Power Transmission and Distribution

Unser Profil SIPLINK

Power Transmission and Distribution

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Lastflussoptimierung in Verteilnetzen durch Einsatz von Leistungselektronik Aufbau und Regelungskonzept von SIPLINK Dipl.-Ing. J. Flottemesch; Dipl.-Ing. U. Krebs; Dr.-Ing. Michael Weinhold

CEBra Centrum für Energietechnologie; Brandenburg / Innovationstag Energie 2005

Power Transmission and Distribution

Lastflussoptimierung in Verteilnetzen durch Einsatz von Leistungselektronik SIPLINK

Gliederung:

„ Anwendungsszenarien „ Aufbau „ Stromrichter-Technik „ Regelungs-

und Anlagenkonzept

„ Anwendungen „ Referenzen

Referenten:

„ Dipl.-Ing.

Jörg Flottemesch; PTD M3 M

„ Dipl.-Ing.

Uwe Krebs; PTD M3 E

„ Dr.-

Ing. Michael Weinhold; PTD TI

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Lastflußoptimierung in Verteilnetzen SIPLINK AnwendungsSzenarien Aufbau

Ballungszentrum

Großkraftwerk

Dezentrale Energieerzeuger (Windkraftanlagen, Solaranlagen)

Stromrichter-Technik Regelungs- und Anlagenkonzept

Verbraucher mit sensitiven Prozessen

Anwendungen Referenzen

Großindustrie mit Eigenerzeugung

Handwerk, Gewerbe, Kleinindustrie ohne Eigenerzeugung

Features Features

Krankenhaus

„ Voneinander

unabhängige Regelung von Wirk- und Blindleistung

„ Inselnetzbetrieb

und sogenannter „Schwarzstart“ möglich

„ Power-Quality-Verbesserung „ Bewährte

SIPLINK MittelspannungsGleichstromübertragung

im Netz

selbstgeführte IGBT-Pulsstromrichter Technik

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Power Transmission and Distribution

SIPLINK (Siemens Multifunctional Power Link) Systemaufbau SIPLINK AnwendungsSzenarien Aufbau

Q1

Netz 1

Stromrichter-Technik Regelungs- und Anlagenkonzept

Q2

P

Netz 2

UDC

U1

U2

IGBT-PSR

IGBT-PSR

Steuerung 1

Steuerung 2

Anwendungen Referenzen

Start / Stop

Start / Stop

Wahl der Betriebsart UDC / Q1

UDC / U1

P / U2

P / Q2

Sollwertvorgabe

Wirkleistungsflußsteuerung und schnelle Blindleistungsregelung!

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Topologie des selbstgeführten Stromrichters Voltage-Sourced Converter (VSC) SIPLINK AnwendungsSzenarien Aufbau

IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)

Stromrichter-Technik Regelungs- und Anlagenkonzept

L+

Anwendungen Referenzen

Drehstromsystem

IGBT

L1

Vdc

2

L2 L3 Vdc

2 LN

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Modellierung des Stromrichters durch Schalter SIPLINK L+ AnwendungsSzenarien IGBT

Aufbau Stromrichter-Technik

VP

L1

Regelungs- und Anlagenkonzept

L1

VP

L2

L2

Anwendungen

VP

L3

L3

Referenzen

Vdc

S1

2

S2 S3

Vdc

Drehspannungsnetz

2 L-

VP

N

N

VP = Verknüpfungspunkt der Stromrichteranlage mit dem Netz

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Prinzip der Pulsweitenmodulation (PWM) SIPLINK L+ AnwendungsSzenarien

vL1, SR

Aufbau VPL1

Stromrichter-Technik

L1

Vdc

S1

2

Regelungs- und Anlagenkonzept Anwendungen Referenzen

Vdc

Netz

2 LVPN

N

Vdc

SpannungsSollwert

SpannungsIstwert

2 0 Vdc

2

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t

T

p

T

p

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Vergleich selbstgeführter Stromrichter / Synchronmaschine SIPLINK AnwendungsSzenarien

Synchronmaschine Synchronmaschine

Stomrichter Stomrichter ist ist gesteuerte gesteuerte Spannungsquelle! Spannungsquelle!

