EP3747103A1

EP3747103A1 - Method for feeding electrical power into an electrical supply network

Info

Publication number: EP3747103A1
Application number: EP19702602.4A
Authority: EP
Inventors: Johannes BROMBACH; Eckard Quitmann
Original assignee: Wobben Properties GmbH
Current assignee: Wobben Properties GmbH
Priority date: 2018-02-01
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2020-12-09
Also published as: WO2019149818A1; CA3089179A1; CA3089179C; US20200366100A1; DE102018102224A1; CN111699602B; US11495971B2; CN111699602A

Abstract

The invention relates to a method for exchanging, in particular feeding in, electrical power into an electrical supply network having a network frequency, by means of an inverter-driven generation unit at a network connection point, comprising the steps of feeding: in electrical power depending on a control function, wherein the electrical power can comprise active and reactive power, wherein the control function controls the power depending on at least one status variable of the electrical supply network and can be selected as a control function between a normal control function and a support control function that is different to the normal control function, and the normal control function is selected when it has been detected that the electrical supply network is working in a stable manner and the support control function is selected when a network problem, a network failure or an end of the network failure is detected, wherein the support control function controls the fed-in power such that an oscillation in the electrical supply network can be counteracted, in particular an oscillation of a synchronous generator connected to the electrical supply network, or an oscillation caused by the synchronous generator.

Description

Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz Method for feeding electrical power into an electrical supply network

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechende Windenergieanlage. The present invention relates to a method for feeding electrical power into an electric utility grid. Moreover, the present invention relates to a corresponding wind turbine.

Es ist bekannt, mit einer Windenergieanlage elektrische Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz einzuspeisen. Üblicherweise orientiert sich die Windenergieanlage, gleiches gilt grundsätzlich auch für einen Windpark mit mehreren Windenergieanlagen, an einer Netzfrequenz in dem elektrischen Versorgungsnetz. Eine solche Netzfrequenz wird üblicherweise durch Großkraftwerke vorgegeben und gestützt. Solche Großkraftwerke besitzen dafür direktgekoppelte Synchrongeneratoren. Das bedeutet, dass diese Synchrongeneratoren, oder zumindest einer davon, unmittelbar mit dem elektrischen Versorgungsnetz elektrisch verbunden sind. Die Frequenz in dem elektrischen Versorgungsnetz ergibt sich dann unmittelbar aus der Drehzahl des Synchrongenerators. It is known to feed electrical power into a power grid with a wind turbine. Usually, the wind turbine is based, the same applies in principle to a wind farm with multiple wind turbines, at a grid frequency in the electrical supply network. Such a network frequency is usually specified and supported by large power plants. Such large power plants have for this purpose directly coupled synchronous generators. This means that these synchronous generators, or at least one of them, are electrically connected directly to the electrical supply network. The frequency in the electrical supply network then results directly from the speed of the synchronous generator.

Insoweit können diese Generatoren, die ein großes Trägheitsmoment aufweisen, eine vergleichsweise stabile Netzfrequenz vorgeben. Tritt aber ein Spannungseinbruch im Netz auf, nämlich im Fall eines Netzfehlers, können diese direkt gekoppelten Synchrongeneratoren dadurch in Schwingung geraten. Besonders kann sich durch einen solchen Spannungseinbruch ein Phasensprung ergeben. Nach dem Spannungseinbruch kann dann der mittlere Polradwinkel voreilen, weil die Maschine, also der Synchrongenerator, während des Spannungseinbruchs nicht die volle Wirkleistung ins Netz abgeben konnte. Grundsätzlich können aber auch andere Fehler zu einer solchen oder anderen unerwünschten Anregung der direktgekoppelten Synchrongeneratoren führen. In that regard, these generators, which have a large moment of inertia, can specify a comparatively stable network frequency. However, if a voltage dip occurs in the network, namely in the case of a network fault, these directly coupled synchronous generators can thereby vibrate. In particular, such a voltage dip can result in a phase jump. After the voltage dip, the mean pole wheel angle can then lead, because the machine, ie the synchronous generator, could not deliver the full active power into the network during the voltage drop. In principle, however, other errors can lead to such or other undesired excitation of the directly coupled synchronous generators.

Solche direktgekoppelten Synchrongeneratoren, die auch als Synchronmaschinen bezeichnet werden können, können auch von einer plötzlichen parallelen Wirkleistungseinspeisung in Schwingung versetzt werden, da sich die Arbeitskennlinie des Synchronge- nerators durch eine solche plötzliche parallele Wirkleistungseinspeisung entsprechend plötzlich ändert. Wird ein solcher Energieüberschuss an den Synchrongenerator nicht schnell genug wieder abgebaut, kann der Synchrongenerator evtl nicht oder nicht schnell genug in seinen normalen Betriebszustand zurückkehren. Es besteht auch die Gefahr, dass sich die genannten verschiedenen Schwingungsanregungen so stark überlagern, dass sie den Synchrongenerator außer Tritt bringen. Such directly coupled synchronous generators, which can also be referred to as synchronous machines, can also be set in vibration by a sudden parallel active power feed, since the operating characteristic of the synchronous generator changes suddenly in accordance with such a sudden parallel active power feed. If such an energy surplus to the synchronous generator is not removed quickly enough, the synchronous generator may not be able to return to its normal operating state or not quickly enough. There is also the danger that the said different vibration excitations superimpose so much that they disable the synchronous generator.

Ein solches Verhalten eines Synchrongenerators bzw. mehrerer entsprechend direkt mit dem elektrischen Versorgungsnetz gekoppelte Synchrongeneratoren, macht sich auch im Netz bemerkbar, bspw. als Frequenzschwingungen. Im äußersten Fall kann ein Außertrittgeraten des Synchrongenerators auch zu einem Zusammenbruch des elektrischen Versorgungsnetzes führen, wenn dies nicht ausreichend andere Erzeuger im elektrischen Versorgungsnetz auffangen können. Such a behavior of a synchronous generator or a plurality of synchronous generators directly coupled to the electrical supply network is also noticeable in the network, for example as frequency oscillations. In the extreme case, an external stepping device of the synchronous generator can also lead to a collapse of the electrical supply network, if this can not sufficiently absorb other producers in the electrical supply network.

Zur Stabilisierung des elektrischen Versorgungsnetzes können dabei auch dezentrale Erzeuger beitragen, wie bspw. Windenergieanlagen. Solche dezentralen Erzeuger, die mittels eines Frequenzumrichters in das elektrische Versorgungsnetz einspeisen, sei es nun direkt durch ein Vollumrichterkonzept oder unter Verwendung einer doppelt gespeisten Asynchronmaschine, können üblicherweise sofort auf Netzprobleme reagieren und bspw. bei einem Frequenzabfall sofort, zumindest kurzzeitig zusätzliche Leistung in das elektrische Versorgungsnetz einspeisen. Dadurch können solche dezentralen Erzeuger, für die im Weiteren Windenergieanlage repräsentativ genannt werden, eine schnelle Netzstützung erreichen. Eine solche Netzstützung kann umso wirkungsvoller ausfallen, umso mehr Windenergieanlagen oder andere dezentrale Erzeuger in das elektrische Versorgungsnetz einspeisen. Darin liegt aber gleichzeitig eine Gefahr, dass nämlich solche schnell eingespeiste Stützleistung auch eine Ursache für eine Schwingungsanregung eines direkt gekoppelten Synchrongenerators sein kann. Im äußersten Fall könnte sogar eine solche Wirkleistungseinspeisung, je nach Randbedingungen, zu einem Außertrittfallen eines solchen Synchrongenerators führen. Aber selbst ohne eine solche extreme Folge ist eine Schwin- gungsanregung eines Synchrongenerators durch dezentrale Erzeuger unerwünscht. To stabilize the electrical supply network can also contribute decentralized producers, such as wind turbines. Such decentralized generators, which feed into the electrical supply network by means of a frequency converter, be it directly through a full converter concept or using a double-fed asynchronous machine, can usually react immediately to mains problems and, for example, at a drop in frequency immediately, at least temporarily additional power in the electrical Feed in the supply network. As a result, such decentralized generators, for which wind energy plants are hereinafter referred to as representative, can achieve rapid grid support. Such grid support can be all the more effective, the more wind turbines or other decentralized generators feed into the electrical grid. However, at the same time there is a danger that such quickly fed-in support power can also be a cause for a vibration excitation of a directly coupled synchronous generator. In the extreme case, even such an active power feed, depending on the boundary conditions, could lead to an outboard fall of such a synchronous generator. But even without such an extreme consequence, vibration excitation of a synchronous generator by decentralized generators is undesirable.

Das Deutsche Patent- und Markenamt hat in der Prioritätsanmeldung zu vorliegender Anmeldung folgenden Stand der Technik recherchiert: DE 10 2016 115 431 A1 , US 2012/0292904 A1 und den Artikel "Damping control of PMSG-based wind turbines for power System stability enhancement" von Yuan Fu et al. Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, zumindest eines der o.g. Probleme zu adressieren. Insbesondere soll eine Lösung geschaffen werden, bei der eine Schwingungsanregung eines Synchrongenerators, besonderes nach einem Netzfehler, vermieden wird oder sogar bei ihrem Auftreten reduziert oder zusätzlich reduziert wird. Zumindest soll zu bisher bekannten Lösungen eine alternative Lösung vorgeschlagen werden. The German Patent and Trademark Office has in the priority application for the present application the following state of the art research: DE 10 2016 115 431 A1, US 2012/0292904 A1 and the article "Damping control of PMSG-based wind turbines for power system stability enhancement" of Yuan Fu et al. The present invention is therefore based on the object to address at least one of the above problems. In particular, a solution is to be created in which a vibration excitation of a synchronous generator, especially after a network fault, is avoided or even reduced or additionally reduced when it occurs becomes. At least should be proposed to previously known solutions an alternative solution.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren nach Anspruch 1 vorgeschlagen. Demnach speist dieses Verfahren elektrische Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz ein und das Versorgungsnetz weist eine Netzfrequenz auf. Das Einspeisen erfolgt mittels eines umrichtergeführten Erzeugungseinheit an einem Netzanschlusspunkt. Insbesondere erfolgt das Einspeisen elektrischer Leistung mittels einer Windenergieanlage. Das Einspeisen elektrischer Leistung kann hier auch als Austausch elektrischer Leistung bezeichnet werden, weil beim Einspeisen auch, zumindest kurzzeitig, in Betracht kommt, elektrische Leistung aus dem Netz zu entnehmen, nämlich für Stützaufgaben. Das Einspeisen elektrischer Leistung ist insoweit nicht so eng zu verstehen, dass immer und nur eingespeist wird, sondern es kann auch mal eine Umkehr der Leistungsflussrichtung beinhalten, nämlich vom elektrischen Versorgungsnetz zur dezentralen Erzeugungseinheit, also bspw. zur Windenergieanlage. Jedenfalls wird elektrische Leistung in Abhängigkeit einer Steuerfunktion in das elektrische Versorgungsnetz eingespeist. Die elektrische Leistung kann hier sowohl Wirk- als auch Blindleistung umfassen. Die Steuerfunktion steuert die Leistung, die eingespeist wird, in Abhängigkeit wenigstens einer Zustandsgröße des elektrischen Versorgungsnetzes. Hier kommt besonders die Netzfrequenz als Zustandsgröße in Betracht. Es kann aber auch bspw., ggf. zusätzlich, eine Netzspannung berücksichtigt werden. According to the invention, a method according to claim 1 is proposed. Accordingly, this method feeds electrical power into an electrical utility grid and the utility grid has a grid frequency. Feeding takes place by means of a converter-controlled generating unit at a grid connection point. In particular, the feeding of electrical power by means of a wind turbine. The feeding of electrical power can also be referred to herein as an exchange of electrical power, because when feeding also, at least for a short time, is considered to take electrical power from the network, namely for supporting tasks. The feeding of electrical power is so far not so narrow to understand that always and only fed, but it may also involve a reversal of the power flow direction, namely from the electrical supply network to the decentralized generating unit, ie, for example, the wind turbine. In any case, electrical power is fed as a function of a control function in the electrical supply network. The electrical power can include both active and reactive power here. The control function controls the power that is fed as a function of at least one state variable of the electrical supply network. Here, in particular, the mains frequency as a state variable comes into consideration. But it can also, for example., If necessary, be taken into account, a mains voltage.

Dazu wird auch vorgeschlagen, dass als Steuerfunktion zwischen einer Normalsteuerfunktion und einer Stützsteuerfunktion ausgewählt werden kann. Die Stützsteuerfunktion unterscheidet sich dabei von der Normalsteuerfunktion. Die Normalsteuerfunktion wird ausgewählt, wenn erkannt wurde, dass das elektrische Versorgungsnetz im Wesentlichen stabil arbeitet. Das bedeutet besonders, dass kein Netzfehler vorliegt. Unter ein stabil arbeitendes elektrisches Versorgungsnetz fällt aber auch, wenn bspw. Frequenzschwankungen oder Spannungsschwankungen auftreten, solange diese aber in festgelegten oder festlegbaren Grenzen bleiben. Die Normalsteuerfunktion kann bspw. proportional zu einer Abweichung der Netzfrequenz von einem Frequenzreferenzwert das Einspeisen von Wirkleistung erhöhen, oder verringern. Es kommt bspw. auch in Betracht, dass die Normalsteuerfunktion in Abhängigkeit der Netzspannung einen Blindleistungsanteil einspeist, also besonders in Abhängigkeit einer Netzspannungserhöhung oder - Verringerung einer Blindleistungseinspeisung verändert. Die Stützsteuerfunktion wird ausgewählt, wenn ein Netzproblem, Netzfehler oder ein Ende des Netzfehlers erkannt wurde. Ein solches Netzproblem, bzw. ein solcher Netzfehler sind besonders Netzstörungen, wie ein kurzzeitiger Spannungseinbruch aufgrund eines Netzkurzschlusses. Ein solcher Netzkurzschluss kann von sehr kurzer Dauer sein, wie bspw. wenige Millisekunden oder wenige hundertstel Sekunden. Ein solches Netzproblem bzw. ein solcher Netzfehler werden somit besonders als transiente Vorgänge erfasst, bei denen nicht mehr von einem im Wesentlichen sinusförmigen Signal ausgegangen werden kann. Nach Ende eines solchen Netzfehlers kann allerdings schnell wieder ein sinusförmiges Signal vorliegen. Ein solches Netzproblem oder Netzfehler kann bspw. über einen Spannungseinbruch auch bspw. weniger als 50 Prozent einer Netznennspannung erfasst werden, was auch einen Spannungseinbruch bis auf 0 beinhaltet. For this purpose, it is also proposed that it be possible to select as a control function between a normal control function and a backup control function. The support control function differs from the normal control function. The normal control function is selected when it has been detected that the electrical supply network is essentially stable. This means in particular that there is no network error. Under a stable working electrical supply network but also falls when, for example, frequency fluctuations or voltage fluctuations occur, but as long as they remain within specified or determinable limits. For example, the normal control function may increase or decrease the injection of active power in proportion to a deviation of the mains frequency from a frequency reference value. For example, it may also be considered that the normal control function feeds in a reactive power component as a function of the mains voltage, that is to say it changes in particular as a function of a mains voltage increase or reduction of a reactive power feed-in. The backup control function is selected when a network problem, network failure, or end of network failure has been detected. Such a network problem, or such a network error are especially network disturbances, such as a brief voltage dip due to a network short circuit. Such a short circuit can be of very short duration, such as a few milliseconds or a few hundredths of a second. Such a network problem or such a network error are thus detected in particular as transient processes in which it is no longer possible to assume a substantially sinusoidal signal. After the end of such a network fault, however, a sinusoidal signal can quickly be present again. Such a network problem or network error can be detected, for example, via a voltage dip also, for example, less than 50 percent of a nominal network voltage, which also includes a voltage dip to 0.

Die Stützsteuerfunktion, wenn diese ausgewählt wird, steuert die eingespeiste Leistung dann so, dass einer Schwingung im elektrischen Versorgungsnetz entgegengewirkt werden kann. Insbesondere einer Schwingung eines mit dem elektrischen Versorgungsnetz verbundenen Synchrongenerators, bzw. einer durch den Synchrongenerator verursachten Schwingung. Diese Stützsteuerfunktion ist somit speziell auf ein solches Synchrongeneratorverhalten abgestimmt. Besonders kann eine solche Stützsteuerfunktion konkrete Verhaltensmuster identifizieren und entsprechend reagieren. Besonderes kann sie Leistung so einspeisen, dass diese gerade nicht eine Schwingung unterstützt, was mit der Normalsteuerfunktion evtl passieren könnte. The backup control function, when selected, then controls the injected power so that oscillation in the electrical supply network can be counteracted. In particular, a vibration of a synchronous generator connected to the electrical supply network, or an oscillation caused by the synchronous generator. This backup control function is thus specially tuned to such synchronous generator behavior. In particular, such a support control function can identify concrete patterns of behavior and react accordingly. In particular, it can feed power so that it just does not support a vibration, which could possibly happen with the normal control function.

Es wurde somit erkannt, dass es mitunter nicht ausreichen kann, das Netz generell mit der Normalsteuerfunktion zu stützen, sondern dass diese im Netzfehlerfall unter Umständen sogar die Situation noch verschlechtern könnte. Entsprechend wird vorgeschlagen, in einem solchen Fehlerfall dann die Stützsteuerfunktion auszuwählen, die gezielt auf das Vermeiden einer Synchrongeneratorschwingung und insbesondere auf das Verringern oder Bedämpfen einer solchen Synchrongeneratorschwingung angepasst ist. It was thus recognized that it may sometimes not be sufficient to support the network in general with the normal control function, but that in the event of a network fault it could possibly even worsen the situation. Accordingly, it is proposed to select in such an error case then the support control function, which is adapted specifically to the avoidance of a synchronous generator oscillation and in particular to the reduction or damping of such a synchronous generator oscillation.

Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass einer Schwingung entgegengewirkt wird, die hervorgerufen wird durch eine Reaktion wenigstens eines direkt mit dem elektrischen Versorgungsnetz gekoppelten Synchrongenerators auf das Netzproblem, den Netzfehler bzw. das Netzfehlerende. Somit wird hier vorgeschlagen, konkret auf eine Reaktion eines Synchrongenerators zu reagieren. Dabei wird hier konkret einer Schwingung entgegengewirkt, die vorzugsweise messtechnisch erfasst wird. Eine solche Schwingung kann besonders charakteristisch für den sie hervorrufenden Synchrongenerator sein. Besonders kann sich eine solche Schwingung in einer Frequenzanalyse der Netzfrequenz als herausragender Wert, als sog. Peak, zu einer konkreten Frequenz auftreten. Eine solche konkrete Frequenz kann im Bereich von 0,1 Hz bis 10 Hz liegen, insbesondere ist sie in einem Bereich von 0,5 bis etwa 3 Hz zu erwarten. According to one embodiment, it is proposed that oscillation be counteracted, which is caused by a reaction of at least one synchronous generator directly coupled to the electrical supply network to the network problem, the network error or the network error end. Thus, it is proposed here to react specifically to a reaction of a synchronous generator. In this case, an oscillation is specifically counteracted here, which is preferably detected by measurement. Such a vibration may be particularly characteristic of the synchronous generator causing it. In particular, such a vibration in a frequency analysis of the network frequency as an outstanding value, so-called. Peak, to a specific frequency occur. Such a concrete frequency may be in the range of 0.1 Hz to 10 Hz, in particular it is to be expected in a range of 0.5 to about 3 Hz.

Die Netzfrequenz als solche würde also u.a. selbst mit einer solchen Frequenz schwingen, wobei weitere, schwächer ausgebildete Schwingungen der Netzfrequenz überlagert sein können. Dass die Netzfrequenz selbst mit einer gewissen Frequenz schwingt, kann, um ein einfaches plastisches Beispiel zu wählen, bspw. bedeuten, dass sie sich bei einer Nennfrequenz von 50 Hz in einer Sekunde von 49,5 Hz auf 50,5 Hz erhöht und wieder zurück auf 49,5 Hz verringert, wobei sich dies zyklisch wiederholt. In diesem sehr einfachen Beispiel würde die Netzfrequenz dann mit einer Frequenz von 1 Hz und dabei mit einer Amplitude von 0,5 Hz schwingen. Dies ist nur ein veranschaulichendes Beispiel und hier würde die beispielhaft gewählte Frequenz von 1 Hz den Synchrongenerator kennzeichnen. Es kann aber bspw. auch eine Frequenz von 1 ,38 Hz sein, um ein weiteres willkürliches Beispiel zur Veranschaulichung zu nennen. Damit soll deutlich gemacht werden, dass diese Schwingfrequenz, wenn sie eine signifikante Amplitude aufweist, den Synchrongenerator charakterisieren kann. Allein aus dieser charakterisierenden Frequenz kann dann beim Auftreten einer solchen Schwingung erkannt werden, ob diese einen bekannten Synchrongenerator in dem elektrischen Versorgungsnetz zugeordnet werden kann. Auch dann, wenn eine solche Frequenz bisher nicht bekannt war, kann ein in dem genannten Frequenzbereich erkannter dominanter Wert einer Schwingung ausreichen, um die Schwingung eines Synchrongenerators zu identifizieren. The mains frequency as such would thus u.a. oscillate even with such a frequency, with more, less developed vibrations of the network frequency can be superimposed. The fact that the grid frequency itself oscillates at a certain frequency may, for example, mean that it increases from 49.5 Hz to 50.5 Hz at a nominal frequency of 50 Hz in one second and back again, in order to select a simple plastic example reduced to 49.5 Hz, this repeats cyclically. In this very simple example, the line frequency would then oscillate at a frequency of 1 Hz and thereby at an amplitude of 0.5 Hz. This is just an illustrative example and here the exemplified frequency of 1 Hz would identify the synchronous generator. However, it may also be, for example, a frequency of 1.38 Hz, to give another arbitrary example for illustration purposes. This is to make it clear that this oscillation frequency, if it has a significant amplitude, can characterize the synchronous generator. Only from this characterizing frequency can then be detected when such a vibration occurs, whether it can be assigned to a known synchronous generator in the electrical supply network. Even if such a frequency was previously unknown, a dominant value of a vibration detected in said frequency range can be sufficient to identify the oscillation of a synchronous generator.

Auf eine solche Schwingung reagiert dann die gemäß einer Ausführungsform vorgeschlagene Stützsteuerfunktion. Sie erkennt also diese Schwingung, greift sie auf und wirkt entsprechen entgegen. Etwas vereinfachend kann das bedeuten, dass mittels der Stützsteuerfunktion antizyklisch zum Synchrongenerator Leistung in das elektrische Versorgungnetz eingespeist wird. The support control function proposed according to one embodiment then reacts to such oscillation. So she recognizes this vibration, picks it up and acts accordingly. Somewhat simplistically, this can mean that power is fed into the electrical supply network by means of the backup control function in an anti-cyclical manner with respect to the synchronous generator.

Das Entgegenwirken gegen eine solche Schwingung eines Synchrongenerators soll gemäß dieser Ausführungsform allerdings besonders dann vorgenommen werden, wenn die Schwingung auf ein Netzproblem bzw. Netzfehler zurückzuführen ist. Besonders auch das Ende eines Netzfehlers kann eine solche Schwingung in erheblichem Maße hervorru- fen. Die beispielhaft genannte charakteristische Schwingung eines solchen Synchrongenerators kann grundsätzlich immer vorliegen, aber mit unterschiedlichen Amplituden. Im Normalfall ist von einer geringen Amplitude auszugehen, die ggf. nachweisbar, aber nicht kritisch ist. Tritt aber ein solcher Netzfehler auf, oder das Ende eines solchen Netzfehlers, so kann die genannte Schwingung des Synchrongenerators mit erheblicher Amplitude angeregt werden. Das Schwingen als Reaktion des Synchrongenerators auf das Netz- Problem, den Netzfehler oder das Ende des Netzfehlers, kann somit bereits in der Amplitude erkannt werden. Zusätzlich kennt aber die umrichtergeführte Erzeugereinheit selbst auch dieses Netzproblem, diesen Netzfehler bzw. dessen Ende, weil eine solche umrichtergeführte Erzeugungseinheit, insbesondere eine Windenergieanlage, ohnehin solche Ereignisse im Netz überwachen muss. Tritt also eine solche charakteristische Schwingung eines Synchrongenerators auf, wenn ein solches Netzproblem oder ein solcher Netzfehler bzw. dessen Ende auftritt, liegt eine Schwingung vor, die eine Reaktion des Synchrongenerators auf das Netzproblem, den Netzfehler bzw. des Netzfehlerendes bildet. The counteracting of such a vibration of a synchronous generator should be made according to this embodiment, however, especially when the vibration is due to a network problem or network error. Especially the end of a network error can cause such a vibration to a considerable extent. The exemplary characteristic vibration of such a synchronous generator can always be present, but with different amplitudes. Normally, a low amplitude is assumed, which may be detectable but not critical. However, if such a network fault occurs, or the end of such a network fault, so-called oscillation of the synchronous generator can be excited with considerable amplitude. The swinging in response to the synchronous generator on the grid Problem, the network error or the end of the network error can thus be detected already in the amplitude. In addition, however, the converter-controlled generator unit itself also knows this network problem, this network error or its end, because such a converter-controlled generating unit, in particular a wind turbine, must monitor such events in the network anyway. Thus, if such a characteristic oscillation of a synchronous generator occurs when such a network problem or such a network error or its end occurs, there is an oscillation which forms a response of the synchronous generator to the network problem, the network error or the network error.

Rein vorsorglich wird darauf hingewiesen, dass dies auch für mehrere Synchrongeneratoren gelten kann, wobei dies im Wesentlichen den Fall betrifft, dass ein Großkraftwerk mehrere gleichartige Synchrongeneratoren verwendet, die somit die gleiche charakteristische Schwingfrequenz aufweisen und durch denselben Netzfehler entsprechend auch synchron angeregt werden. Purely as a precaution, it should be noted that this may also apply to several synchronous generators, this essentially relates to the case that a large power plant uses several similar synchronous generators, thus having the same characteristic oscillation frequency and are also stimulated synchronously by the same network error.

Besonders liegt auch hier die Erkenntnis zugrunde, dass eine solche Schwingung konkret identifiziert werden kann und darauf konkret reagiert werden kann. Eine solche konkrete Reaktion auf eine konkrete Schwingung eines solchen Synchrongenerators kann signifikant anders als eine übliche von einer umrichtergeführten Erzeugungseinheit geforderte Reaktion auf ein Netzereignis aussehen. Gegenüber der Normalsteuerfunktion kann diese Stützsteuerfunktion somit dezidiert eine solche Schwingung eines Synchrongenerators beruhigen, zumindest gezielt darauf reagieren. Here, too, it is especially the recognition that such a vibration can be identified concretely and that it can be reacted to in concrete terms. Such a concrete response to a particular oscillation of such a synchronous generator may look significantly different than a typical response to a network event required by a converter-controlled generating unit. Compared to the normal control function, this support control function can thus decisively calm such a vibration of a synchronous generator, at least reacting specifically to it.

Gemäß einer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass erfasst wird, ob wenigstens ein für den Netzanschlusspunkt schwingungsrelevanter Synchrongenerator mit dem elektrischen Versorgungsnetz gekoppelt ist. Hierbei ist unter einem für den Netzanschlusspunkt schwingungsrelevanter Synchrongenerator ein solcher zu verstehen, der elektrisch so an dem Netzanschlusspunkt angeordnet und angeschlossen ist und/oder so stark auf den Netzanschlusspunkt wirkt, dass eine Generatorschwingung des elektrischen Synchrongenerators, bei der der Synchrongenerator um einen Arbeitspunkt schwingt, an dem Netzanschlusspunkt messbar ist. Insbesondere wird hier zugrundegelegt, dass die Generatorschwingung als Frequenzschwankung oder als Spannungsschwankung messbar ist. Hierbei geht es besonders um eine Erfassung im Vorfeld, also eine Erfassung bevor ein Netzproblem oder Netzfehler auftritt. Hierdurch kann vorher beurteilt werden, ob und ggf. in welcher Art und Weise eine Stützsteuerfunktion benötigt wird. Vorzugsweise kann eine solche Stützsteuerfunktion auch in Kenntnis eines solchen erfassten schwingungsrelevanten Synchrongenerators vorbereitet, insbesondere parametriert werden. Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass im elektrischen Versorgungsnetz, insbesondere am Netzanschlusspunkt, ein Frequenzgradient erfasst wird. Dazu wird weiter vorgeschlagen, dass unmittelbar nach dem Netzproblem, Netzfehler oder Ende des Netzfehlers eine Wirkleistungseinspeisung durch die umrichtergeführte Erzeugungseinheit wieder aufgenommen wird, bei der die Wirkleistungseinspeisung zeitlich ansteigend erhöht wird. Die Wirkleistungseinspeisung kann also bspw., jedenfalls zunächst, entlang einer Rampe oder anderen Funktion erhöht werden. Dazu wird dann vorgeschlagen, dass die Wirkleistungseinspeisung in Abhängigkeit des erfassten Frequenzgradienten erhöht wird und die Wirkleistungseinspeisung dabei bei einem positiven Frequenzgradienten langsamer als bei einem negativen Frequenzgradienten erhöht wird. Die Steuerung erfolgt hierbei also so, dass in jedem Fall die Wirkleistung erhöht wird, die Art oder Geschwindigkeit der Erhöhung aber von dem erfassten Frequenzgradienten abhängt. Bspw. kann, um das obige Beispiel nochmals aufzugreifen, die eingespeiste Wirkleistung entlang einer zeitabhängigen Rampe erhöht werden, wobei dieser Erhöhungen und Verringerungen überlagert sind, nämlich Erhöhungen bei negativen Frequenzgradienten und Verringerungen bei positiven Frequenzgradienten. Anschaulich gesprochen würde eine solche Rampe also abhängig der Frequenzgradienten Höcker bzw. Vertiefungen aufweisen. Insbesondere würde diese Rampe aber auf denselben Endwert zusteuern, wie ohne Höcker und Vertiefungen. According to one embodiment, it is proposed that it be detected whether at least one synchronization generator that is relevant for the network connection point is coupled to the electrical supply network. In this case, a synchronous generator which is relevant for the network connection point is to be understood as one which is electrically arranged and connected to the network connection point and / or acts so strongly on the network connection point that a generator oscillation of the electrical synchronous generator, in which the synchronous generator oscillates around an operating point, at the network connection point is measurable. In particular, it is based on the fact that the generator oscillation can be measured as a frequency fluctuation or as a voltage fluctuation. This is especially about a detection in advance, so a detection before a network problem or network error occurs. In this way, it can be judged in advance whether and, if so, in what manner a support control function is required. Preferably, such a support control function can also be prepared, in particular parameterized, with knowledge of such a detected vibration-relevant synchronous generator. According to one embodiment, it is proposed that in the electrical supply network, in particular at the grid connection point, a frequency gradient is detected. For this purpose, it is further proposed that immediately after the network problem, network fault or end of the network fault, an active power feed-in is resumed by the converter-controlled generating unit, in which the active power feed is increased in time. The active power supply can thus be increased, for example, at least initially, along a ramp or other function. For this purpose, it is then proposed that the active power feed is increased as a function of the detected frequency gradient and the active power feed is thereby increased more slowly with a positive frequency gradient than with a negative frequency gradient. In this case, the control takes place in such a way that in each case the active power is increased, but the type or speed of the increase depends on the detected frequency gradient. For example. For example, to reiterate the above example, the injected active power may be increased along a time-dependent ramp, superimposed on these increases and decreases, namely, increases in negative frequency gradients and decreases in positive frequency gradients. Clearly speaking, such a ramp would thus have bumps or depressions depending on the frequency gradient. In particular, however, this ramp would be heading for the same end value as without bumps and pits.

Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Erhöhung der Wirkleistungseinspeisung in Abhängigkeit der erfassten Frequenzgradienten so gesteuert wird, dass sich die Erhöhung mit zunehmenden Frequenzgradienten verzögert und mit abfallenden Frequenzgradienten beschleunigt. Demnach würde in jedem Fall eine Wirkleistungserhöhung vorliegen, die aber bei zunehmenden Frequenzgradienten abgeschwächt und bei abfallenden Frequenzgradienten verstärkt ist. Besonders kommt eine Erhöhung über eine Rampenfunktion in Betracht, wobei der Rampe ein von dem Frequenzgradienten abhängiges oszillierendes Signal überlagert wird. Ein solches sich überlagerndes Signal kann auch als Überlagerungssignal bezeichnet werden. Besonders bei einem sich sinusförmig verändernden Frequenzgradienten kann sich ein sinusförmiges Überlagerungssignal ergeben, das der Rampe überlagert ist. Diese Erhöhung der Wirkleistungseinspeisung in Abhängigkeit des Frequenzgradienten betrachtet besonders Augenblickswerte des Frequenzgradienten. In particular, it is proposed that the increase in the active power feed in response to the detected frequency gradients is controlled such that the increase delays with increasing frequency gradients and accelerates with decreasing frequency gradients. Accordingly, there would be an increase in active power in each case, but this is attenuated with increasing frequency gradients and amplified with decreasing frequency gradients. In particular, an increase via a ramp function comes into consideration, wherein the ramp is superimposed on an oscillating signal dependent on the frequency gradient. Such a superimposed signal can also be referred to as a superposition signal. Especially with a sinusoidally changing frequency gradient, a sinusoidal beat signal may result, which is superimposed on the ramp. This increase in the active power feed as a function of the frequency gradient particularly considers instantaneous values of the frequency gradient.

Als weitere Möglichkeit wird vorgeschlagen, die Wirkleistungseinspeisung in Abhängigkeit eines Scheitelwertes eines oszillierenden Frequenzgradienten zu erhöhen. Dieser Ansatz geht, wie die übrigen Ansätze auch, von einer oszillierenden Frequenz aus, was auch zu einem oszillierenden Frequenzgradienten führt. Besonders bei einer sinusförmigen Oszil- lation, also Schwingung, der Frequenz ist der Frequenzgradient auch sinusförmig. Hierzu, aber auch wenn die Oszillation des Frequenzgradienten nicht sinusförmig sein sollte, wird nun vorgeschlagen, den Scheitelwert zu betrachten. Besonders wird damit nicht jeder Augenblickswert betrachtet. Bevorzugt kann auch eine den Verlauf des Frequenzgradienten einhüllende Funktion betrachtet werden, bzw. die Funktion von einer von zwei einhül- lenden Kurven. Eine Funktion des Scheitelwertes des oszillierenden Frequenzgradienten ist selbst nicht oszillierend und genau das wird hiermit auch vorgeschlagen, nämlich, dass die Erhöhung der Wirkleistungseinspeisung nicht oszillierend ist, sondern insbesondere monoton steigend ist. Eine solche monoton steigende Erhöhung der Wirkleistungseinspeisung führt dann zu einer Wirkleistungseinspeisung, die über die Zeit einen Verlauf entlang einer nach oben gekrümmten Kurve annehmen kann. Die Wirkleistung wird also nicht entlang einer linearen Rampe erhöht, sondern erst nur schwach und dann stärker erhöht. Der genaue Verlauf hängt dann von dem erfassten Frequenzgradienten ab. As a further possibility, it is proposed to increase the active power feed in dependence on a peak value of an oscillating frequency gradient. This approach, like the other approaches, assumes an oscillating frequency, which also leads to an oscillating frequency gradient. Especially with a sinusoidal oscil- lation, ie oscillation, frequency is also the frequency gradient sinusoidal. For this, but also if the oscillation of the frequency gradient should not be sinusoidal, it is now proposed to consider the peak value. Especially not every instantaneous value is considered. Preferably, a function enveloping the profile of the frequency gradient can also be considered, or the function of one of two enveloping curves. A function of the peak value of the oscillating frequency gradient itself is not oscillating and this is exactly what is proposed here, namely that the increase in the active power feed is not oscillating, but is in particular monotonically increasing. Such a monotonically increasing increase in the active power feed then leads to an active power feed, which over time can take a course along an upwardly curved curve. The active power is thus not increased along a linear ramp, but only weakly and then increased more. The exact course then depends on the detected frequency gradient.

Insbesondere wird somit auch vorgeschlagen, dass bei Verringerung des Scheitelwertes mit abschwellender Frequenzoszillation das Erhöhen der Wirkleistungseinspeisung vergrößert wird. Je stärker die Frequenz schwingt, umso schwächer wird somit nach dem Netzproblem, Netzfehler oder Ende des Netzfehlers die Wirkleistung erhöht. Je mehr sich die Schwingung beruhigt hat, umso stärker kann dann auch die Wirkleistung erhöht werden. In particular, it is thus also proposed that increasing the active power feed is increased when the peak value is reduced with decaying frequency oscillation. The stronger the frequency oscillates, the weaker the active power will be after the network problem, network error or end of the network error. The more the vibration has calmed down, the stronger the active power can be increased.

