Mit dem neuen FRT-Prüfsystem von R&D Test Systems können die Windkraftanlagen nun direkt bei einer Betriebsspannung von 66 kV geprüft werden, ohne dass ein Abspanntransformator erforderlich ist, der den Prüfaufbau auf 33 kV umstellt.

„Die benötigte Prüfausrüstung mit 66 kV Ausgangsspannung war bislang auf dem Markt nicht verfügbar. Wir haben unserer Kompetenz und unser Know-how im Bereich der Großtests von Windenergieanlagen für die Onshore- und Offshore-Antriebsstränge und die Anforderungen an die Netzkonformität in diesen neuen FRT-Prüfstand eingebracht“, sagt Sascha Heinecke, Vertriebsleiter bei R&D Test Systems.

„Wir sind davon überzeugt, dass die FRT-Testausrüstung für diese hohen Spannungen in Zukunft zum Standard werden wird. Da Offshore-Windkraftanlagen eine wichtige Rolle bei der Stromversorgung spielen werden, wird die Prüfung bei extremen Spannungen entscheidend für den Nachweis, dass ein Windenergieanlagen-Typ problemlos an das Stromnetz angeschlossen werden kann. Der Nachweis der Netzkonformität ist von zentraler Bedeutung“, fügt Heinecke hinzu.

Belastbarkeit der Stromnetze

Mit der FRT-Prüfung soll nachgewiesen werden, dass die Windkraftanlagen widerstandsfähig sind gegenüber Problemen mit der Netzstromqualität, etwa wenn die Stromübertragungskabel bei einem Sturm beschädigt werden. Der Test soll sicherstellen, dass Windkraftanlagen, die sich zunehmend auf dem Meer befinden, nicht aufgrund von Spannungsschwankungen im Stromübertragungsnetz ausfallen: Ein Szenario, das zu kostspieligen Ausfallzeiten, Wartungsarbeiten und in extremen Situationen zu Stromausfällen führen könnte.

„Das Testsystem kann Stromunterbrechungen sowie Über- und Unterspannungen im Übertragungsnetz simulieren, um zu beobachten, wie die Windkraftanlage reagiert“, so Heinecke. „Dies kann von Nullspannung für einige hundert Millisekunden bis zu stundenlanger Überspannung von 120 Prozent reichen und schließt asymmetrische Ungleichgewichte zwischen den elektrischen Phasen ein, die als ‚Bollen C‘ und ‚Bollen D‘ klassifiziert werden. Die durchgeführten Prüfungen sind so ausgelegt, dass sie die strengsten Netzvorschriften übertreffen: Die Windkraftanlage muss ihre Verbindung zum Stromübertragungsnetz aufrechterhalten, um den Test zu bestehen und die Typzulassung für den Anschluss an das Stromnetz zu erhalten“, erklärt Heinecke.

Anforderungen der verschiedenen Länder getestet

R&D Test Systems hat das 66-kV-FRT-System so konzipiert, dass es die unterschiedlichen Netzstandards in Deutschland, Spanien, den Vereinigten Staaten und Kanada erfüllt, um die Einhaltung verschiedener internationaler Stromnetzstandards zu gewährleisten.

„Wir glauben, dass die Nachfrage nach diesen Prüfsystemen in Zukunft steigen wird, da die Offshore-Windkapazität zunimmt und Netzkonformitätsprüfungen bei hohen Spannungen erforderlich sind“, fügt Heinecke hinzu.

Die Entwicklung des 66-kV-FRT-Testsystems dauerte über 12 Monate und beschäftigte ein multidisziplinäres Team von Elektro-, Software- und Maschinenbauingenieuren mit Spezialkenntnissen in der Prüfung von Windkraftanlagen. R&D Test Systems verfügt über 15 Jahre Erfahrung in der Entwicklung und dem Bau von Prüfanlagen für diesen Sektor.

Diese Kompetenz auf einem noch relativ neuen Gebiet ist ein Vorteil für die Windkraft-Hersteller, die mit dem dänischen Unternehmen zusammenarbeiten. Für Windkraftanlagen ist eine Typzulassung vorgeschrieben. Der besondere Wert dieser Testanlage liegt darin, dass sie Netzanschlüsse in unterschiedlichen Ländern mit deren Stromnetzbetreiberanforderungen testen kann.

Das Unternehmen R&D wird auf der „WindEurope – Electric City 2021“ 23—25. November in Kopenhagen ausstellen.

Weitere Prüfsysteme von R&D Test Systems:
– HALT Prüfstand –Windlastsimulator für stark beschleunigte Lebensdauerprüfungen (HALT highly accelerated life-time testing) von Windkraftanlagen.
– Getriebeprüfstand – für Funktions-, End-of-Line- oder HALT-Tests von Getrieben.
– Generatorprüfstand – für Funktions-, End-of-Line-Tests.
– Systemintegrationstest für verschiedene Antriebsstrang-Komponenten.
– Dual Axis Exciter – ein mehrachsiges Ermüdungsprüfsystem für Rotorblätter.
– Bearing Test Bench – tailor-made test system for large-scale bearings.
– Lagerprüfstand – maßgeschneidertes Prüfsystem für Großlager.
– Regen-Erosions-Prüfgerät (Rain Erosion Tester) zum Testen der Vorderkanten von Rotorblättern, die den Industriestandards entsprechen.
– Pitch-System-Prüfstand – maßgeschneiderter Prüfstand für komplette Systeme zur Blattverstellung oder für Rotorblatt-Lager.
– Gierring-Prüfstand – für die Prüfung von Gierring-Segmenten.

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PM: R&D Test Systems

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