Synchrone Reaktanz

Ankoppel-Impedanz

Aufbau Stromrichter-Technik Regelungs- und Anlagenkonzept Anwendungen Referenzen

XSR

Xd

vp

v1

Induzierte Spannung Klemmenspannung

vSR

Stromrichterspg.

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vVP

Klemmenspannung

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SIPLINK (Siemens Multifunctional Power Link) Systemaufbau und Regelungskonzept SIPLINK AnwendungsSzenarien Aufbau

Q1

Netz 1

Stromrichter-Technik Regelungs- und Anlagenkonzept

Q2

P

Netz 2

UDC

U1

U2

IGBT-PSR

IGBT-PSR

Steuerung 1

Steuerung 2

Anwendungen Referenzen

Start / Stop

Start / Stop

Wahl der Betriebsart UDC / Q1

UDC / U1

P / U2

P / Q2

Sollwertvorgabe

Wirkleistungsflußsteuerung und schnelle Blindleistungsregelung!

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Grundsätzlicher Anlagenaufbau (hier dargestellt: 2 MVA-Anlage im Multiparallelbetrieb) SIPLINK Warte EVU

AnwendungsSzenarien

3/N 50Hz 400V Profibus DP (elektrisch) Profibus DP (optisch)

Stationsleitebene

Aufbau konventionell verdrahtet

Stromrichter-Technik

Eigenbedarf Steuerung / Vorladung

Regelungs- und Anlagenkonzept

IEC-Protokoll 60870-5-101 Standleitung Cu

Schalthoheit

TIM

Anwendungen

Messwerterfassung SS1

SS2

Simeas P

7SJ63

SR1 Master OP7

2,5 MVA 10,2/0,62 kV

3~

Simeas P

SR2 Master =

7SJ63

=

3~

Slave 1

Slave 1

3~

= =

3~

M

2,5 MVA 10,2/0,62 kV

Iist Uist

Iist

Netz 1 CEBra Centrum für Energietechnologie; Brandenburg / Innovationstag Energie 2005

Netz 2

Uist

Netz 2: 10kV

M

Netz 1: 10kV

Referenzen

SIMATIC S7

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SIPLINK als Netzkupplung SIPLINK AnwendungsSzenarien

Welche Welche Vorteile Vorteile bringt bringt die die Kupplung Kupplung von von Verteilnetzen? Verteilnetzen?

Aufbau Stromrichter-Technik Regelungs- und Anlagenkonzept Anwendungen Referenzen

Vorteilhafter Vorteilhafter Energieaustausch Energieaustausch zwischen zwischen Verteilnetzen/Kosteneinsparung Verteilnetzen/Kosteneinsparung durch durch „

“Energiebezugsoptimierung“

„

Netzkopplung unterschiedlicher Frequenzen und Phasenlage DC-Link

Verbesserung Verbesserung der der Versorgungsqualität Versorgungsqualität „

Versorgungszuverlässigkeit

„

Spannungsqualität

Investkosteneinsparung Investkosteneinsparung durch durch Alternativen Alternativen zum zum Netzausbau Netzausbau insbesondere insbesondere in in Ballungszentren Ballungszentren CEBra Centrum für Energietechnologie; Brandenburg / Innovationstag Energie 2005

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SIPLINK Anwendungen: Energiebezugsoptimierung für ein neues Versorgungsgebiet SIPLINK AnwendungsSzenarien