Vorzugsweise können die genannten Möglichkeiten der Erhöhung der Wirkleistungseinspeisung nach dem Netzproblem, Netzfehler oder Ende des Netzfehlers auch kombiniert werden. Besonders kann das Erhöhen der Wirkleistungseinspeisung in Abhängigkeit des Scheitelwertes des Frequenzgradienten damit kombiniert werden, dass die Erhöhung der Wirkleistungseinspeisung in Abhängigkeit des erfassten Frequenzgradienten so gesteuert wird, dass sich die Erhöhung mit zunehmendem Frequenzgradienten verzögert und mit abfallendem Frequenzgradienten beschleunigt. Bei dieser Art der Erhöhung, die besonders vom Augenblickswert des Frequenzgradienten ausgeht, kann die Veränderung der Wirkleistungseinspeisung selbst auch oszillieren. Diese Veränderung, die selbst auch oszillieren kann, kann nicht nur einer Rampenfunktion überlagert werden, sie kann statt- dessen einer beschriebenen, nicht oszillierenden Erhöhung überlagert werden, die abhängig des Scheitelwertes gesteuert wird. Diese abhängig des Scheitelwertes gesteuerte Erhöhung kann dadurch einen oszillierenden Anteil erhalten, nämlich durch die Überlagerung einer Erhöhung in Abhängigkeit von Augenblickswerten des Frequenzgradienten. Preferably, the mentioned possibilities of increasing the active power supply after the network problem, network error or end of the network error can also be combined. In particular, increasing the active power feed in dependence on the peak value of the frequency gradient can be combined with the fact that the increase in the active power feed in dependence on the detected frequency gradient is controlled so that the increase delays with increasing frequency gradient and accelerates with decreasing frequency gradient. With this type of increase, which is based in particular on the instantaneous value of the frequency gradient, the change in the active power supply itself can also oscillate. This change, which itself can also oscillate, can not only be superimposed on a ramp function, but can instead be superimposed on a described, non-oscillating increase, which is controlled as a function of the peak value. This increase dependent on the peak value can thereby obtain an oscillating component, namely by the superimposition of an increase as a function of instantaneous values of the frequency gradient.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass unmittelbar nach dem Netzproblem, Netzfehler oder Ende des Netzfehlers eine Blindleistung eingespeist wird. Dazu wird vorgeschlagen, dass zum Einspeisen der Blindleistung eine Blindleistungsfunktion verwendet wird, die einen Zusammenhang zwischen einer erfassten Spannung und einzuspeisenden Blindleistung angibt, wobei zwischen einer ersten und einer zweiten Blindleistungsfunktion ausgewählt werden kann. Die Blindleistungsfunktion gibt somit die einzuspeisende Blindleistung vor und diese Vorgabe erfolgt in Abhängigkeit einer erfassten Spannung. Hier kommt besonders als erfasste Spannung die Netzspannung in Betracht, insbesondere am Netzanschlusspunkt, an dem die umrichtergeführte Erzeugungseinheit in das elektrische Versorgungsnetz einspeist. Es kann aber auch eine äquivalente Größe erfasst werden. According to a further embodiment it is proposed that a reactive power is fed in immediately after the network problem, network error or end of the network error. For this purpose, it is proposed that a reactive power function is used for feeding in the reactive power, which indicates a relationship between a detected voltage and reactive power to be fed in, it being possible to select between a first and a second reactive power function. The reactive power function thus specifies the reactive power to be fed in and this specification takes place as a function of a detected voltage. In this case, the mains voltage is particularly suitable as detected voltage, in particular at the grid connection point at which the converter-controlled generating unit feeds into the electrical supply network. But it can also be an equivalent size recorded.

Dazu wird nun vorgeschlagen, dass zwischen einer erster und einer zweiten Blindleistungsfunktion ausgewählt werden kann. Die erste Blindleistungsfunktion wird dabei ausgewählt, wenn erkannt wurde, dass das elektrische Versorgungsnetz stabil arbeitet. Auch hier beinhaltet das, dass leichte Abweichungen im elektrischen Versorgungsnetz, insbesondere hinsichtlich Spannung und Frequenz, von einem Optimalpunkt vorliegen können, aber nicht gravierend sind, insbesondere noch nicht auf eine Instabilität oder einen Netzfehler hindeuten. For this purpose, it is now proposed that it is possible to select between a first and a second reactive power function. The first reactive power function is selected when it has been detected that the electrical supply system is stable. Here, too, this implies that slight deviations in the electrical supply network, in particular with regard to voltage and frequency, can exist from an optimum point, but are not serious, in particular not yet indicative of an instability or a network fault.

Die zweite Blindsteuerfunktion wird ausgewählt, wenn eine Generatorschwingung eines für den Netzanschlusspunkt schwingungsrelevanten Synchrongenerators erfasst wurde, oder wenn eine solche Generatorschwingung zu erwarten ist. Bereits oben wurde ausgeführt, wie eine solche Generatorschwingung erfasst werden kann. Zu erwarten ist sie besonders dann, wenn bekannt ist, dass ein entsprechender Synchrongenerator mit dem elektrischen Versorgungsnetz verbunden ist und eine schwingungsanregende Störung, also insbesondere ein Netzproblem oder Netzfehler, oder Ende eines solchen Netzfehlers erkannt wurde. In solchen Fällen wird dann also die zweite Blindleistungsfunktion ausgewählt, die somit gezielt über eine Blindleistungseinspeisung dieses zu erwartende oder vorhandene Schwingungsproblem eines Synchrongenerators berücksichtigen kann. The second blind control function is selected when a generator oscillation of a synchronous generator that is relevant for the grid connection point has been detected, or if such a generator oscillation is to be expected. It has already been explained above how such a generator oscillation can be detected. It is to be expected especially if it is known that a corresponding synchronous generator is connected to the electrical supply network and a vibration-inducing disturbance, ie in particular a network problem or network error, or the end of such a network error has been detected. In such cases, the second reactive power function is then selected, which can thus specifically take into account, via a reactive power feed, this expected or existing vibration problem of a synchronous generator.

Dabei ist für die zweite Blindleistungsfunktion vorgesehen, dass sie gegenüber der ersten eine betragsmäßig größere Verstärkung aufweist, nämlich die Verstärkung zwischen der erfassten Spannung und der einzuspeisenden Blindleistung. Das kann im einfachsten Fall ein konstanter Faktor sein, der sich zwischen der ersten und zweiten Blindleistungsfunktion unterscheidet. Das kann aber auch bedeuten, dass bspw. eine spannungsabhängige Verstärkung vorgesehen ist, also eine veränderliche Spannung, die aber dennoch jeweils bei gleicher Spannung im Vergleich zwischen der ersten und zweiten Blindleistungsfunktion unterschiedlich ist, nämlich für die zweite Blindleistungsfunktion größer. Dadurch kann besonders durch diese Blindleistungseinspeisung eine höhere Stabilität im Netz erreicht werden, besonders eine höhere Spannungsstabilität, was der Schwingung des Synchrongenerators entgegenwirken kann. Dabei sind Spannungsgrenzen einzuhalten. Es wurde erkannt, dass durch die Blindleistungseinspeisung, bzw. die zusätzliche statorseitige Magnetisierung der Generatoren eine höhere Polradstabilität erreicht wird. Dazu wird aber vorgeschlagen, dass Spannungsgrenzen vorhanden sind, und es wird vorgeschlagen, so zu steuern, dass eine Spannung nicht dauerhaft aus dem erlaubten Spannungsband geschoben wird. It is provided for the second reactive power function that it has a magnitude greater gain than the first, namely the gain between the detected voltage and the reactive power to be fed. In the simplest case, this can be a constant factor that differs between the first and second reactive power function. However, this can also mean that, for example, a voltage-dependent amplification is provided, that is to say a variable voltage which, however, is different in each case for the same voltage in comparison between the first and second reactive power function, namely greater for the second reactive power function. As a result, especially through this reactive power feed higher stability in the Mains can be achieved, especially a higher voltage stability, which can counteract the oscillation of the synchronous generator. In doing so, voltage limits must be observed. It was recognized that a higher pole wheel stability is achieved by the reactive power feed, or the additional stator-side magnetization of the generators. For this purpose, however, it is proposed that voltage limits are present, and it is proposed to control such that a voltage is not permanently pushed out of the permitted voltage band.

Durch die Blindleistungseinspeisung kann sich eine zusätzliche statorseitige Magnetisierung der Generatoren ergeben und dadurch kann eine höhere Polradstabilität erreicht werden. Es wird dazu vorgeschlagen, Spannungsgrenzen zu beachten, um zu vermeiden, dass eine Ausgangsspannung des verwendeten Wechselrichters nicht dauerhaft ein vorgegebenes Spannungsband verlässt. The reactive power supply can result in an additional stator-side magnetization of the generators, and thereby a higher pole wheel stability can be achieved. It is proposed to observe voltage limits in order to avoid that an output voltage of the inverter used does not permanently leave a predetermined voltage band.

Vorzugweise ist vorgesehen, dass die Normalsteuerfunktion die erste Blindleistungsfunktion ist, oder diese umfasst, und dass die Stützsteuerfunktion die zweite Blindleistungs- funktion ist oder umfasst. Vorzugsweise wird eine Blindleistungsfunktion vorgeschlagen, die zu einer Blindleistungseinspeisung führt, die temporär eine höhere Netzspannung erlaubt. Die zweite Blindleistungsfunktion entspricht somit der Stützsteuerfunktion oder bildet einen Teil davon und wird vorzugsweise auch ausgewählt, wenn ein Netzproblem, Netzfehler oder ein Ende des Netzfehlers erkannt wurde. Dies wird als ein Indikator dafür angesehen, dass eine Schwingung zu erwarten ist. Vorzugsweis wird dazu vorgeschlagen, dass die Blindleistungsfunktion zumindest temporär so groß gewählt wird, dass temporär eine höhere Netzspannung zugelassen wird, insbesondere oberhalb einer Netznennspannung, insbesondere wenigstens 10% oberhalb der Netznennspannung. Preferably, it is provided that the normal control function is or includes the first reactive power function, and that the backup control function is or comprises the second reactive power function. Preferably, a reactive power function is proposed, which leads to a reactive power feed, which temporarily allows a higher mains voltage. The second reactive power function thus corresponds to or forms part of the backup control function and is preferably also selected when a network problem, network failure, or end of network failure has been detected. This is considered an indicator that vibration is to be expected. Preferably, it is proposed that the reactive power function is selected at least temporarily so large that temporarily a higher mains voltage is permitted, in particular above a rated network voltage, in particular at least 10% above the nominal network voltage.

Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Steuerfunktion, insbesonde- re die Stützsteuerfunktion, ein Verhalten einer virtuellen Synchronmaschine mit einer Schwungmasse mit einem vorgebbaren Massenträgheitsmoment implementiert. Das Verhalten der virtuellen Synchronmaschine wird dabei wenigstens insoweit implementiert, dass eine Erhöhung oder Verringerung der Netzfrequenz zu einer Verringerung bzw. Erhöhung der eingespeisten Wirkleistung führt. Dazu wird vorgeschlagen, dass die Ver- ringerung bzw. Erhöhung umso größer ist, je größer das Massenträgheitsmoment vorgegeben wird. Insbesondere wird vorgeschlagen, das Verhalten so zu implementieren, dass die Verringerung bzw. Erhöhung proportional zum vorgegebenen Massenträgheitsmoment ist. Führt also eine bestimmte Erhöhung oder Verringerung der Netzfrequenz gemäß diesem Verhalten zu einer bestimmten Verringerung bzw. Erhöhung der eingespeis- ten Wirkleistung, fällt diese doppelt so groß aus, wenn das Massenträgheitsmoment doppelt so groß ist. According to one embodiment, it is proposed that the control function, in particular the support control function, implements a behavior of a virtual synchronous machine with a flywheel having a predeterminable moment of inertia. The behavior of the virtual synchronous machine is implemented at least to the extent that an increase or decrease in the network frequency leads to a reduction or increase in the injected active power. For this purpose, it is proposed that the reduction or increase is greater, the greater the moment of inertia is given. In particular, it is proposed to implement the behavior in such a way that the reduction or increase is proportional to the given mass moment of inertia. Therefore, if a certain increase or decrease in the network frequency results in a certain reduction or increase in the feed-in according to this behavior, th active power, this is twice as large when the moment of inertia is twice as large.

Außerdem oder alternativ wird vorgeschlagen, dass ein eingespeister Einspeisestrom bei einer Erhöhung oder Verringerung der Netzfrequenz der Netzspannung nacheilt bzw. voreilt und der Einspeisestrom umso stärker nacheilt bzw. voreilt, umso größer das Massenträgheitsmoment vorgegeben ist. In addition or as an alternative, it is proposed that an injected feed-in current should lag or lead in the event of an increase or decrease in the line frequency, and the feed-in current lags or leads the more, the greater the moment of inertia is predetermined.

Es wird hier also für die genannten Funktionen eine virtuelle Synchronmaschine zugrundegelegt. Das ist so zu verstehen, dass diese virtuelle Synchronmaschine direkt mit dem elektrischen Versorgungsnetz, in die die fragliche Leistung eingespeist werden soll, gekoppelt ist. Im Ergebnis ist dann grundsätzlich davon auszugehen, dass sich diese virtuelle Synchronmaschine mit einer der Netzfrequenz entsprechenden Drehzahl dreht, vorher aber nicht durch das Netzereignis zum Pendeln angeregt wurde. Auf einem konkreten Faktor zwischen Drehzahl und Netzfrequenz kommt es hier nicht unbedingt an, aber der Einfachheit halber kann als bevorzugte Ausführungsform davon ausgegangen werden, dass sich die Synchronmaschine, bzw. ihr Rotor, bei einer Netzfrequenz von 50 Hz mit 50 U/s dreht. Sinngemäß dreht sie sich bei einer Netzfrequenz von 60 Hz mit 60 U/s. In other words, a virtual synchronous machine is used as the basis for the functions mentioned above. This is to be understood that this virtual synchronous machine is coupled directly to the electrical supply network in which the power in question is to be fed. As a result, it is basically to be assumed that this virtual synchronous machine rotates at a speed corresponding to the mains frequency, but was not previously excited by the network event to oscillate. On a specific factor between speed and power frequency, it does not necessarily matter here, but for the sake of simplicity, it can be assumed as a preferred embodiment that the synchronous machine, or its rotor, rotates at 50 U / s at a mains frequency of 50 Hz. Analogously, it turns at a mains frequency of 60 Hz with 60 U / s.

Im generatorischen Betrieb eilt der Polradwinkel der Spannung vor. Erhöht sich nun die Netzfrequenz, verkleinert sich zunächst der Polradwinkel, so dass die Synchronmaschine dadurch weniger einspeist. Ein solch beschriebenes Verhalten, sinngemäß gilt das natürlich auch für die Verringerung der Netzfrequenz, ist somit in der Steuerfunktion implementiert. Die Steuerfunktion verhält sich also in Abhängigkeit einer Veränderung der Netzfrequenz in der beschriebenen Art und Weise. In regenerative mode, the pole wheel angle leads the voltage. If the grid frequency now increases, the pole wheel angle first decreases, so that the synchronous machine feeds less. Such a described behavior, mutatis mutandis, of course, applies to the reduction of the mains frequency, is thus implemented in the control function. The control function thus behaves in response to a change in the grid frequency in the manner described.

Außerdem oder alternativ wird daher auch vorgeschlagen, dass ein Verhalten implemen- tiert wird, bei dem ein eingespeister Einspeisestrom bei einer Erhöhung der Netzfrequenz der Netzspannung nacheilt bzw. bei einer Verringerung der Netzfrequenz dieser voreilt. Auch zu diesem Verhalten wird vorgeschlagen, dies als Teil des Verhaltens einer virtuellen Synchronmaschine zu implementieren. In addition or as an alternative, it is therefore also proposed that a behavior is implemented in which an injected feed-in current lags the mains voltage when the mains frequency is increased or, if the mains frequency is reduced, leads this forward. Also for this behavior, it is proposed to implement this as part of the behavior of a virtual synchronous machine.

Das vorgebbare Massenträgheitsmoment einer solchen virtuellen Synchronmaschine bestimmt ihre Dynamik und damit auch das Verhalten, wie sich die Leistung erhöht bzw. verringert bzw. wie der Einspeisestrom nacheilt bzw. voreilt. Daher wird auch vorgeschlagen, dieses vorgebbare Massenträgheitsmoment als Teil des Verhaltens der virtuellen Synchronmaschine zu implementieren. Dazu wird vorgeschlagen, dass dieses vorgebba- re Massenträgheitsmoment, das insoweit ein virtuelles Massenträgheitsmoment darstellt, verändert bzw. beliebig eingestellt werden kann. The predeterminable moment of inertia of such a virtual synchronous machine determines its dynamics and thus also the behavior as to how the power increases or decreases or how the feed-in current lags or leads. Therefore, it is also proposed to implement this predeterminable moment of inertia as part of the behavior of the virtual synchronous machine. In addition, it is proposed that this re moment of inertia, which represents a virtual mass moment of inertia, changed or can be set arbitrarily.

Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass unmittelbar nach dem Netzproblem, Netzfehler oder Ende des Netzfehlers das Verhalten der virtuellen Synchronmaschine aktiviert wird, dass also virtuell eine schwingungsfreie Maschine mit dem Netz verbunden wird, und außerdem oder alternativ das Massenträgheitsmoment erhöht wird. Dass die virtuelle Synchronmaschine aktiviert wird, bedeutet im Grunde, dass virtuell eine schwingungsfreie Maschine mit dem Netz verbunden wird. Hierbei löst also das Netzproblem, der Netzfehler oder sein Ende aus, dass das Verhalten der virtuellen Synchronmaschine aktiviert wird, um dadurch speziell ein Einspeiseverhalten zum Dämpfen von nun zu erwartenden Schwingungen eines Synchrongenerators zu aktivieren. Zusätzlich kann hierzu das Massenträgheitsmoment erhöht werden, um den Effekt noch zu verstärken. Wenn bereits ein Verhalten der virtuellen Synchronmaschine noch aktiv ist, kommt auch in Betracht, nach dem Netzproblem, Netzfehler oder Ende des Netzfehlers das Massenträgheitsmoment zu erhöhen. Dadurch wird die Wirkung dieser Art der Steuerung erhöht. Preferably, it is proposed that the behavior of the virtual synchronous machine is activated immediately after the network problem, network error or end of the network error, so that virtually a vibration-free machine is connected to the network, and also or alternatively, the moment of inertia is increased. The fact that the virtual synchronous machine is activated basically means that virtually a vibration-free machine is connected to the network. In this case, the network problem, the network error or its end triggers the fact that the behavior of the virtual synchronous machine is activated in order to activate in particular a feed-in behavior for damping now expected oscillations of a synchronous generator. In addition, for this purpose, the moment of inertia can be increased in order to increase the effect even more. If a behavior of the virtual synchronous machine is still active, it is also possible to increase the mass moment of inertia after the network problem, network error or end of the network error. This increases the effect of this type of control.

