Virtualisierung der Testverfahren von Windenergieanlagen durch Online-Services, Teilvorhaben: Implementierung und Integration eines Power-HiL Prüfstandes

Description: Die Zertifizierung der elektrischen Eigenschaften einer Windenergieanlage im Feld ist heute 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 zugrundeliegende 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 der Windanlage wird das Verhalten der Windenergieanlage aus der Symbiose aus Echtzeitsimulationen der multiphysikalischen Antriebsstrangdynamik und dem physischen, am Prüfstand aufgebauten, Prüfling (Hauptumrichter der WEA) erzeugt. Im Teilvorhaben der dSPACE GmbH liegt der inhaltliche Schwerpunkt auf dem Aufbau eines umrichterbasierten Komponentenprüfstands im Megawattbereich. Neben der Bereitstellung der hohen Leistung, bzw. der geforderten Ströme in Echtzeit müssen auch die Schnittstellen hin zu den Bussystemen der WEA implementiert werden, um den Prüfling in die virtuelle Umgebung integrieren zu können. Auf der Modellseite müssen die mechanischen Echtzeitmodelle der WEA mit der elektrischen, modellbasierten Nachbildung des Generators interagieren.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Windkraftanlage ? Prüfverfahren ? Symbiose ?

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)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)
• dSPACE GmbH (Projektverantwortung)

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

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Implementation and integration of a Power-HiL test bench
  Description: Today, certifying the electrical characteristics of a wind turbine in the field is a very time-consuming and costly procedure. Based on the idea of conducting tests to certify the electrical properties 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. Particularly in the case of component test benches for testing the main converter of the wind turbine, the behavior of the wind turbine is generated from the symbiosis of real-time simulations of the multiphysical drive train dynamics and the physical test specimen (main converter of the WTG) set up on the test bench. In the dSPACE GmbH subproject, the focus is on setting up an inverter-based component test bench in the megawatt range. In addition to providing the high power or the required currents in real time, the interfaces to the bus systems of the wind turbine must also be implemented in order to integrate the DUT into the virtual environment. On the model side, the real-time mechanical models of the WT interact with the electrical model-based replica of the generator. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1124290

Status

Aktiv

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