Energiebezug über das 110 kV-Netz

Aufbau Stromrichter-Technik

20kV 20kV Netz Netz

Regelungs- und Anlagenkonzept

Erschließung neues Versorgungsgebiet

110kV 110kV Netz Netz

Anwendungen Referenzen

oder Direktbezug über SIPLINK und kein Netzumbau

SIPLINK

10 kV Last ~ Erzeugung

Kostensenkung Kostensenkung Energiebezug: Energiebezug: 25% 25%

Investeinsparung Investeinsparung 10 10 % %

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SWF-Frankfurt / M Pilotanlage / Stromversorgung für 60Hz-Prüffeld SIPLINK

Netz 1

AnwendungsSzenarien Aufbau

Q1

Regelungs- und Anlagenkonzept

≈

≈

Stromrichter-Technik

=

= P

Anwendungen

=

Referenzen

≈

=

≈

Q2

Netz 3 Netz 2

Projektdaten: Projektdaten: „

Bemessungsleistung 2 x 100 kVA

„

Verbund- und Inselnetzbetrieb (50/60 Hz; 440V)

„

Lastflussregelung und Power Quality

„

Modularer Aufbau (Container)

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Stadtwerke Karlsruhe 2 MVA- SIPLINK in Container-Construction SIPLINK AnwendungsSzenarien Aufbau

Network 1 Q1

Stromrichter-Technik

Anwendungen

≈

≈

Regelungs- und Anlagenkonzept

=

= P

=

Referenzen

≈

=

≈

Q2

Network 2

Projektdaten: Projektdaten: „

2,2 MVA Power-Link (Multiparallel-operation) zwischen zwei 20kV-Netzen

„

Verbesserung der Spannungsqualität durch Bereitstellung von Blindleistung

„

Wirkleistungsaustausch in Spitzenlastzeiten

„

Leistungstransfer bei einer fehlerhaften Einspeisung

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Flender-Werft AG; Lübeck SIPLINK „Application for Shipyards“ SIPLINK

Netz 1

AnwendungsSzenarien Aufbau

Q1

≈

Stromrichter-Technik

=

Regelungs- und Anlagenkonzept Anwendungen

P

=

Referenzen

≈

Q2

Netz 2

Projektdaten: Projektdaten: „

1 MVA Inselnetzversorgung für 50/60 Hz Bordnetze

„

Erprobung der Bordnetzgeneratoren: Speisung zurück ins Werftnetz statt auf Wasserwiderstände

„

Wirkleistungsaustausch in Spitzenlastzeiten

„

Blindleistungskompensation

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SWU: Württembergisch-bayerischer Lastausgleich Anlagenkonfiguration: 2 MVA in Multiparallelbetrieb SIPLINK AnwendungsSzenarien

Elchingen

Aufbau Stromrichter-Technik

EnBW

Neu-Ulm

Ulm

(Baden-Württem-

Regelungs- und Anlagenkonzept

(Bayern)

berg)

Erbach

Anwendungen

Senden

RWE

Staig

Vöhringen

MW

19:45h

15:15h

14:15h

12:15h

07:30h

135

10:00h

Oktober 2003 PR/E8 © SWU-Unternehmensgruppe

08:15h

Referenzen

130

125

110 55

105

100 50

45

40

CEBra Centrum für Energietechnologie; Brandenburg / Innovationstag Energie 2005

21:45h

20:15h

18:45h

17:15h

12:00h

09:45h

06:30h

115

MW

60

07:30h

120

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SWU: SIPLINK (Siemens Multifunctional Power Link) Converter-Building für 6x5MVA-Netzkupplung SIPLINK AnwendungsSzenarien Aufbau Stromrichter-Technik Regelungs- und Anlagenkonzept Anwendungen Referenzen

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SIPLINK für Wellengeneratoranlagen (Pilotentwicklung 690V, 1,5MVA) SIPLINK AnwendungsSzenarien

Bordnetz

Aufbau Stromrichter-Technik Regelungs- und Anlagenkonzept Anwendungen Referenzen

~ =

= ~

G 3~

Hauptmaschine

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Lastflussoptimierung in Verteilnetzen durch Einsatz von Leistungselektronik SIPLINK

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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