All diese Maßnahmen, die unmittelbar nach dem Netzproblem, Netzfehler oder Ende des Netzfehlers vorgeschlagen werden, können stattdessen oder zusätzlich auch durchgeführt werden, wenn eine Pendelung der Netzfrequenz erfasst wird. Dabei wird besonders vorgeschlagen, die Maßnahmen beim Durchgang der pendelnden Frequenz durch eine Vorfehlernetzfrequenz zu aktivieren. Eine Vorfehlernetzfrequenz ist eine Netzfrequenz, die unmittelbar vor dem Auftreten des Netzproblems bzw. Netzfehlers erfasst wurde. Hierbei wird also davon ausgegangen, dass eine Pendelung der Netzfrequenz erfasst wurde. Diese pendelt somit um eine feste Frequenz, insbesondere um eine Frequenz, die unmittelbar vor dem Auftreten des Netzproblems bzw. Netzfehlers erfasst wurde. Die Netzfrequenz pendelt dann also um diese Vorfehlernetzfrequenz und es wird vorgeschlagen, dass beim Durchgang dieser pendelnden Frequenz durch die Vorfehlernetzfrequenz, also im Grunde genau dann, wenn die pendelnde Frequenz den Wert der Vorfehlernetzfrequenz aufweist, die genannten Maßnahmen durchgeführt werden. Es wird also bei diesem Durchgang der pendelnden Frequenz durch die Vorfehlernetzfrequenz das Verhalten der virtuellen Synchronmaschine aktiviert und außerdem oder alternativ das Massenträgheitsmoment, also das virtuelle Massenträgheitsmoment, erhöht. Besonders dadurch kann der Schwingung gezielt entgegengewirkt werden. All of these measures, which are proposed immediately after the network problem, network failure or end of the network fault, can instead or additionally be performed when a power frequency swing is detected. It is particularly proposed to activate the measures when passing the oscillating frequency by a Vorfehlernetzfrequenz. A prefault network frequency is a network frequency detected immediately before the network problem occurred. In this case, it is assumed that a commutation of the grid frequency was detected. This thus oscillates around a fixed frequency, in particular a frequency which was detected immediately before the occurrence of the network problem or network error. The mains frequency then shifts to this Vorfehlernetzfrequenz and it is proposed that the passage of this oscillating frequency through the Vorfehlernetzfrequenz, so basically just when the oscillating frequency has the value of Vorfehlernetzfrequenz, the said measures are performed. Thus, in this passage of the oscillating frequency, the behavior of the virtual synchronous machine is activated by the prefault network frequency and, in addition or alternatively, the mass moment of inertia, that is to say the virtual mass moment of inertia, is increased. Especially as a result of the oscillation can be targeted counteracted.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in der Stützsteuerfunktion eine Dämpfungsregelung zur aktiven Schwingungsdämpfung implementiert ist. Hierzu gehört besonders auch, die oben bereits beschriebenen Funktionen auch so auszugestal- ten, dass sie dämpfend wirken, also entsprechend zu parametrieren. Besonders bei linearen Stützsteuerfunktionen können diese über Eigenwerte charakterisiert werden und die Eigenwerte können so gelegt werden, dass eine dämpfende Wirkung hervorgerufen wird bzw. die Eigenwerte für das Gesamtsystem mit der Stützsteuerfunktion können entsprechend über die Wahl der Stützsteuerfunktion ausgewählt werden. According to a further embodiment, it is proposed that a damping control for active vibration damping is implemented in the support control function. This includes especially the functions already described above. that they have a dampening effect, that is to say that they are parameterized accordingly. Especially with linear support control functions, these can be characterized by eigenvalues and the eigenvalues can be set so that a damping effect is caused or the eigenvalues for the entire system with the support control function can be selected accordingly on the choice of the support control function.

Außerdem oder alternativ wird gemäß einer Ausführungsform vorgeschlagen, dass zum Einspeisen elektrischer Leistung eine Modulierung einer eingespeisten oder entnommenen Blindleistung dadurch erfolgt, dass die umrichtergeführte Erzeugungseinheit als Admittanz (Y_L) moduliert wird. Die Steuerung arbeitet demnach so, dass sie einen Strom einspeist, der sich ergeben würde, wenn die Erzeugungseinheit eine entsprechende Admittanz wäre. Die Erzeugungseinheit wird dadurch als Admittanz moduliert. Da sich eine Admittanz aus Wirk- und Blindleitwert, also aus Konduktanz und Suszeptanz, kann auch ein dämpfender Anteil durch entsprechende Vorgabe der Admittanz erreicht werden. Gemäß einer einfachen Umsetzung kommt bspw. auch in Betracht, einen differenzierenden Anteil in der Stützsteuerfunktion vorzusehen, der regelmäßig dämpfend wirkt, sofern er natürlich entsprechend parametriert ist. In addition or alternatively, it is proposed according to an embodiment that for feeding in electric power, a modulation of a fed-in or withdrawn reactive power is effected by modulating the converter-controlled generating unit as admittance (Y _L ). The controller thus operates to feed in a current that would result if the generating unit were a corresponding admittance. The generating unit is thereby modulated as admittance. Since an admittance of effective and susceptance, ie of conductance and susceptance, a damping component can be achieved by appropriate specification of the admittance. In accordance with a simple implementation, for example, it is also possible to provide a differentiating component in the auxiliary control function, which acts as a dampener on a regular basis, provided of course it has been correspondingly parameterized.

Vorzugsweise wird zur Umsetzung einer solchen Dämpfungsregelung eine Simulation oder Emulation eines Längswiderstands vorgeschlagen. Ein solcher Längswiderstand kann bspw. so simuliert oder emuliert werden, dass er sich ähnlich einer Netzdrossel verhält. Dadurch kann über den eingespeisten Strom eine dämpfende Wirkung erreicht werden. Preferably, a simulation or emulation of a series resistance is proposed for implementing such a damping control. Such a series resistance can, for example, be simulated or emulated in such a way that it behaves in a similar way to a mains choke. As a result, a damping effect can be achieved via the injected current.

Hier liegt der Gedanke zugrunde, dass die Wirkung des eingespeisten Stroms durch diese Simulation oder Emulation des Längswiderstands an diesem Längswiderstand auftritt, insbesondere, dass sich eine entsprechende Spannung dort einstellt und diese bzw. ihre Wirkung auf das Einspeisen entsprechend berücksichtigt wird. Bspw. fällt durch den eingespeisten Strom bei Vorliegen einer Pendelung eine entsprechend schwingende Spannung auch an dem Längswiderstand an, die wiederum entsprechenden Einfluss auf den eingespeisten Strom haben kann. Dazu wird vorgeschlagen, keinen tatsächlichen Längswiderstand zu verwenden, sondern diesen zu simulieren oder zu emulieren. Diese beiden Varianten werden hier synonym verwendet, weil der eingespeiste Strom in Art einer Simulation über den Längswiderstand geführt wird, der seinerseits auch nur als Rechengröße vorliegt. Insoweit liegt eine Simulation vor. Andererseits wird aber auch der Reihenwiderstand emuliert, weil er in dem Gesamtverhalten, bspw. in der Stützsteuer- funktion, implementiert ist, also in Art einer Rechengröße derart berücksichtigt wird, dass er dort wie ein Längswiderstand wirkt. Insoweit liegt dann also eine Emulation vor. This is based on the idea that the effect of the current fed in by this simulation or emulation of the series resistance occurs at this series resistance, in particular that a corresponding voltage is set there and this or its effect on the feeding is correspondingly taken into account. For example. falls due to the injected current in the presence of a pendulum a correspondingly oscillating voltage to the series resistance, which in turn can have a corresponding influence on the injected current. For this purpose, it is proposed to use no actual series resistance, but to simulate or emulate this. These two variants are used synonymously here because the injected current is conducted in the manner of a simulation over the series resistance, which in turn is only present as a calculated variable. In that regard, there is a simulation. On the other hand, however, the series resistance is also emulated, because in the overall behavior, for example in the support control function is implemented, that is taken into account in the manner of an arithmetic operation such that it acts there as a series resistance. In that regard, then there is an emulation.

Außerdem oder alternativ wird vorgeschlagen, eine frequenzabhängige Last zu simulieren oder zu emulieren. Hier gilt ein ähnliches Prinzip, wie zu dem Längswiderstand beschrieben wurde. Im Unterschied dazu ist eine solche frequenzabhängige Last aber nicht in einem Strompfad bzw. in allen Strompfaden angeordnet, sondern in Art einer Last verschaltet. Dieses Verhalten wird dann simuliert oder emuliert und dadurch auf die Einspeisung zum Entgegenwirken gegen die Schwingung Einfluss genommen. Additionally or alternatively, it is proposed to simulate or emulate a frequency-dependent load. Here is a similar principle, as described for the series resistance. In contrast, such a frequency-dependent load is not arranged in a current path or in all current paths, but connected in the manner of a load. This behavior is then simulated or emulated, thereby influencing the feed to counteract the oscillation.

Gemäß einer Ausführung wird hierfür eine kubische Leistungs-Spannungs-Charakteristik vorgeschlagen. Demnach reagiert eine solche zu Grunde gelegte Charakteristik auf eine Spannungsänderung mit einer sich dazu in einem kubischen Zusammenhang erhöhenden Leistung. Im einfachsten Fall, der hier besonders als veranschaulichende Erklärung dienen soll, wird auf eine Verdoppelung der Spannung mit einer Verachtfachung der Leistung reagiert. Es wird also eine solche Last simuliert bzw. emuliert. Dieser Vorschlag orientiert sich besonders an dem Verhalten eines Heißleiters, der einen negativen Temperaturkoeffizienten hat, bei dem also sein ohmscher Widerstand mit ansteigender Temperatur sinkt. Erhöht sich also die Spannung, erhöht sich dadurch der Strom, wodurch der Widerstand sich erwärmt und dadurch verringert, was zu einem weiteren Stromanstieg führt. Dadurch geht die Spannungserhöhung dreifach in die Leistungserhöhung ein. Dadurch kann ein besonders effektives Dämpfungsverhalten erreicht werden, das bei geringen Spannungsänderungen weniger und bei größeren Spannungsänderungen stärker wirkt. According to one embodiment, a cubic power-voltage characteristic is proposed for this purpose. Thus, such a baseline characteristic will respond to a voltage change with a power increasing in a cubic context. In the simplest case, which is to serve as an illustrative explanation here, a doubling of the voltage is reacted with an eightfold increase in the power. Thus, such a load is simulated or emulated. This proposal is particularly oriented to the behavior of a thermistor, which has a negative temperature coefficient, in which so its ohmic resistance decreases with increasing temperature. Thus, as the voltage increases, the current increases thereby causing the resistor to heat up and thereby decrease, resulting in a further increase in current. As a result, the voltage increase is threefold in the power increase. As a result, a particularly effective damping behavior can be achieved which acts less at low voltage changes and stronger at larger voltage changes.

Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass eine Auswahl und/oder Parametrierung der Stützsteuerfunktion in Abhängigkeit einer Umrichterdurchdringung erfolgt. Die Umrichterdurchdringung ist hierbei ein Maß für den Anteil eingespeister Leistung, die durch umrichtergesteuerte Einspeiser eingespeist wurde, zu insgesamt in das elektrische Versorgungsnetz eingespeister Leistung. Die insgesamt in das elektrische Versorgungsnetz eingespeiste Leistung ist dabei im Wesentlichen die Summe durch umrichtergesteuerter Einspeiser eingespeister Leistung und durch direkt mit dem elektrischen Versorgungsnetz gekoppelter Synchronmaschinen eingespeister Leistung. Hier wurde erkannt, dass die Umrichterdurchdringung, also der Anteil umrichtergesteuerter Einspeiser im elektrischen Versorgungsnetz sowohl Einfluss darauf haben kann, wie wirkungsvoll eine Stützsteuerfunktion sein kann, andererseits aber auch dadurch beurteilt werden kann, wie kritisch oder dominant ein schwingender Synchrongenerator oder mehrere schwingende Synchrongeneratoren für das elektrische Versorgungsnetz sein können. Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass die Stützsteuerfunktion eine Dämpfungsmaßnahme oder einen Dämpfungsanteil umfasst und insbesondere, dass die Stützsteuerfunktion der Normalsteuerfunktion mit der ergänzten Dämpfungsmaßnahme entspricht. Das Einspeisen orientiert sich also im Wesentlichen weiterhin an der Normalsteuerfunktion, auch wenn die Stützsteuerfunktion ausgewählt ist, ergänzt demgegenüber aber lediglich eine Dämpfungsmaßnahme. Dazu kommen insbesondere vorstehend beschriebene Dämpfungsmaßnahmen in Betracht, wie bspw. ein D-Anteil oder eine entsprechende Einstellung der Eigenwerte der Gesamtübertragungsfunktion des geregelten Systems. According to one embodiment, it is proposed that a selection and / or parameterization of the support control function takes place as a function of a converter penetration. The converter penetration is here a measure of the proportion of injected power, which was fed by converter-controlled feeders, to total power fed into the electrical supply network. The total power fed into the electrical supply network is in this case essentially the sum of power fed in by inverter-controlled feeders and power fed in directly to the electrical supply network coupled synchronous machines. Here it was recognized that the Umrichterdurchdringung, ie the proportion converter-controlled feeder in the electrical supply network can both influence how effective a support control function can be, but on the other hand can be judged by how critical or dominant a vibrating synchronous generator or multiple oscillating synchronous generators for can be electrical supply network. Preferably, it is proposed that the backup control function comprises a damping measure or a damping fraction, and in particular that the backup control function corresponds to the normal control function with the supplemented damping measure. Feeding is thus essentially still based on the normal control function, even if the backup control function is selected, but complements only a damping measure. In particular, attenuation measures described above may be considered, such as, for example, a D component or a corresponding adjustment of the eigenvalues of the overall transmission function of the controlled system.

Vorzugsweise wird bei einer Erkennung einer Schwingung wenigstens einer Synchron- maschine im elektrischen Versorgungsnetz eine schnelle Wirkleistungswiederkehr durchgeführt, insbesondere eine schnellere Wirkleistungswiederkehr als durch die Stützsteuerfunktion vorgegeben werden würde, wenn ein hoher Umrichteranteil, insbesondere von wenigstens 90 %, insbesondere wenigstens 95 %, erkannt wurde, wobei dann insbesondere ein Außertrittfallen einer direkt mit dem Netz gekoppelten Synchronmaschine in Kauf genommen wird. Preferably, upon detection of a vibration of at least one synchronous machine in the electrical supply network, a rapid recovery of active power is performed, in particular a faster recovery of active power than would be predetermined by the support control function, if a high converter component, in particular of at least 90%, in particular at least 95%, was detected , in which case, in particular, an outboard fall of a directly coupled to the network synchronous machine is accepted.

Hier liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem sehr hohen Umrichteranteil dieser auch für das elektrische Versorgungsnetz dominant ist. In diesem Fall wird vorgeschlagen, dass eine schnelle Leistungswiederkehr vorrangig zu einer gezielten Schwingungsstabilisierung eines Synchrongenerators im Netz ist, oder auch mehrerer Synchrongene- ratoren im Netz. Dem liegt der Gedanke zugrunde, dass eine solche schnelle Leistungswiederkehr selbst dann vorzuziehen wäre, wenn riskiert werden würde, dass ein direkt mit dem elektrischen Versorgungsnetz gekoppelter Synchrongenerator außer Tritt fällt, also insbesondere ein Kippmoment überschreitet und erst wieder synchronisiert werden müsste. An dieser Stelle wird angemerkt, dass ein mit dem elektrischen Versorgungsnetz direkt gekoppelter Synchrongenerator bzw. Synchronmaschine, auch vereinfacht bezeichnet wird als Synchrongenerator bzw. Synchronmaschine im Netz bzw. im elektrischen Versorgungsnetz. This is based on the finding that, with a very high proportion of converters, this is also dominant for the electrical supply network. In this case, it is proposed that rapid power recovery is primarily for targeted vibration stabilization of a synchronous generator in the network, or even multiple synchronous generators in the network. This is based on the idea that such a fast power recovery would be preferable even if it would be risked that a synchronous generator coupled directly to the electrical supply network would be out of action, ie in particular exceeding a tilting moment and only having to be synchronized again. At this point, it is noted that a synchronous generator or synchronous machine coupled directly to the electrical supply network is also referred to simply as a synchronous generator or synchronous machine in the network or in the electrical supply network.

Durch diese Maßnahme kann nämlich eine schnelle Netzstabilisierung erfolgen, besonders kann schnell weitere im Netz benötigte Wirkleistung bereitgestellt werden, um dadurch andere Probleme im elektrischen Versorgungsnetz zu vermeiden. By this measure, namely, a rapid network stabilization can be done, especially quickly more active power needed in the network can be provided, thereby avoiding other problems in the electrical supply network.

Anders sieht es aus, wenn der Umrichteranteil im Netz geringer ist, insbesondere bei 50 % oder weniger liegt. Dann ist für das Ziel, möglichst schnell Wirkleistung im elektrischen Versorgungsnetz nach einem Fehler bereitstellen zu können, meist am besten zusammen mit den direkt gekoppelten Synchrongeneratoren erreichbar. Dann ist es also vorteilhaft, dass sich die umrichtergeführten Erzeugereinheiten zunächst oder zumindest auch darauf konzentrieren, den einen oder die mehreren direkt mit dem elektrischen Versorgungsnetz gekoppelten Synchrongeneratoren stabil arbeiten zu lassen. The situation is different if the inverter share in the grid is lower, in particular 50% or less. Then for the goal, as fast as possible to provide active power in the electrical supply network after an error, usually best achievable together with the directly coupled synchronous generators. Then it is advantageous that the inverter-mounted generator units initially or at least also focus on making the one or more directly coupled to the electrical supply network synchronous generators stable.

