Virtualisierung der Testverfahren von Windenergieanlagen durch Online-Services, Teilvorhaben: Entwicklung und Validierung vernetzter Komponententests basierend auf Hardware-in-the-Loop Systemen

Description: Die Zertifizierung der elektrischen Eigenschaften einer Windenergieanlage im Feld ist eine sehr zeitaufwendige und kostenintensive Prozedur. Auf Basis der Idee, Versuche zur Zertifizierung der elektrischen Eigenschaften einer Energieerzeugungseinheit im Prüflabor durchzuführen, wurden in der jüngsten Vergangenheit große Bemühungen unternommen derartige Tests für Windenergieanlagen auf Gondelprüfständen durchzuführen. Die zugrunde liegende Idee ist, Teile des Gesamtsystems der realen Windenergieanlage durch Echtzeitsimulationen der fehlenden Komponenten zu ersetzen. Dies verspricht eine Reduzierung des zeitlichen Testaufwands, eine größere Flexibilität und die Möglichkeit reproduzierbarer Versuchsdurchführungen. Dies gilt ebenfalls für Prüfverfahren auf Minimalsystemebene und Komponentenebene. Die Etablierung neuartiger Testprozesse auf Komponentenebene für den Entwicklungs- und Zertifizierungsprozess erfordert, dass die durchgeführten Experimente valide und zuverlässige Aussagen über die Eigenschaften der getesteten Komponenten zulassen. Insbesondere bei Komponentenprüfständen zum Testen des Hauptumrichters wird das Verhalten der Windenergieanlage aus der Symbiose aus Echtzeitsimulationen der multiphysikalischen Antriebsstrangdynamik und dem physischen, am Prüfstand aufgebauten, Prüfling (Hauptumrichter der Windenergieanlage) erzeugt. Im Forschungsprojekt VirTuOS und speziell im Teilvorhaben des Center for Wind Power Drives der RWTH Aachen University werden zwei Kernziele fokussiert. Zum einen soll ein neuartiger Komponentenprüfstand mit Power-Hardware-in-the-Loop Funktionalität für Umrichtertests entwickelt und hinsichtlich seiner Eignung zur Bestimmung der elektrischen Eigenschaften gemäß FGW TR3 validiert werden. Darüber hinaus wird ein Verfahren entwickelt, um Echtzeitsimulationen einer Windenergieanlage und des elektrischen Netzes internetbasiert an den Prüfstand zu koppeln.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Aachen ? Windenergie ? Stromnetz ? Windkraftanlage ? Zertifizierungssystem ? Prüfverfahren ? Symbiose ? Forschungsprojekt ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• RWTH Aachen University, Center for Wind Power Drives (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2023-01-01 - 2025-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Development and validation of networked component tests based on hardware-in-the-loop systems
  Description: Certification of the electrical characteristics of a wind turbine in the field is a very time-consuming and costly procedure. Based on the idea of performing tests to certify the electrical characteristics of a power generation unit in the test laboratory, great efforts have been made in the recent past to perform such tests for wind turbines on nacelle test rigs. The underlying idea is to replace parts of the overall system of the real wind turbine with real-time simulations of the missing components. This promises a reduction in the time required for testing, greater flexibility and the possibility of reproducible test runs. This also applies to test procedures at the minimum system level and component level. The establishment of novel test processes at the component level for the development and certification process requires that the experiments performed allow valid and reliable statements to be made about the properties of the tested components. In particular, in the case of component test benches for testing the main converter, the behavior of the wind turbine is generated from the symbiosis of real-time simulations of the multi-physical drive train dynamics and the physical test specimen (main converter of the wind turbine) set up on the test bench. In the research project VirTuOS and especially in the subproject of the Center for Wind Power Drives of the RWTH Aachen University, two core objectives are focused. On the one hand, a novel component test bench with power hardware-in-the-loop functionality for converter tests is to be developed and validated with regard to its suitability for determining the electrical properties according to FGW TR3. In addition, a method will be developed to couple real-time simulations of a wind turbine and the electrical grid to the test bench on an internet-based basis. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1124120

Status

Aktiv

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