TTMS levert nieuwe Grid Emulator voor onderzoek aan Offshore Windenergie

Onderzoekers bestuderen de invloed van vervorming op de netspanning

Storing op de netspanning

Moderne windparken zijn aangesloten op het vasteland net via lange onderzeekabels met een grote parasitaire capaciteit. En ze beschikken over een groot aantal vermogenselektronica-converters die harmonischen produceren.

Harmonischen zijn vervormingen van de sinusvormige netspanning en -stroom. De interacties tussen deze harmonischen en de windpark componenten creëren een serieuze uitdaging. Hogere harmonischen zijn ongewenst, omdat deze kunnen leiden tot energieverlies, afschakeling van beveiligingssystemen en mogelijk voortijdige uitval van componenten.

De huidige ontwerpbenadering is op een case-by-case basis met over-gedimensioneerde componenten. Deze benadering leidt nu al tot vertragingen en prijsstijgingen en houdt risico’s in voor toekomstige uitbreidingen van het offshore-netwerk voor extra windparken.

Offshore wind onderzoeksproject

Er is een nieuw onderzoeksproject bij de TU Delft gestart om in samenwerking met bedrijven en andere onderzoeksinstellingen te werken aan een meer gestandaardiseerde, toekomstbestendige en kosteneffectieve ontwerpbenadering. Deze ontwerpbenadering zal de betrouwbaarheid en efficiëntie van offshore windenergie verhogen en daarmee een belangrijke bijdrage leveren aan het versnellen van de energietransitie en het verlagen van de integratiekosten.

Cinergia Grid Emulator van TTMS

Op de TU Delft wordt door de sectie DC Systems, Energy Conversion & Storage (DCE&S) van de afdeling Electrical Sustainable Energy onderzoek gedaan waarbij een 20kVA Grid Emulator GE+20 van Cinergia wordt gebruikt. De Grid Emulator die door TTMS is geleverd is een programmeerbare spanningsbron die zowel voor een stabiel driefasen AC net als ook voor een net met elektrische storingen kan zorgen. Gebaseerd op regeneratieve en bidirectionele vierkwadrant versterkers vormt het een belangrijk instrument voor het testen van hernieuwbare energiebronnen zoals zonne-energie, waterkracht, warmtekrachtkoppeling en andere op het net aangesloten apparaten. Bij elk van de drie fasen zijn afzonderlijk naast de grondfrequentie alle harmonischen tot de vijftiende programmeerbaar. Daarbovenop is een vrij te kiezen frequentie beschikbaar tussen een tiende (0,1) tot vijftig keer de grondfrequentie. Zo kan een subharmonische, interharmonische of hogere harmonische geprogrammeerd worden. De Grid Emulator kan ook als vermogensversterker voor Hardware in de Loop testen worden gebruikt en is voorzien van een krachtige en bijzonder gebruiksvriendelijke Windows interface.

Het project bij de TU Delft zorgt dankzij metingen met deze Grid Emulator van Cinergia voor een verhoogde kennis over harmonische verschijnselen en resulteert in een ontwerpmethodologie om de negatieve effecten van harmonischen te beperken.

Samenwerking

Het project wordt gecoördineerd door TNO en wordt ondersteund door de RvO, onder het TKI Wind op Zee programma.

De sectie DCE&S wordt geleid door professor Pavol Bauer. Het onderzoek wordt uitgevoerd door Lucia Beloqui Larumbe onder supervisie van dr. Zian Qin.

Bron: TU Delft, Cinergia GE+ datasheet v2.