Deswegen wird als ein Verfahrensschritt die Prüfung auf den Umrichteranteil vorgeschla- gen. Alternativ kann auch als Umrichteranteil statt des Verhältnisses der aktuell eingespeisten Leistungen ein Verhältnis in das elektrische Versorgungsnetz einspeisbarer Leistungen berücksichtigt werden, insbesondere auch ein Verhältnis nur der Nennleistung. Dadurch ist eine stabile und dauerhafte Berechnungsgröße verfügbar, die einfach Berücksichtigung finden kann. Besonders kann bereits im Vorfeld erkannt werden, ob es einen hohen Umrichteranteil gibt oder nicht. Entsprechend kann dann im Fall der Fälle sofort mit der richtigen Steuerfunktion reagiert werden. Hilfsweise kommt hier in Betracht, ein Verhältnis der Nennleistungen zu berücksichtigen, aber abhängig der konkreten Situation, also bspw. des Windangebots, wenn die umrichtergeführten Erzeugungseinheiten Windenergieanlagen sind, eine entsprechende Modifizierung vorzunehmen. Erfindungsgemäß wird auch eine umrichtergeführte Erzeugungseinheit vorgeschlagen. Insbesondere wird eine Windenergieanlage vorgeschlagen, die als umrichtergeführte Erzeugungseinheit arbeitet. Eine solche umrichtergeführte Erzeugungseinheit wird zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz verwendet, wobei das Versorgungsnetz eine Netzfrequenz aufweist. Diese Erzeugungseinheit weist eine Einspeiseeinrichtung zum Einspeisen elektrischer Leistung in Abhängigkeit einer Steuerfunktion auf, wobei die elektrische Leistung Wirk- und Blindleistung umfassen kann. Eine solche Einspeiseeinrichtung kann besonders ein Wechselrichter bzw. mehrere parallel geschaltete Wechselrichter sein oder zumindest umfassen. For this reason, testing of the converter component is proposed as a method step. Alternatively, a ratio in the electrical supply system of feed-in services can also be taken into account as inverter component instead of the ratio of the currently fed-in services, in particular also a ratio of only the rated output. This provides a stable and durable calculation size that can easily be taken into account. In particular, it can be recognized in advance whether there is a high proportion of converters or not. Accordingly, in the case of cases, it is then possible to react immediately with the correct control function. In the alternative, consideration is here given to taking account of a ratio of the nominal powers, but depending on the specific situation, that is to say, for example, of the wind supply, if the converter-controlled generating units are wind energy converters, to carry out a corresponding modification. According to the invention, a converter-controlled generating unit is also proposed. In particular, a wind energy plant is proposed which operates as a converter-controlled generating unit. Such a converter-controlled generation unit is used for feeding electrical power into an electrical supply network, wherein the supply network has a network frequency. This generating unit has a feed device for feeding in electric power as a function of a control function, wherein the electric power can include active and reactive power. Such a feed device may be or at least comprise in particular an inverter or a plurality of inverters connected in parallel.

Außerdem ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, in der die Steuerfunktion implementiert ist. Die Steuerfunktion ist dabei so ausgebildet und implementiert, dass sie die Leistung in Abhängigkeit wenigstens einer Zustandsgröße des elektrischen Versorgungsnetzes steuert. Sie steuert also das Einspeisen der elektrischen Leistung in das elektrische Versorgungsnetz. Als Zustandsgrößen kommen besonders Netzspannung und Netzfrequenz in Betracht. Außerdem ist eine Auswahleinrichtung vorgesehen, in der als Steuerfunktion zwischen einer Normalsteuerfunktion und einer zur Normalsteuerfunktion verschiedenen Stützsteuerfunktion ausgewählt werden kann. Die Auswahleinrichtung ist auch dazu vorbereitet, eine entsprechende Auswahl vorzunehmen. Dabei ist sie so vorbereitet, insbesondere ist ein entsprechendes Auswahlkriterium implementiert, dass die Normalsteuerfunktion ausgewählt wird, wenn erkannt wurde, dass das elektrische Versorgungsnetz stabil arbeitet. Das beinhaltet auch die Möglichkeit, dass das Netz von einem optimalen Arbeitspunkt abweicht. Die Stützsteuerfunktion wird ausgewählt, wenn ein Netzproblem, Netzfehler oder ein Ende des Netzfehlers erkannt wurde. Entsprechend wird vorzugswei- se auch eine Erfassungseinheit zu Erfassen des Netzfehlers vorgeschlagen. In addition, a control device is provided in which the control function is implemented. The control function is designed and implemented such that it controls the power as a function of at least one state variable of the electrical supply network. So it controls the feeding of electrical power into the electrical supply network. As state variables are particularly mains voltage and mains frequency into consideration. In addition, a selection device is provided, in which a control function between a normal control function and a normal control function different support control function can be selected. The selection device is also prepared to make a corresponding selection. It is prepared in this way, in particular a corresponding selection criterion is implemented that the normal control function is selected if it has been detected that the electrical supply network is stable. This also includes the possibility that the network deviates from an optimal operating point. The backup control function is selected when a network problem, network failure, or end of network failure has been detected. Accordingly, a detection unit for detecting the network error is preferably also proposed.

Dabei steuert die Stützsteuerfunktion die eingespeiste Leistung so, dass einer Schwingung im elektrischen Versorgungsnetz entgegengewirkt werden kann, besonders einer Schwingung eines mit dem elektrischen Versorgungsnetz verbundenen Synchrongenerators soll entgegengewirkt werden bzw. einer durch den Synchrongenerator versursachten Schwingung. In this case, the support control function controls the fed-in power in such a way that oscillation in the electrical supply network can be counteracted, in particular a vibration of a synchronous generator connected to the electrical supply network is to be counteracted or an oscillation caused by the synchronous generator.

Die Vorteile für die vorgeschlagene umrichtergeführte Erzeugungseinheit bzw. die Windenergieanlage ergeben sich aus den Ausführungen zu vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens zum Einspeisen elektrischer Leistung in das elektrische Versorgungsnetz. Vorzugsweise wird somit auch vorgeschlagen, dass die umrichtergeführte Erzeugungseinheit bzw. die Windenergieanlage ein Verfahren gemäß wenigstens einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet. Insbesondere ist jeweils ein solches Verfahren in der umrichtergeführten Erzeugungseinheit bzw. der Windenergieanlage, insbesondere der Steuereinrichtung implementiert. Erfindungsgemäß wird auch ein Windpark mit mehreren Windenergieanlagen vorgeschlagen. Hierbei wird vorgeschlagen, dass mehrere Windenergieanlagen gemäß wenigstens einer vorstehend beschriebenen Ausführungsform verwendet wird. Der Windpark weist dann also mehrere Windenergieanlagen auf, von denen jede für sich jeweils besonders zwischen einer Normalsteuerfunktion eine Stützsteuerfunktion wählt. Beson- ders ist in jeder einzelnen Windenergieanlage jeweils ein gemäß wenigstens einer Ausführungsform vorstehend beschriebenes Verfahren implementiert. The advantages for the proposed converter-controlled generating unit or the wind energy plant result from the comments on the above-described embodiments of the method for feeding electrical power into the electrical supply network. Preferably, it is therefore also proposed that the converter-controlled generating unit or the wind energy installation use a method according to at least one of the embodiments described above. In particular, such a method is in each case implemented in the converter-controlled generating unit or the wind energy plant, in particular the control device. According to the invention, a wind farm with several wind turbines is also proposed. In this case, it is proposed that a plurality of wind energy installations be used according to at least one embodiment described above. The wind farm then has a plurality of wind turbines, each of which in each case selects a support control function in particular between a normal control function. In particular, in each individual wind energy installation, a method as described above according to at least one embodiment is implemented in each case.

Außerdem oder alternativ kommt aber auch in Betracht, dass der Windpark eine Parksteuereinheit aufweist, die auch als zentrale Parksteuereinheit bezeichnet werden kann, und die wenigstens ein Verfahren gemäß einer vorstehend beschriebenen Ausführungs- form verwendet, insbesondere ein solches Verfahren implementiert hat. Dazu wird vorgeschlagen, dass eine solche Parksteuereinheit basierend auf diesem Verfahren Leistungssollwerte erzeugt und diese an die Windenergieanlagen im Windpark weitergibt. Die Windenergieanlage setzt dann nur noch die entsprechenden Leistungssollwerte um. Alternativ kann der Windpark eine zentrale Parkeinspeiseeinheit vorsehen, die das Einspeisen für alle Windenergieanlagen im Park übernimmt. Bspw. kann eine solche zentrale Einspeiseeinheit über einen Gleichstrom im Netz mit allen Windenergieanlagen im Park verbunden sein und darüber die Leistung der Windenergieanlagen im Park erhalten. Diese Leistung kann die zentrale Parkeinspeiseeinheit in das elektrische Versorgungsnetz einspeisen und damit so Vorgehen, wie gemäß wenigstens einer vorstehend beschriebenen Ausführungsform eines Verfahrens beschrieben wurde. In addition or alternatively, however, it is also conceivable that the wind farm has a parking control unit, which can also be referred to as a central parking control unit, and which uses at least one method according to an embodiment described above, in particular has implemented such a method. For this purpose, it is proposed that such a parking control unit generates power setpoints based on this method and forwards them to the wind energy plants in the wind farm. The wind turbine then only converts the corresponding power setpoints. Alternatively, the wind farm can provide a central park feed-in unit that feeds in all the wind turbines in the park. For example. Such a central feed unit can be connected via a direct current in the network with all wind turbines in the park and get the power of the wind turbines in the park. This power can feed the central park feed unit into the electrical supply network and thus the procedure as described according to at least one embodiment of a method described above.

Besonders durch die Verwendung eines Windparks, der wenigstens ein vorteilhaft beschriebenes Verfahren einsetzt, kann besonders effizient eine Netzstützung und hier im Besonderen eine Schwingungsdämpfung wenigstens eines mit dem elektrischen Versorgungsnetz gekoppelten Synchrongenerators erreichen, weil ein solcher Windpark auch über ein insgesamt sehr hohes Leistungsangebot verfügen kann und damit ein steuernder Eingriff besonders hinsichtlich Veränderung der Leistungseinspeisung, sehr wirkungsvoll sein kann. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren beispielhaft näher beschrieben. Particularly by the use of a wind farm, which employs at least one advantageously described method, can particularly efficiently achieve grid support and in particular a vibration damping at least one synchronous generator coupled to the electrical supply network, because such a wind farm can also have an overall very high performance and so that a controlling intervention, especially with regard to changing the power supply, can be very effective. The invention will be described by way of example with reference to embodiments with reference to the accompanying figures.

Figur 1 zeigt eine Windenergieanlage in einer perspektivischen Darstellung. Figur 2 zeigt einen Windpark in einer schematischen Darstellung. Figure 1 shows a wind turbine in a perspective view. FIG. 2 shows a wind farm in a schematic representation.

Figuren characters

3 bis 5 zeigen Diagramme von mögliche Verhalten einer Synchronmaschine in der 3 to 5 show diagrams of possible behavior of a synchronous machine in the

Nähe einer umrichtergeführten Erzeugungseinheit. Near a converter-controlled generating unit.

Figur 6 zeigt eine Struktur einer Steuereinrichtung mit einer Einspeiseeinrichtung schematisch. Figure 6 shows a structure of a control device with a feed device schematically.

Figur 7 zeigt schematisch ein Diagramm mit verschiedenen Strategien einer Leistungserhöhung nach einem Netzproblem, Netzfehler oder Ende des Netzfehlers. FIG. 7 schematically shows a diagram with different strategies of a power increase after a network problem, network error or end of the network error.

Figur 8 zeigt schematisch eine Netzstruktur mit direkt gekoppelter Synchronmaschine und einem als Verbraucher veranschaulichten Windpark. Figuren FIG. 8 schematically shows a network structure with a directly coupled synchronous machine and a wind farm illustrated as a consumer. characters

8a und 8b zeigen für die Netzstruktur gemäß Figur 8 Arbeitskennlinien für unterschiedliche Bedingungen. FIGS. 8a and 8b show working characteristics for different conditions for the network structure according to FIG.

Figur 1 zeigt eine Windenergieanlage 100 mit einem Turm 102 und einer Gondel 104. An der Gondel 104 ist ein Rotor 106 mit drei Rotorblättern 108 und einem Spinner 1 10 angeordnet. Der Rotor 106 wird im Betrieb durch den Wind in eine Drehbewegung versetzt und treibt dadurch einen Generator in der Gondel 104 an. FIG. 1 shows a wind energy plant 100 with a tower 102 and a nacelle 104. A rotor 106 with three rotor blades 108 and a spinner 110 is arranged on the nacelle 104. The rotor 106 is set in rotation by the wind in rotation and thereby drives a generator in the nacelle 104 at.

Figur 2 zeigt einen Windpark 1 12 mit beispielhaft drei Windenergieanlagen 100, die gleich oder verschieden sein können. Die drei Windenergieanlagen 100 stehen somit repräsentativ für im Grunde eine beliebige Anzahl von Windenergieanlagen eines Windparks 1 12. Die Windenergieanlagen 100 stellen ihre Leistung, nämlich insbesondere den erzeugten Strom über ein elektrisches Parknetz 1 14 bereit. Dabei werden die jeweils erzeugten Ströme bzw. Leistungen der einzelnen Windenergieanlagen 100 aufaddiert und meist ist ein Transformator 1 16 vorgesehen, der die Spannung im Park hochtrans- formiert, um dann an dem Einspeisepunkt 1 18, der auch allgemein als PCC bezeichnet wird, in das Versorgungsnetz 120 einzuspeisen. Fig. 2 ist nur eine vereinfachte Darstellung eines Windparks 1 12, die beispielsweise keine Steuerung zeigt, obwohl natürlich eine Steuerung vorhanden ist. Auch kann beispielsweise das Parknetz 1 14 anders gestaltet sein, in dem beispielsweise auch ein Transformator am Ausgang jeder Windener- gieanlage 100 vorhanden ist, um nur ein anderes Ausführungsbeispiel zu nennen. FIG. 2 shows a wind farm 1 12 with, by way of example, three wind turbines 100, which may be the same or different. The three wind turbines 100 are thus representative of virtually any number of wind turbines of a wind farm 1 12. The wind turbines 100 provide their power, namely in particular the electricity generated via an electric parking network 1 14 ready. In this case, the respectively generated currents or powers of the individual wind turbines 100 are added up and usually a transformer 1 16 is provided which transforms the voltage in the park highly transformed, and then at the feed point 1 18, which is also commonly referred to as PCC, in the Supply network 120 feed. Fig. 2 is only a simplified representation of a wind farm 1 12, for example, shows no control, although of course there is a controller. Also, for example, the parking network 1 14 be designed differently, in which, for example, a transformer at the output of each wind turbine 100 is present, to name just another embodiment.

Die Figuren 3 bis 5 verdeutlichen Verhalten einer direkt mit dem elektrischen Versorgungsnetz gekoppelten Synchronmaschine in der Nähe einer umrichtergeführten Erzeugungseinheit, insbesondere in der Nähe einer Windenergieanlage bzw. eines Windparks. Dabei werden unterschiedliche Effekte veranschaulicht. Es wurde grundsätzlich das Problem erkannt, dass Synchrongeneratoren bzw. Synchronmaschinen, was hier als synonymer Begriff verwendet wird, bei einem Netzfehler, der zu einem Spannungseinbruch führt, in Schwingung geraten können, was besonders durch einen Phasensprung ausgelöst werden kann. Nach einem Spannungseinbruch eilt der mittlere Polradwinkel dann vor, weil die Maschine während des Spannungseinbruchs nicht die volle Wirkleistung ans Netz abgeben konnte. Figures 3 to 5 illustrate behavior of a directly coupled to the electrical supply network synchronous machine in the vicinity of a converter-controlled generating unit, in particular in the vicinity of a wind turbine or a wind farm. Different effects are illustrated. Basically, the problem has been recognized that synchronous generators or synchronous machines, which is used here as a synonymous term, in a network error, which leads to a voltage dip, can get into vibration, which can be triggered in particular by a phase jump. After a voltage dip, the mean rotor angle then leads, because the machine could not deliver the full active power to the grid during the voltage dip.

Synchronmaschinen können auch von einer plötzlichen parallelen Wirkleistungseinspeisung in Schwingung versetzt werden, was die Figur 3 veranschaulicht. Figur 3, gleiches gilt für die Figuren 4 und 5, zeigt Arbeitskennlinien einer Synchronmaschine, nämlich das Maschinenmoment ms in Abhängigkeit des Polradwinkels 6Q. Synchronous machines can also be vibrated by a sudden parallel active power feed, which is illustrated in FIG. FIG. 3, the same applies to Figures 4 and 5, shows working characteristics of a synchronous machine, namely the machine torque ms in response to the Polradwinkels 6Q.

In Figur 3 ist das Verhalten einer Synchronmaschine, die in der Nähe einer umrichtergeführten Erzeugungseinheit betrieben wird, auf eine schnelle Zuschaltung einer parallelen Wirkleistungseinspeisung veranschaulicht, nämlich besonders durch eine nahe umrichtergeführte Erzeugungseinheit. Die Arbeitskennlinie 301 mit dem Arbeitspunkt A zeigt die Situation vor der schnellen Zuschaltung. Durch die plötzliche parallele Wirkleistungseinspeisung ändert sich diese Arbeitskennlinie 301 plötzlich in die neue Arbeitskennlinie 302 und es ergibt sich aus der aktuellen Polradposition zunächst, zumindest idealisierend, der neue Arbeitspunkt B. Das weiterhin konstante Antriebsmoment eines Kraftwerks kann aber in diesem Arbeitspunkt von dem Synchrongenerator nicht aufgenommen werden, so dass sich ein Drehmomentenüberschuss ergibt und das Polrad wird entsprechend dieses Drehmomentenüberschusses und der Trägheit des gesamten Rotors beschleunigt. Beim Durchqueren des Polrades durch die Achse des Nennmomentes sind die Momente zwar wieder im Gleichgewicht, aber die kinetische Energie im Rotor führt zu einem durchschreiten des Polrades durch die Kennlinie, nämlich die neue Arbeitskennlinie 302. Hierbei wird das Polrad durch das höhere Moment wieder abgebremst. Dieser Energieüberschuss sollte so schnell wie möglich wieder abgebaut werden, damit die Synchronmaschine wieder in einen normalen Betriebszustand zurückkehrt. In FIG. 3, the behavior of a synchronous machine, which is operated in the vicinity of a converter-controlled generating unit, is illustrated by a fast connection of a parallel active power feed, specifically by a near converter-controlled generating unit. The working characteristic 301 with the operating point A shows the situation before the fast connection. Due to the sudden parallel active power supply, this working characteristic 301 suddenly changes into the new working characteristic 302 and the new operating point B initially results, at least in an ideal way, from the current rotor position. However, the constant drive torque of a power plant can not be picked up by the synchronous generator at this operating point be so that there is an excess torque and the flywheel is accelerated according to this excess torque and the inertia of the entire rotor. While passing through the pole wheel through the axis of the rated torque moments are indeed back in balance, but the kinetic energy in the rotor leads to a pass through the pole by the characteristic, namely the new working characteristic 302. Here, the rotor is braked by the higher torque again. This excess energy should be removed as soon as possible, so that the synchronous machine returns to a normal operating state.

