Zügige erneute Inbetriebnahme eines Solarparks

Kurz nach der Inbetriebnahme eines neuen 99-MW-Solarparks in Belgien fielen einige der elektrischen Anlagen aus, was sogar zu einem Brand in einem Transformator führte. Die gesamte Anlage wurde daraufhin sofort vom Netz getrennt. Der Solarpark besteht aus zwei unabhängigen Teilen mit einer Kapazität von ungefähr 50 MW. Da einer dieser Abschnitte vollständig außer Betrieb genommen worden war, musste die eigentliche Ursache schnell gefunden werden. Jeder Tag ohne Produktion bedeutete einen Verlust von Zehntausenden von Euro. Hinzu würden Kosten für den Ersatz beschädigter Teile, mögliche Kosten im Zusammenhang mit vertraglichen Verpflichtungen und der Rufschaden aufgrund von Verzögerungen bei der Inbetriebnahme und der Produktion kommen.

 

6 Monate von der Problemerkennung bis zur Inbetriebnahme ca. 10.000,- € Kosten täglich für die verlorene Stromerzeugung Vermeidung von 50 % Leistungsverlust im 99-MW-Solarpark

Herausforderung

HyTEPS führte Messungen zur Stromqualität durch, erstellte wertvolle Analysen zur Diagnose des Problems und legte so schnell wie möglich Lösungen vor. Die Analyse ergab, dass bei höheren Frequenzen, die durch Resonanz verursacht werden, hohe harmonische Spannungsverzerrungen aufgetreten sind. Eine Lösung dafür zu finden, erwies sich als Herausforderung: Bei der Arbeit mit höheren Frequenzen in Mittel- und Hochspannungsnetzen kann die Umsetzung einer Lösung in einem Teil der Anlage zu neuen Problemen in einem anderen Teil führen.

Ziele

  • Suche nach einer Lösung zur Verhinderung/Senkung der durch Resonanz verursachten Verzerrung hoher harmonischer Spannungen in verschiedenen Netzkonfigurationen und Topologien
  • Untersuchung zu den Auswirkungen der vorgeschlagenen Lösung auf das Stromnetz des Solarparks und Vermeidung von Problemen
  • Bereitstellung einer geeigneten Lösung auf der Grundlage der Analyse, der erwarteten Kosten und der Beschränkungen (Umfang, Logistik)

Die Lösung

Um die Eigenschaften des Stromnetzes in unterschiedlichen Konfigurationen zu erfassen, wurde der Solarpark in einer Software zur Analyse elektrischer Systeme als Modell nachgestellt. Um die Genauigkeit des so gestalteten Modells zu überprüfen, wurden die gemessenen Stromqualitätswerte mit den Simulationen verglichen. Verschiedene Lösungen wurden entwickelt und getestet, um die Lebensfähigkeit zu prüfen.

„Dieser Fall war eine großartige Herausforderung für HyTEPS, da wir uns voll und ganz der Unterstützung der Installationsmanager und der Umsetzung der elektrischen Umstellung verschrieben haben“, erklärt der leitende Techniker Seymour Pijpers. „HyTEPS wurde gebeten, Messungen der Stromqualität durchzuführen, die Ursache des Problems durch Analysen zu ermitteln und so schnell wie möglich Lösungen vorzulegen. Die Analyse ergab eine hohe harmonische Spannungsverzerrung bei höheren Frequenzen (z. B. der 37. und 39. Harmonischen), die durch Resonanz verursacht wird. Eine Lösung dafür zu finden, erwies sich als besondere Herausforderung: Bei der Arbeit mit höheren Frequenzen in Mittel- und Hochspannungsnetzen kann die Umsetzung einer Lösung in einem Teil der Anlage zu neuen Problemen an einer anderen Stelle führen.

Ergebnisse

Die Auswirkungen der Filterdesigns auf das Netz wurden mithilfe von Simulationswerkzeugen wie der harmonischen Lastflussanalyse getestet. Nach dem Einverständnis des Kunden wurde der Entwurf fertiggestellt. Ein italienisches Unternehmen für Elektrotechnik lieferte einen Filter, der die elektrische Impedanz des Netzes verändert und die Resonanzfrequenz von der Frequenz der harmonischen Erregung fernhält. Die Identifizierung der Fehlerursache sowie die Modelldarstellung, Analyse und der Entwurf der Lösung in Software führten zu einem schnellen und zuverlässigen Abschluss. HyTEPS nutzte zudem die eigene technische Leistungsfähigkeit sowie seine industriellen Erfahrungen, um die Lösung schnellstmöglich praktisch umzusetzen. Das gesamte Projekt – vom Auftreten der elektrischen Störung bis hin zur Herstellung, Lieferung und Installation der Lösung – dauerte weniger als sechs Monate. Der Solarpark ist derzeit vollständig in Betrieb und das Feedback der Kunden auf die installierte Filterlösung ist äußerst positiv.

 

„Dieser Fall war eine ausgezeichnete Herausforderung für HyTEPS, weil wir uns voll und ganz der Unterstützung der für die Installation verantwortlichen Person, aber auch der Umsetzung der elektrischen Umstellung verschrieben haben."  
Seymour Pijpers, Leitender Techniker, HyTEPS.