Eine mögliche Rückkehr ist durch den Übergangsabschnitt 303 verdeutlicht. Dabei geht der Arbeitspunkt A in einer pendelnden und damit schwingenden Art und Weise zu dem Arbeitspunkt C auf der neuen Arbeitskennlinie 302 über. Es ist zur Verdeutlichung des Problems eine Beschleunigungsfläche 306 und eine Bremsfläche 308 eingezeichnet. In dem gezeigten Beispiel ist die Situation für einen stabilen Ausgleichsvorgang dargestellt. Die Beschleunigungsfläche 306, also im Wesentlichen das Dreieck ABC, ist dabei kleiner als die mögliche Bremsfläche 308. Die Bewegung wird also stärker abgebremst, als beschleunigt, die mögliche Bremsenergie ist somit größer als die Beschleunigungsenergie. In Figur 3 ist die Situation für einen stabilen Ausgleichsvorgang dargestellt. Die Beschleunigungsfläche, also im Wesentlichen das Dreieck, ABC, ist dabei kleiner als die mögliche Bremsfläche, nämlich die Fläche oberhalb des Wertes für m=1 , und rechts vom Punkt e. A possible return is illustrated by the transition section 303. In this case, the operating point A is in a swinging and thus oscillating manner to the operating point C on the new working characteristic 302 on. It is to illustrate the problem, an acceleration surface 306 and a braking surface 308 located. In the example shown, the situation for a stable compensation process is shown. The acceleration surface 306, ie essentially the triangle ABC, is smaller than the possible braking surface 308. The movement is thus decelerated more than accelerated, the possible braking energy is thus greater than the acceleration energy. FIG. 3 shows the situation for a stable compensation process. The acceleration surface, ie essentially the triangle, ABC, is smaller than the possible braking surface, namely the surface above the value for m = 1, and to the right of the point e.

Es wurde nun erkannt, dass es ein Problem sein kann, wenn sich beide genannten Schwingungsanregungen zu stark überlagern, denn es könnte dadurch passieren, dass die Synchronmaschine dadurch außer Tritt gerät. Das sollte vermieden werden. Ein solcher Fall ergibt sich, wenn die Anregung, nämlich gekennzeichnet durch die Be- schleunigungsfläche 306, größer ist als die Abbremsung, die durch die Bremsfläche 308 gekennzeichnet ist, wenn also eine Anregung bzw. dazu äquivalente Fläche größer als die mögliche Bremsfläche ist. It has now been recognized that it can be a problem if both mentioned vibration excitations interfere too much, because it could happen that the synchronous machine thereby gets out of step. That should be avoided. Such a case arises when the suggestion, characterized by the acceleration surface 306, is greater than the deceleration, which is characterized by the braking surface 308, so if an excitation or equivalent area is greater than the possible braking surface.

Dazu wurde auch erkannt, dass dieses Problem besonders bei einer hohen Durchdrin- gung von umrichtergeführten Erzeugungseinheiten auftreten kann und daher dann besonders berücksichtigt werden sollte. Durch umrichtergesteuerte Erzeugungseinheiten kann ein solcher Leistungssprung eingespeist werden, was somit eine Gefahr darstellen kann. Es wurde aber auch erkannt, dass umrichtergeführte Erzeugungseinheiten gezielt gesteuert werden können, um das Problem zu vermeiden, zu verringern oder zu lösen. Bspw. kann durch solche umrichtergesteuerten Erzeugungseinheiten der gezeigte Übergangsabschnitt beeinflusst und anders gestaltet werden. For this purpose, it was also recognized that this problem can occur especially with a high penetration of converter-controlled generating units and should therefore be taken into special consideration. By inverter-controlled generating units, such a jump in performance can be fed, which can thus pose a danger. However, it was also recognized that inverter-controlled generation units can be controlled in a targeted manner in order to avoid, reduce or solve the problem. For example. can be influenced by such converter-controlled generating units of the transition section shown and designed differently.

Eine hier vorgeschlagene Möglichkeit zur Verbesserung der Nachfehler-Stabilität, also zur Verbesserung des genannten Problems, ist die Erkennung des Schwingungsverhaltens und eine entsprechende Reaktion darauf. Dazu wurde besonders erkannt, dass erst eine Anregung stattfindet, nämlich aufgrund des Fehlers, und dann erneut eine Anregung aufgrund des Effektes auftreten kann, der in Figur 3 erläutert ist. Es findet nämlich erst eine Anregung statt, die aufgrund des Fehlers aufgetreten ist, und dann findet erneut eine Anregung aufgrund des Effektes statt, der in Figur 3 beschrieben wurde. One possibility proposed here for improving the post-fault stability, ie for improving the mentioned problem, is the detection of the vibration behavior and a corresponding reaction to it. For this purpose, it has been particularly recognized that only an excitation takes place, namely due to the error, and then again an excitation due to the effect can occur, which is explained in Figure 3. Namely, there is first an excitation, which has occurred because of the error, and then takes place again an excitation due to the effect, which has been described in Figure 3.

Hierbei können die folgenden verschiedenen Strategien unterschieden werden, die als Ausführungsformen vorgeschlagen werden. Here, the following various strategies can be distinguished, which are proposed as embodiments.

Eine Möglichkeit ist, eine Analyse des Frequenzgradienten df/dt vorzunehmen. Wenn df/dt>0, wird eine Verzögerung der Wirkleistungswiederkehr vorgeschlagen, wohingegen für df/dt<0 eine schnelle Wirkleistungswiederkehr vorgeschlagen wird. One possibility is to perform an analysis of the frequency gradient df / dt. If df / dt> 0, a delay of active power recovery is proposed, whereas for df / dt <0 a fast active power recovery is proposed.

Abhängig einer Frequenzanalyse bzw. darauf basierend wird eine Verbesserung der Stabilität unmittelbar nach dem Fehler durch Wirkleistungswiederkehr während des Zurückschwingen des Polrades vorgeschlagen. Das ist in Figur 4 veranschaulicht. Dort zeigt die Arbeitskennlinie 402 die Situation nach der schnellen Zuschaltung. Wird nun während des Zurückschwingens weniger Wirkleistung durch die nahe umrichtergesteuerte Erzeugungseinheit eingespeist, unterstützt das die Wirkleistungswiederkehr der Syn- chronmaschine, weil es zu einer Erhöhung der Arbeitskennlinie 402 zu der erhöhten Arbeitskennlinie 404 führt. Das Polrad des Synchrongenerators, dessen Schwingungen betrachtet werden, wird vom Vorfehlerzustand, also vom Startpunkt 401 während des Fehlers zu einem Zwischenpunkt 403 weiter beschleunigt, der weiter rechts und unten liegt. Bedingung für eine stabile Wiederkehr ist jetzt, dass die Fläche links von dem Zwischenpunkt 403 gezeigte Beschleunigungsfläche 406 nicht größer ist, als die ursprüngliche Bremsfläche 408, die sich rechts oben von dem Zwischenpunkt 403 befindet, nämlich unter der ursprünglichen Kurve, also unter der Arbeitskennlinie 402. Depending on a frequency analysis or based on an improvement in the stability is proposed immediately after the error by active power return during the swing back of the flywheel. This is illustrated in FIG. There, the working characteristic 402 shows the situation after the rapid connection. If, during the swing back, less active power is fed in by the near-converter-controlled generating unit, this supports the active power recovery of the synchronous machine because it leads to an increase in the operating characteristic 402 to the increased operating characteristic 404. The flywheel of the synchronous generator, whose vibrations are considered, is further accelerated from the pre-fault condition, ie from the starting point 401 during the fault, to an intermediate point 403, which is further to the right and down. Condition for a stable return now is that the area to the left of the intermediate point 403 shown acceleration surface 406 is not greater than the original braking surface 408, which is located at the top right of the intermediate point 403, namely below the original curve, ie below the working line 402 ,

Die ursprüngliche Bremsfläche 408‘, die unter der ursprünglichen Kurve 402 liegt, und die ebenfalls eingezeichnete veränderte Bremsfläche 409, die unter der verschobenen Ar- beitskennlinie 404 liegt, sind dabei gleich groß. Es zeigt sich aber, dass die verschobene Kurve 409 einen größeren Abstand zum Kipppunkt 405 hat, der durch den Schnittpunkt der Kurve mit dem Moment m_a gebildet wird. Durch diesen größeren Abstand hat die verschobene Arbeitskennlinie 404 mehr Stabilitätsreserven, was durch das beschriebene Verschieben der Arbeitskennlinie erreicht werden kann. Es wurde erkannt, dass auch hieraus zu erkennen ist, dass die Dauer und die Tiefe des Fehlers und damit die Lage des Polrades u.U. als Größe für die Stützung dienen können. The original braking surface 408 ', which lies below the original curve 402, and the likewise marked changed braking surface 409, which lies below the shifted working characteristic 404, are the same size. It turns out, however, that the shifted curve 409 has a larger distance to the tilting point 405, which is formed by the intersection of the curve with the moment m _a . Due to this larger distance, the shifted working characteristic 404 has more stability reserves, which can be achieved by the described shifting of the working characteristic. It was recognized that it can also be seen from this that the duration and the depth of the error and thus the position of the pole wheel can possibly serve as a size for the support.

Allerdings ist zu beachten, dass das Polrad vom Vorfehlerzustand, der durch den schwarzen Punkt 401 gekennzeichnet ist, während des Fehlers zu einem Punkt weiter rechts und unten beschleunigt wird (403). Bedingung für eine stabile Wiederkehr ist dabei, dass die Fläche links von dem Punkt 403 nicht größer ist, als die Fläche rechts oben von dem Punkt 403, unter der Kurve. Die Fläche 408‘, die unter der alten Arbeitskennlinie 402 liegt, und die Fläche 408“, die unter der verschobenen Arbeitskennlinie 404 liegt, sind dabei gleich groß. Es zeigt sich aber, dass die Fläche 408“ einen größeren Abstand zum Kipppunkt, der den Schnittpunkt der Kurve mit dem Moment m_a hat, als die Fläche 408‘ und damit mehr Stabilitätsreserven hat. However, it should be noted that the flywheel from the pre-fault condition indicated by the black dot 401 is accelerated further to the right and bottom during the fault (403). The condition for a stable return is that the area to the left of the point 403 is not larger than the area in the upper right of the point 403, below the curve. The area 408 ', which is below the old working characteristic 402, and the area 408 ", which is below the shifted working characteristic 404, are the same size. It turns out, however, that the surface 408 "has a greater distance to the tipping point, which has the point of intersection of the curve with the moment m _a , than the surface 408 'and thus more stability reserves.

Es zeigt sich hier auch, dass die Dauer und die Tiefe des Fehlers (und damit der„Ort“ des Polrades) u.U. als Größe für die Stützung dienen können. It also shows here that the duration and the depth of the error (and thus the "location" of the pole wheel) u.U. can serve as a size for the support.

Als weitere Strategie wird eine Stabilisierung durch forcierte Blindleistungseinspeisung vorgeschlagen. Das ist in der Figur 8b veranschaulicht. Dort zeigt die Arbeitskennlinie 830 die Situation nach einer schnellen Zuschaltung. Die vorgeschlagene forcierte Blindleistungseinspeisung durch eine nahe umrichtergeführte Erzeugungseinheit führt zu der Verschiebung zu der veränderten zweiten Arbeitskennlinie 834. Auch hier kann das Verhältnis einer Beschleunigungsfläche zu einer Bremsfläche verbessert werden. Die Beschleunigungsfläche ergibt sich durch den Fehler und sie muss grundsätzlich kleiner sein, als die Bremsfläche. Another strategy proposed is stabilization through forced reactive power feed-in. This is illustrated in FIG. 8b. There, the working characteristic 830 shows the situation after a quick connection. The proposed forced reactive power feed by a near converter-controlled generating unit leads to the shift to the changed second working characteristic 834. Again, the ratio of an acceleration surface to a braking surface can be improved. The Acceleration surface is due to the error and it must be basically smaller than the braking surface.

Der Effekt der Blindleistungseinspeisung ist zwar kleiner, als der durch die Wirkleistungseinspeisung, aber speziell durch eine Modulierung der Blindleistung, was durch eine Modulierung der Admittanz Y_L erreicht werden kann, nämlich durch Leistungselektronik des Windparks 812 in Abhängigkeit der Drehzahlabweichung, kann eine Verbesserung der Dämpfung eines Synchronisierungsvorgangs erzielt werden, also eines Vorgangs, bei dem die Drehzahl des Synchrongenerators wieder auf die Netzfrequenz, idealerweise auf die Netznennfrequenz synchronisiert wird. Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die umrichtergeführte Einspeiseeinrichtung, insbesondere der Windpark mit wenigstens einer Einrichtung zum Einspeisen einer Querspannung ausgestattet ist. Das kann durch ein FACTS-Gerät oder einen Quertransformator erreicht werden. Dadurch kann eine Stabilitätsreserve einer Synchronmaschine durch gezieltes Verschieben des Polradwinkels erreicht werden. Dies ist in Figur 5 veranschaulicht, die eine Verschiebung der Arbeitskennlinie 502 zu einer verschobenen Arbeitskennlinie 504 zeigt. Dabei kann eine Verschiebung in beiden Richtungen, abhängig von der Größe des Polradwinkels, stabilisierend wirken. Die Beschleunigungsfläche 506 und die verschobene Bremsfläche 508 zeigen, dass die Stabilitätsreserve durch die Verschiebung der Arbeitskennlinie von 502 auf 504 vergrößert wird. Der Polradwinkel der Synchronmaschine kann auch im geringen Maße durch eine gezielte Wirk- und Blindleistungseinspeisung geändert werden. Hierbei müssen Wirkleistung und Blindleistung so verändert werden, dass sich genau eine Verschiebung entsprechend Abbildung 5 einstellt. Hierbei werden die Effekte der Figuren 8a und b, die weiter unten noch erläutert werden, überlagert. Der Effekt ist aber deutlich kleiner, als durch die Ein- prägung einer Querspannung, weshalb gerade auch eine Modulierung des Polradwinkels wieder zur Stabilisierung genutzt werden kann, im Vergleich zur einfachen Erhöhung der Stabilitätsreserve. The effect of the reactive power supply is indeed smaller than that through the active power supply, but especially by modulating the reactive power, which can be achieved by modulating the admittance Y _L , namely by power electronics of the wind farm 812 as a function of speed deviation, can improve the damping a synchronization process to be achieved, ie a process in which the speed of the synchronous generator is synchronized back to the mains frequency, ideally to the nominal network frequency. According to one embodiment, it is proposed that the inverter-controlled feed device, in particular the wind farm, is equipped with at least one device for feeding in a transverse voltage. This can be achieved by a FACTS device or a cross transformer. As a result, a stability reserve of a synchronous machine can be achieved by targeted shifting of the rotor angle. This is illustrated in Figure 5, which shows a shift of the working characteristic 502 to a shifted working characteristic 504. In this case, a shift in both directions, depending on the size of the Polradwinkels, stabilizing effect. The acceleration surface 506 and the displaced braking surface 508 show that the stability reserve is increased from 502 to 504 by the shift of the operating characteristic. The rotor angle of the synchronous machine can also be changed to a small extent by a targeted active and reactive power supply. In this case, the active power and reactive power have to be changed in such a way that exactly one shift according to Figure 5 occurs. Here, the effects of Figures 8a and b, which will be explained below, superimposed. However, the effect is much smaller than by the introduction of a transverse stress, which is why a modulation of the rotor angle can again be used for stabilization, in comparison to simply increasing the stability reserve.

Besonders vorteilhaft an der einfachen Verschiebung der Betriebskennlinie ist die Tatsache, dass sich durch die stabilisierenden Maßnahmen weniger Effekte auf die Spannung ergeben können, als bei den anderen vorgestellten Maßnahmen. Particularly advantageous in the simple shift of the operating characteristic is the fact that can result from the stabilizing measures less effects on the voltage than in the other presented measures.

Figur 6 zeigt schematisch eine Steuereinrichtung 600 mit einer Einspeiseeinrichtung 602, die in ein elektrisches Versorgungsnetz 604 einspeist. Die Einspeiseeinrichtung 602 erhält dabei von der Steuereinrichtung 600 einen Leistungssollwert S(t). Insoweit wird hier verallgemeinernd auf die komplexe Scheinleistung, also die Scheinleistung nach Betrag und Phase Bezug genommen. Häufig kann eine solche Leistungsvorgabe aber auch so durchgeführt werden, dass bspw. die Wirkleistung P(t) und die Blindleistung Q(t) als getrennte Werte vorgegeben werden. Nachfolgend wird hier vereinfachend von Leistung oder Leistungsvorgabe die Rede sein, was Wirkleistung und/oder Blindleistung bedeuten kann. Außerdem wird deutlich gemacht, dass diese Leistung von der Zeit t abhängt, dass also keine Konstante übergeben wird, sondern ein Wert bzw. mehrere Werte der bzw. die schwanken kann bzw. können. FIG. 6 schematically shows a control device 600 with a feed device 602, which feeds into an electrical supply network 604. In this case, the feed device 602 receives from the control device 600 a power setpoint value S (t). In that regard will here generalizing to the complex apparent power, ie the apparent power referred to magnitude and phase reference. Often, however, such a power specification can also be carried out such that, for example, the active power P (t) and the reactive power Q (t) are specified as separate values. The following is simplifying the performance or power specification, which can mean active power and / or reactive power. In addition, it is made clear that this performance depends on the time t, that is, that no constant is passed, but that a value or several values can or may fluctuate.

Die Einspeiseeinrichtung 602 erhält dann diese Leistungsvorgabe und erzeugt daraus einen 3-phasigen Strom I, der hier auch als Einspeisestrom bezeichnet werden kann, und der in das elektrische Versorgungsnetz 604 eingespeist wird. Zwischen der Einspeiseeinrichtung 602 und dem elektrischen Versorgungsnetz 604 könnte bspw. noch ein Transformator angeordnet sein, auf den es hier aber nicht ankommt. Ebenso ist regelmäßig eine Netzdrossel vorgesehen, die hier auch nicht dargestellt ist und als Teil der Einspeiseeinrichtung 602 verstanden werden kann. Die Einspeiseeinrichtung 602 kann aus einem oder mehreren Wechselrichtern aufgebaut sein, die ihre Leistung insbesondere von einem Generator einer Windenergieanlage beziehen. Zum Steuern der Leistung gemäß der Leistungsvorgabe S(t) ist häufig auch eine Steuerung der Leistung des genannten Generators erforderlich bzw. eine Steuerung dieses Generators. Das ist hier mit unter der Leistungsvorgabe S(t) an die Einspeiseeinrichtung 602 zu verstehen. Mit anderen Worten wird diese Leistungsvorgabe auch an eine Generatorsteuerung oder andere Steuerung einer notwendigen Leistungsquelle einfließen. Eine solche Umsetzung ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt, so dass hier keine weiteren Details erläutert werden. The feed device 602 then receives this power specification and generates therefrom a 3-phase current I, which can also be referred to here as a feed-in current, and which is fed into the electrical supply network 604. For example, between the feed device 602 and the electrical supply network 604, a transformer could still be arranged, to which, however, it does not matter. Likewise, a mains choke is provided regularly, which is also not shown here and can be understood as part of the feed device 602. The feed device 602 can be constructed from one or more inverters, which derive their power in particular from a generator of a wind energy plant. In order to control the power in accordance with the power specification S (t), it is also often necessary to control the power of said generator or to control this generator. This is to be understood here by the power setting S (t) to the feed device 602. In other words, this power requirement will also be applied to a generator control or other control of a necessary power source. Such an implementation is generally known to the person skilled in the art, so that no further details are explained here.

In einem Normalfall, in dem das Netz stabil arbeitet und insbesondere kein Netzproblem oder Netzfehler aufgetreten sind, erzeugt eine Normalsteuerfunktion in dem Normalsteuerfunktionsblock 606 die Leistungsvorgabe S(t). Dafür erhält der Normalsteuerfunktionsblock 606 als Eingangsgrößen die Netzspannung U und die Netzfrequenz f. In a normal case where the network is stable and, in particular, no network problem or network failure has occurred, a normal control function in the normal control function block 606 generates the power demand S (t). For this purpose, the normal control function block 606 receives the mains voltage U and the network frequency f as input variables.

Dafür wird, was auch nur als schematische Darstellung zu verstehen ist, die Netzspannungen U mit dem Spannungsmessmittel 608 erfasst. Aus der so erfassten Netzspannung U kann über den Frequenzermittlungsblock 610 die Frequenz f erfasst werden und dann als weitere Eingangsgröße in den Normalsteuerfunktionsblock 606 eingehen. Nur der Einfachheit halber ist die Netzspannung U und die Netzfrequenz f nicht als von der Zeit abhängige Größe dargestellt. Tatsächlich hängt aber beides von der Zeit ab und auf diese Abhängigkeit von der Zeit, also ihre zeitliche Veränderung, kommt es hier auch häufig an. For this purpose, which is also to be understood as a schematic representation, the mains voltages U are detected by the voltage measuring means 608. From the network voltage U detected in this way, the frequency f can be detected via the frequency determination block 610 and then entered into the normal control function block 606 as a further input variable. For the sake of simplicity only, the mains voltage U and the mains frequency f are not represented as a quantity dependent on the time. In fact, both depend on time From and to this dependence on time, so their temporal change, it is also often here.

Jedenfalls bestimmt dann der Normalsteuerfunktionsblock 606 die Leistungsvorgabe S(t) und diese wird durch die Auswahleinrichtung 612 im Normalfall, also wenn kein Netzproblem oder Fehler vorliegen oder kurzfristig Vorlagen und auch sonst kein Stabilitätsverlust des elektrischen Versorgungsnetzes 604 zu erwarten ist, an die Einspeiseeinrichtung 602 übergeben. Auch die Normalsteuerfunktion, die in dem Normalsteuerfunktionsblock 606 hinterlegt bzw. implementiert ist, kann insbesondere eine Wirkleistungsvorgabe P in Abhängigkeit der Netzfrequenz bestimmen und eine Blindleistungsvorgabe Q in Abhängigkeit der Netzspannung U bestimmen. Das Ergebnis kann dann in der Leistungsvorgabe S(t) zusammengefasst sein. Grundsätzlich kommt aber auch in Betracht, dass kein Blindleistungsanteil Q oder kein Wirkleistungsanteil P bestimmt wird. In any case, then determines the normal control function block 606, the power S (t) and this is the selector 612 in the normal case, so if there are no network problem or error or short term templates and otherwise no loss of stability of the electrical supply network 604 is expected, passed to the feeder 602 , Also, the normal control function, which is stored or implemented in the normal control function block 606, can in particular determine an active power specification P as a function of the network frequency and determine a reactive power specification Q as a function of the system voltage U. The result can then be summarized in the power specification S (t). In principle, however, it is also considered that no reactive power component Q or no active power component P is determined.

Liegt nun ein Netzproblem, Netzfehler oder ein Ende eines solchen Netzfehlers vor, so schaltet die Auswahleinrichtung 612 um und leitet eine Leistungsvorgabe S(t) von dem Stützsteuerfunktionsblock 614 an die Einspeiseeinrichtung 602 weiter. If there is now a network problem, network error or an end of such a network error, the selector 612 switches over and forwards a power setting S (t) from the backup control function block 614 to the feeder 602.

Eine solche Umschaltung kann durch die Erkennung eines Netzproblems, Netzfehlers oder Ende eines solchen Netzfehlers ausgelöst werden. Das ist in der Figur 6 vereinfachend als ein Ereignis E dargestellt. Dieses Ereignis E wird in einer Ereigniserkennungseinheit 616 erkannt. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass sowohl die Ereigniserkennungseinheit 616 als auch die Auswahleinrichtung 612 und auch die übrigen dargestellten Elemente auch anders realisiert sein können. Insbesondere kann auch die insgesamt für die Steuereinrichtung 600 dargestellte Struktur als Software in einer Steuereinrichtung realisiert sein, um nur ein weiteres Beispiel zu nennen. Jedenfalls veranschaulicht die Ereigniserkennungseinheit 616, dass das Ereignis E in Abhängigkeit der Netzspannung U und der Netzfrequenz f erkannt werden kann. Das kann bspw. so aussehen, dass ein Spannungseinbruch zu der Erkennung eines Ereignisses E führt. In diesem Fall wäre eine Auswertung der Netzfrequenz f nicht erforderlich. Es kommt aber auch in Betracht, dass ohne Spannungseinbruch der Netzspannung U eine so starke Frequenzschwingung auftritt und somit anhand der Frequenz f erkannt werden kann, dass das zum Erkennen eines Ereignisses E führt. Insoweit ist die Abhängigkeit des Ereignisses E von der Netzspannung U und der Netzfrequenz f auch so zu verstehen, dass beide Größen dazu überwacht werden. Grundsätzlich kommt aber natürlich auch in Betracht, dass beiden Größen zusammen zum Erkennen eines Ereignisses E führen. Außerdem können auch weitere Größen verwendet werden, wie bspw. eine zeitliche Ableitung der Netzfrequenz, um nur ein weiteres Beispiel zu nennen, das hier der Einfachheit halber aber nicht als Eingangsgröße für die Ereigniserkennungseinheit 616 gezeigt ist. Die Stützsteuerfunktion in dem Stützsteuerfunktionsblock 614 erhält als Eingangsgrößen, genau wie der Normalsteuerfunktionsblock 606, die Netzspannung U und die Netzfrequenz f. Zusätzlich erhält die Stützsteuerfunktion und damit derSuch a switch can be triggered by the detection of a network problem, network error or end of such a network error. This is shown in FIG. 6 as an event E for simplicity. This event E is detected in an event detection unit 616. It should be noted at this point that both the event detection unit 616 and the selection device 612 and also the other elements shown can also be implemented differently. In particular, the structure shown overall for the control device 600 can also be implemented as software in a control device, to name just one further example. In any case, the event detection unit 616 illustrates that the event E can be detected as a function of the mains voltage U and the mains frequency f. This may, for example, be such that a voltage dip leads to the detection of an event E. In this case, an evaluation of the network frequency f would not be required. But it is also contemplated that such a strong frequency oscillation occurs without voltage drop of the mains voltage U and thus it can be detected on the basis of the frequency f that leads to the detection of an event E. In that regard, the dependence of the event E of the mains voltage U and the network frequency f is also to be understood so that both variables are monitored to. In principle, of course, comes into consideration that both sizes together lead to the recognition of an event E. In addition, other variables can be used, such as a time derivative of the network frequency, to name just another example, which is here for the sake of simplicity but not shown as an input to the event detection unit 616. The support control function in the support control function block 614 receives as inputs, as does the normal control function block 606, the utility voltage U and the grid frequency f. Additionally receives the support control function and thus the

Stützsteuerfunktionsblock 614 als eine weitere Eingangsgröße von der Netzfrequenz f eine zeitliche Ableitung /. Diese abgeleitete Netzfrequenz / wird in der Ableiteinrichtung 618 erzeugt. Besonders kann eine Wirkleistung P in Abhängigkeit einer solchenSupport control function block 614 as a further input from the grid frequency f a time derivative /. This derived network frequency / is generated in the diverter 618. In particular, an active power P depending on such

Frequenzableitung / erzeugt werden bzw. diese zusätzlich mit berücksichtigen. Frequency derivative / are generated or take this into account.

Darüber hinaus ist auch eine Frequenzanalyse bzw. über eine DFT in der Frequenzanalyseeinrichtung 620 vorgesehen. Das Ergebnis ist besonders ein Frequenzspektrum f(f) der Netzfrequenz f. Durch eine Frequenzanalyse, also bspw. eine entsprechende Fourier-Transformation, kann eine charakteristische Schwingung eines in Figur 6 schematisch dargestellten Synchrongenerators 622 eines Großkraftwerks 624 erkannt werden. Dieses frequenzabhängige Frequenzspektrum f(f) kann somit ebenfalls in der Ereigniserkennungseinheit 616 ausgewertet werden, was hier nur der Einfachheit halber nicht dargestellt ist. Besonders kann gemäß einer Ausführungsform die Ereigniserkennungseinheit 616 aus dem Frequenzspektrum f(f) der Netzfrequenz f, das die Frequenzanalyseeinrichtung 620 erzeugt hat, die charakteristische Schwingfrequenz des Synchrongenerators 622 kennen und dann bei der Überwachung der Netzfrequenz f feststellen, ob die Netzfrequenz f ausgerechnet mit dieser charakteristischen Frequenz des Synchrongenerators 622 schwingt. Erfolgt dies mit entsprechend hoher Amplitude, kann dies dazu führen, dass ein Ereignis E erkannt wird. Dieses Ereignis E kann entsprechend auch eine Eingangsgröße für die Stützsteuerfunktion und damit den Stützsteuerfunktionsblock 614 bilden. Ein solch erkanntes Ereignis E kann dabei für die Stützsteuerfunktion in dem Stützsteuerfunktionsblock 614 als zeitlicher, nämlich zeitlich präziser, Auslöser verwendet werden, was in der Fachsprache auch als Trigger bezeichnet wird. In addition, a frequency analysis or via a DFT in the frequency analysis device 620 is provided. The result is in particular a frequency spectrum f (f) of the network frequency f. By means of a frequency analysis, that is, for example, a corresponding Fourier transformation, a characteristic oscillation of a synchronous generator 622 of a large-scale power plant 624, shown schematically in FIG. 6, can be detected. This frequency-dependent frequency spectrum f (f) can thus also be evaluated in the event detection unit 616, which is not shown here for the sake of simplicity. In particular, according to an embodiment, the event detection unit 616 may know the characteristic oscillation frequency of the synchronous generator 622 from the frequency spectrum f (f) of the network frequency f, and then, when monitoring the network frequency f, determine whether the network frequency f is exactly this characteristic frequency of the synchronous generator 622 oscillates. If this happens with a correspondingly high amplitude, this can lead to an event E being detected. Accordingly, this event E can also form an input variable for the backup control function and thus the backup control function block 614. Such a recognized event E can be used for the support control function in the support control function block 614 as temporal, namely temporally precise, triggers, which is also referred to in the jargon as a trigger.

Das Frequenzspektrum f(f), das gemäß der schematischen Darstellung der Figur 6 ebenfalls eine Eingangsgröße für den Stützsteuerfunktionsblock 614 ist, kann besonders auch zur Anpassung der Stützsteuerfunktion bzw. zu ihrer Parametrierung verwendet werden. Besonders kann eine Dynamik, insbesondere ein Eigenwert, der Stützsteuerfunktion von einer erfassten charakteristischen Schwingfrequenz des Synchrongenerators 622 abhängen. The frequency spectrum f (f), which according to the schematic representation of FIG. 6 is likewise an input variable for the support control function block 614, can also be used in particular for adaptation of the support control function or for its parameterization. In particular, a dynamic, in particular an eigenvalue, the Support control function of a detected characteristic oscillation frequency of the synchronous generator 622 depend.

Wird also ein Ereignis E erkannt, schaltet die Auswahleinrichtung 612 um, so dass die Leistungsvorgabe S(t) von der Stützsteuerfunktion in dem Stützsteuerfunktionsblock 614 vorgegeben wird und dazu erhält der Stützsteuerfunktionsblock 614 als Eingangsgrößen die Netzspannung U, die Netzfrequenz f und ihre Ableitung /. Außerdem können das Frequenzspektrum f(f) und das auslösende bzw. erkannte Ereignis E zusätzlich berücksichtigt werden. Thus, when an event E is detected, the selector 612 toggles such that the power preset S (t) is given by the support control function in the support control function block 614, and the support control function block 614 receives as inputs the utility voltage U, the grid frequency f and its derivative. In addition, the frequency spectrum f (f) and the triggering or recognized event E can additionally be taken into account.

Hierdurch kann die Eigenart und das Verhalten des Synchrongenerators 622 erfasst und darauf konkret reagiert werden. Durch die im elektrischen Sinne große Nähe des Synchrongenerators 622 zu der Einspeiseeinrichtung 602, und damit zu einer umrichtergeführten Erzeugungseinheit, für die die Steuereinrichtung 600 und die Einspeiseeinrichtung 602 zusammenstehen, kann durch diese Erzeugungseinheit gezielt Einfluss auf das Verhalten des Synchrongenerators 622 genommen werden, nämlich durch geschicktes Einspeisen einer Leistung S(t). As a result, the peculiarity and the behavior of the synchronous generator 622 can be detected and reacted to it concretely. By close proximity of the synchronous generator 622 in the electrical sense to the feed device 602, and thus to a converter-controlled generating unit, for which the control device 600 and the feed device 602 together, can be specifically taken by this generating unit influence on the behavior of the synchronous generator 622, namely by clever feeding of a power S (t).

Figur 7 zeigt schematisch ein Diagramm mit verschiedenen Strategien einer Leistungserhöhung nach einem Netzproblem, Netzfehler oder Ende des Netzfehlers. Hierbei ist in dem oberen Diagramm ein Frequenzgradient 710, der mathematisch auch als df/dt bezeichnet werden kann, mit abklingender Amplitude gezeigt. Das untere Diagramm zeigt dazu verschiedene Leistungserhöhungen als Leistungsverläufe 701 bis 704. Beide Diagramme verwenden dieselbe Zeitachse. FIG. 7 schematically shows a diagram with different strategies of a power increase after a network problem, network error or end of the network error. In this case, in the upper diagram, a frequency gradient 710, which can also be referred to mathematically as df / dt, is shown with decaying amplitude. The lower diagram shows various performance increases as performance curves 701 to 704. Both diagrams use the same time axis.

Die Figur 7 zeigt dabei einen Leistungseinbruch, bei dem die Leistung beispielhaft von einem Anfangswert Po auf 0 absinkt. Die tatsächliche Betrachtung bzw. Veranschaulichung beginnt aber erst zum Zeitpunkt to, zu dem dann eine Leistungseinspeisung, nämlich Wirkleistungseinspeisung wieder aufgenommen werden soll. Auch das im oberen Diagramm dargestellte schwingende Verhalten der Frequenz bzw. die dargestellte Schwingung des Frequenzgradienten 710 wird erst ab diesem Zeitpunkt to betrachtet. Besonders sind die beiden Diagramme im Bereich vor dem Zeitpunkt to nicht aufeinander abgestimmt. Jedenfalls weist die Netzfrequenz zum Zeitpunkt to eine etwa sinusförmige Schwingung auf, die abklingt. Entsprechen ist auch der Verlauf des Frequenzgradienten 710 etwa sinusförmig und abklingend. Außerdem ist noch ein Verlauf eines Scheitelwertes S_fG(t) des Frequenzgradienten 710 eingezeichnet, der auch als Scheitelwertfunktion 712 be- zeichnet werden kann. Die Scheitelwertfunktion 712 gibt somit zu jedem Zeitpunkt einen Maximalwert des Frequenzgradienten 710 an und bildet damit etwa eine obere Kurve zweier einhüllender Kurven des schwingenden Frequenzgradienten. FIG. 7 shows a power dip in which the power drops, for example, from an initial value Po to zero. However, the actual viewing or illustration begins only at time to, to which then a power feed, namely active power feed is to be resumed. Also, the oscillating behavior of the frequency or the vibration of the frequency gradient 710 shown in the upper diagram is only considered from this point in time to. In particular, the two diagrams in the area before time to are not matched. In any case, the network frequency at time to an approximately sinusoidal oscillation, which subsides. Corresponding to the course of the frequency gradient 710 is approximately sinusoidal and decaying. In addition, a curve of a peak value S _fG (t) of the frequency _gradient 710 is drawn in, which is also known as the peak value function 712. can be drawn. The peak value function 712 thus indicates at each instant a maximum value of the frequency gradient 710 and thus forms approximately an upper curve of two enveloping curves of the oscillating frequency gradient.

In Abhängigkeit des Frequenzgradienten 710 werden unterschiedliche Möglichkeiten einer Leistungserhöhung im unteren Diagramm angegeben. Der erste Leistungsverlauf 701 bildet eine einfache Rampe, die nicht von dem Frequenzgradienten 710 abhängt. Eine solche Rampe kann den Stand der Technik bilden, sie kann aber auch als Basis für eine Überlagerung mit einer vom Frequenzgradienten 710 abhängigen Leistungsfunktion dienen. Eine solche Überlagerung zeigt der zweite Leistungsverlauf 702. Der setzt sich zusammen aus der Rampe des ersten Leistungsverlaufs 701 bzw. einer ähnlichen Rampe, und einer unmittelbar von dem Frequenzgradienten abhängigen Leistungsfunktion, die überlagert mit der Rampe den zweiten Leistungsverlauf 702 bildet. Die unmittelbar von dem Frequenzgradienten abhängige Leistungsfunktion kann bspw. eine zu dem Frequenzgra- dienten proportionale Funktion sein. Es ergibt sich somit ein Anstieg der Leistung, der aber Schwingungen gezielt entgegenwirken kann, was durch die überlagerte von dem Frequenzgradienten abhängige Leistungsfunktion erreicht werden kann. Die Leistung steigt also an, ohne dabei die Schwingung, die sich in dem Frequenzgradienten 710 wiederspiegelt, anzuregen. Stattdessen wird eine solche Schwingung bedämpft. Der dritte Leistungsverlauf 703 ist nur abhängig von der Scheitelwertfunktion, betrachtet also nicht die Schwingung des Frequenzgradienten 710, sondern nur den Verlauf der Amplitude. Damit weist der dritte Leistungsverlauf 703 keine Schwingung auf. Er lässt zu Beginn der gewünschten Leistungserhöhung die Leistung nur schwach ansteigen. Klingt dann die Schwingung ab, kann auch die Leistung stärker erhöht werden. Dadurch weist der dritte Leistungsverlauf 703 eine mit der Zeit zunehmende Steigung auf, was auch als ein allgemeines Merkmal vorgeschlagen wird. Depending on the frequency gradient 710, different possibilities for increasing the power are indicated in the lower diagram. The first power curve 701 forms a simple ramp that does not depend on the frequency gradient 710. Such a ramp may constitute the state of the art, but it may also serve as a basis for superposition with a frequency function 710-dependent power function. The second power curve 702 shows such an overlay. It is composed of the ramp of the first power curve 701 or a similar ramp, and a power function directly dependent on the frequency gradient, which superimposed forms the second power curve 702 with the ramp. The power function directly dependent on the frequency gradient can, for example, be a function proportional to the frequency gradient. This results in an increase in power, but can specifically counteract vibrations, which can be achieved by the superimposed of the frequency gradient dependent performance function. The power thus increases, without thereby stimulating the oscillation, which is reflected in the frequency gradient 710. Instead, such a vibration is damped. The third power curve 703 is only dependent on the peak value function, ie does not consider the oscillation of the frequency gradient 710, but only the course of the amplitude. Thus, the third power curve 703 has no oscillation. At the beginning of the desired power increase, it only weakens the power. When the vibration stops, the power can be increased more. As a result, the third performance curve 703 has a gradient increasing with time, which is also proposed as a general feature.

Ein weiterer Vorschlag ist, dem Leistungsverlauf 703 eine von dem Frequenzgradienten 710 abhängigen Leistungsfunktion zu überlagern. Statt diese Leistungsfunktion dem rampenförmigen Leistungsverlauf 701 zu überlagern, wird hier also vorgeschlagen diese Leistungsfunktion dem dritten Leistungsverlauf 703 zu überlagern. Das Ergebnis ist der vierte Leistungsverlauf 704. Hierdurch können die beschriebenen Vorteile synergetisch kombiniert werden. Der anfangs schwache Anstieg des dritten Leistungsverlaufs verhindert bei einem schwingenden Zustand eine zu starke Leistungserhöhung und die unmittelbar von dem Frequenzgradienten abhängige Leistungsfunktion steuert den Schwin- gungen gezielt gegen. Besonders ermöglicht auch der schwache Anstieg des dritten Leistungsverlaufs dort ein stärkeres Gegensteuern durch die unmittelbar von dem Frequenzgradienten abhängige Leistungsfunktion. A further proposal is to superimpose a performance function 703 on a power function which depends on the frequency gradient 710. Instead of superimposing this power function on the ramp-shaped power curve 701, it is therefore proposed here to superimpose this power function on the third power curve 703. The result is the fourth power curve 704. As a result, the described advantages can be combined synergistically. The initially weak increase of the third power curve prevents an excessive power increase in the case of an oscillating state, and the power function directly dependent on the frequency gradient controls the oscillation frequency. targeted against. In particular, the slight increase in the third power curve there also allows a stronger countersteering by the directly dependent on the frequency gradient power function.

Die Netzstruktur der Figur 8 veranschaulicht einen Netzabschnitt 800, der im Wesentli- chen durch eine erst und zweite Reaktanz 801 und 802 gebildet wird, die hier der Einfachheit halber als gleich groß angenommen werden. Dieser Netzabschnitt 800 ist mit dem restlichen Netz 804 verbunden, das hier vereinfachend als starres Netz angenommen wird. The network structure of FIG. 8 illustrates a network section 800, which is essentially formed by first and second reactances 801 and 802, which for the sake of simplicity are assumed to be the same size here. This network section 800 is connected to the rest of the network 804, which for simplicity is assumed to be a rigid network.

Weiterhin ist eine Synchronmaschine 806 vorhanden, die auch als Synchrongenerator bezeichnet werden kann, und die direkt, also ohne Zwischenschaltung eines Umrichters, mit dem elektrischen Versorgungsnetz gekoppelt ist, nämlich hier mit dem Netzabschnitt 800 an der ersten Reaktanz 801. Die Synchronmaschine 806 kann über eine Turbine 808 mit Antriebswelle 810, was hier nur angedeutet ist, angetrieben werden und diese drei Elemente stehen hier auch repräsentativ für ein Kraftwerk 816. Damit ist die Synchron- maschine 806 über diesen Netzabschnitt 800 mit dem restlichen Netz 804 verbunden. Für diese Synchronmaschine bildet der Netzabschnitt 800, besonders die beiden Reaktanzen 801 und 802 einen Lastflusspfad. Furthermore, a synchronous machine 806 is present, which can also be referred to as a synchronous generator, and which is coupled directly, so without the interposition of an inverter, to the electrical supply network, namely here with the network section 800 at the first reactance 801. The synchronous machine 806 can via a Turbine 808 with drive shaft 810, which is only indicated here, are driven and these three elements are also representative of a power plant 816. Thus, the synchronous machine 806 is connected via this network section 800 with the rest of the network 804. For this synchronous machine, the network section 800, particularly the two reactances 801 and 802 form a load flow path.

Ein Windpark 812 ist hier durch eine Admittanz YL als Verbraucher wiedergegeben und zwischen der ersten und zweiten Reaktanz 801 , 802 angeschlossen. Ein Schalter 814 veranschaulicht, dass der Windpark 812 auch von dem Netzabschnitt 800 getrennt werden kann. A wind farm 812 is here represented by an admittance YL as a consumer and connected between the first and second reactance 801, 802. A switch 814 illustrates that the wind farm 812 may also be disconnected from the grid section 800.

Über die Struktur der Figur 8 kann die Wirkung einer Einspeisung durch den Windpark 812 auf eine Stabilitätsreserve des Kraftwerks 816, welches mit seiner Synchronmaschine 806, mit dem Netz 804 verbunden ist, verdeutlicht werden. Der Windpark 812 und damit die Einspeisung ist dabei in dem Lastflusspfad, nämlich zwischen der ersten und zweiten Reaktanz 801 , 802 angeschlossen. Through the structure of FIG. 8, the effect of feed-in by the wind farm 812 on a stability reserve of the power plant 816, which is connected with its synchronous machine 806 to the grid 804, can be clarified. The wind farm 812 and thus the feed is connected in the load flow path, namely between the first and second reactance 801, 802.

Zu der Struktur der Figur 8 zeigt die Figur 8a eine Arbeitskennlinie 830, die eine Dreh- moment-Polradwinkelabhängigkeit der Synchronmaschine 806 im Normalbetrieb bei einer parallelen Einspeisung durch die Synchronmaschine 806 und den Windpark 812 darstellt. Referring to the structure of FIG. 8, FIG. 8 a shows a working characteristic curve 830 which represents a torque / rotor angle dependence of the synchronous machine 806 in normal operation with a parallel feed by the synchronous machine 806 and the wind farm 812.

Figuren 8a und 8b verwenden die gleiche Darstellung wie die Figuren 3 und 4. In Figur 8a ist dargestellt, wie sich eine Arbeitskennlinie, die grundsätzlich auch synonym als Betriebskennlinie bezeichnet werden kann, verändert, wenn eine Wirkleistungseinspeisung durch den Windpark 812 reduziert wird. Figur 8a zeigt dazu, wie sich die Arbeitskennlinie 830 des Synchrongenerators 806 nach links oben zu der veränderten ersten Arbeitskennlinie 832 durch die Reduzierung der Wirkleistungseinspeisung verschiebt. FIGS. 8a and 8b use the same representation as FIGS. 3 and 4. FIG. 8 a shows how a working characteristic, which in principle can also be called synonymous as an operating characteristic, changes when an active power feed through the wind farm 812 is reduced. FIG. 8a shows how the operating characteristic 830 of the synchronous generator 806 shifts to the upper left to the changed first operating characteristic 832 by the reduction of the active power feed.

Hierdurch ergeben sich mögliche Bremsflächen, wie sie in den Figuren 3 und 4 gezeigt sind, und solche möglichen Bremsflächen können sich durch die gezeigte Verschiebung vergrößern. Es ist somit erkennbar, dass durch diese Anregung, also durch diese Redu- zierung der Wirkleistungseinspeisung, die Stabilitätsreserve verbessert wird, bzw. dass eine maximal mögliche Anregung bei solchen stabilen Nachfehlerbedingungen vergrößert wird. This results in possible braking surfaces, as shown in Figures 3 and 4, and such possible braking surfaces can increase by the displacement shown. It can thus be seen that the stability reserve is improved by this excitation, ie by this reduction of the active power feed, or that a maximum possible excitation is increased in such stable post-fault conditions.

Figur 8b dagegen zeigt den Einfluss einer zusätzlichen Blindstromeinspeisung auf die Drehmoment-Polradwinkelabhängigkeit durch den Windpark 812. Die Arbeitskennlinie 830, von der ausgegangen wird entspricht der Arbeitskennlinie 830 der Figur 8a. Somit bildet die Arbeitskennlinie 830 in Figur 8b wieder einer Ausgangskennlinie bei einer parallelen Einspeisung durch den Synchrongenerator 806, also das Kraftwerk 816 und den Windpark 812. FIG. 8b, on the other hand, shows the influence of an additional reactive current feed-in on the torque / pole-wheel angle dependency by the wind farm 812. The working characteristic 830, which is assumed to correspond to the operating characteristic 830 of FIG. 8a. Thus, the working characteristic 830 in FIG. 8b again forms an output characteristic curve in the case of a parallel supply by the synchronous generator 806, that is to say the power plant 816 and the wind farm 812.

Speist der Windpark 812 nun einen zusätzlichen kapazitiven und damit übererregten Blindstrom ein, steigert sich die Stabilitätsreserve (die möglichen Bremsflächen) der Synchronmaschine 806 durch die Verschiebung der Drehmoment-Polradwinkelkennlinie, also der Arbeitskennlinie 830 nach oben zu einer veränderten zweiten Arbeitskennlinie 834. Diese Verschiebung erreicht nämlich eine Erhöhung bzw. Vergrößerung der Bremsflächen, wie sie in den Figuren 3 und 4 erläutert wurden. Zur Veranschaulichung ist in der Figur 8b auch eine Reaktion auf eine Einspeisung eines induktiven Blindstroms durch den Windpark 812 dargestellt. Dadurch ergibt sich die veränderte dritte Arbeitskennlinie 836, die nach unten verschoben ist. Das zeigt, dass diese Einspeisung eines induktiven Blindstroms die Stabilität der Synchronmaschine 806 entsprechend der unteren Arbeitskennlinie 836 verschlechtert. Durch Einspeisen eines induktiven Blindstroms in Kombination mit einer Wirkleistungsreduktion durch den Windpark 812 kann beispielsweise alleine der Polradwinkel des Synchrongenerators 806 des Kraftwerkes 816 verändert werden. Hierbei können sich die Effekte gemäß der veränderten ersten und zweiten Arbeitskennlinie 832, 834 überlagern. Die Verschiebung in die andere Richtung kann entsprechend durch eine Wirkleistungsvergrößerung bei gleichzeitig kapazitiver Stromeinspeisung erfolgen. If the wind farm 812 now feeds in an additional capacitive and thus over-excited reactive current, the stability reserve (the possible braking surfaces) of the synchronous machine 806 increases due to the shift of the torque-pole wheel angle characteristic, ie the working characteristic 830, to an altered second operating characteristic 834. This shift is achieved namely an increase or increase in the braking surfaces, as they have been explained in Figures 3 and 4. For the purpose of illustration, FIG. 8b also shows a reaction to an injection of an inductive reactive current through the wind farm 812. This results in the changed third working characteristic 836, which is shifted downwards. This shows that this feed of inductive reactive current degrades the stability of the synchronous machine 806 corresponding to the lower operating characteristic 836. For example, by feeding an inductive reactive current in combination with an active power reduction by the wind farm 812, the pole wheel angle of the synchronous generator 806 of the power plant 816 alone can be changed. In this case, the effects according to the changed first and second working characteristic 832, 834 can overlap. The shift in the other direction can be done accordingly by an increase in active power with simultaneous capacitive power supply.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird für die Steuerung der Leistungseinspeisung durch die umrichtergeführte Erzeugungseinheit ein Verhalten einer Synchronmaschine emuliert und dafür kann eine virtuelle Synchronmaschine mit einem virtuellen Massenträgheitsmoment zu Grunde gelegt werden. Dieses Verhalten und/oder eine Vergrößerung des virtuellen Massenträgheitsmoments wird vorzugsweise nach einer Spannungswiederkehr aktiviert. Eine Aktivierung kommt auch beim Durchgang der pendelnden Frequenz durch die Vorfehlernetzfrequenz, also durch die Frequenz, die vor dem Fehler vorlag, in Betracht. Das entspräche einem Durchgang durch einen Gleichgewichtspunkt. According to a further embodiment, a behavior of a synchronous machine is emulated for the control of the power supply by the converter-controlled generating unit and for this purpose a virtual synchronous machine with a virtual moment of inertia can be used as the basis. This behavior and / or an increase in the virtual mass moment of inertia is preferably activated after a voltage return. Activation is also considered in the passage of the oscillating frequency through the Vorfehlernetzfrequenz, ie by the frequency that existed before the error. That would correspond to a passage through an equilibrium point.

Als weitere Strategie wird auch eine aktive Schwingungsdämpfung vorgeschlagen. Another strategy proposed is active vibration damping.

Hierzu kommt bspw. eine Simulation eines Längswiderstandes in Betracht. Dieser führt zu einer spannungsabhängigen Einspeisewirkleistung durch den Einspeisestrom, der durch diesen Längswiderstand in der Simulation fließt. Es kommt auch eine Simulation einer frequenzabhängigen Last in Betracht, die somit zu einer frequenzabhängigen Einspeiseleistung bzw. Entnahmeleistung führt. For this purpose, for example, a simulation of a series resistance into consideration. This leads to a voltage-dependent feed-in power through the feed current, which flows through this series resistance in the simulation. It is also a simulation of a frequency-dependent load into consideration, which thus leads to a frequency-dependent feed power or removal power.

Auch andere aktive Dämpfungsverfahren kommen in Betracht, bei denen bspw. eine entsprechend modulierte Leistung eingespeist wird. Other active damping methods come into consideration in which, for example, a correspondingly modulated power is fed.

Die vorgeschlagenen Maßnahmen beziehen sich auf eine hybride Versorgungsstruktur, bei der gleichzeitig konventionell und umrichtergespeist eingespeist wird. Somit wird auch vorgeschlagen, die Umrichterdurchdringung zu berücksichtigen und davon abhängig die vorgeschlagenen Maßnahmen zu ergreifen. The proposed measures relate to a hybrid supply structure, in which conventional and converter-fed input are used simultaneously. Thus, it is also proposed to take into account the inverter penetration and depending on the proposed measures to take.

Bei einem sehr hohen Anteil einer umrichtergespeisten Einspeisung, insbesondere >95%, wird gemäß einem Aspekt vorgeschlagen, auf eine schnellst mögliche Wirkleis- tungswiederkehr umzuschalten. Hier wird eine Instabilitätsneigung der Synchronmaschine in Kauf genommen, da in Netzen mit einer sehr hohen regenerativen Durchdringung die Wiederherstellung des Leistungsgleichgewichtes priorisiert werden muss. Hier liegt besonders die Erkenntnis zu Grunde, dass in einem solchen System die Schwungmasse gering, und die Frequenzsensitivität hoch ist. Es wurde somit erkannt, dass nach einem Netzfehlerereignis u.U. die Art der Wirkleistungswiederkehr von umrichtergespeisten Einspeisern, wie z.B. Photovoltaikanlagen (PV), Windenergieanlagen oder, Batteriespeichern, einen Einfluss auf die Stabilität von Synchronmaschinen hat. Es wurde auch erkannt, dass der Effekt stark abhängig ist von dem aktuellen Anteil von umrichterbasierten Einspeisern. In the case of a very high proportion of a converter-fed feed, in particular> 95%, it is proposed according to one aspect to switch to a fastest possible return of active power. Here, a tendency to instability of the synchronous machine is accepted, since in networks with a very high regenerative penetration, the restoration of the power balance must be prioritized. This is particularly based on the recognition that in such a system, the flywheel low, and the frequency sensitivity is high. It was thus recognized that the type of active power recovery of converter-fed feeders, such as photovoltaic systems (PV), wind turbines or battery storage devices, for example, may have an influence on the stability of synchronous machines after a network fault event. It has also been recognized that the effect is highly dependent on the current proportion of converter-based feeders.

Bisher war ein Nach-Fehlerverhalten in den wenigsten Grid Codes konkret vorgeschrieben. Wenn überhaupt ist nur von einer möglichst schnellen Wirkleistungswiederkehr die Rede. Die resultierenden dynamischen Effekte bei den elektrisch benachbarten Synchronmaschinen wurden nicht beachtet und auch nicht der aktuelle Anteil, also die Penet- ration, von umrichterbasierten Einspeisern, also von umrichtergeführten Erzeugungseinheiten, im Gesamtnetz und in der Nähe der entsprechenden, zu steuernden Windenergieanlage. So far, a post-fault behavior in the fewest grid codes was specifically prescribed. If anything, only the fastest possible return of active power is mentioned. The resulting dynamic effects in the electrically adjacent synchronous machines were ignored and neither was the current share, ie the penetration, of converter-based feeders, ie of converter-controlled generating units, in the overall network and in the vicinity of the corresponding wind turbine to be controlled.

Als ein angestrebtes Ziel wird somit auch angesehen, ein Fehlerdurchfahrverhalten und auch ein Nachfehlerverhalten (FRT- und Post-FRT-Verhalten) einer umrichtergesteuerten Einspeiseeinheit zukünftig von der momentanen Penetration des Netzes mit umrichtergesteuerten Einspeiseeinheiten abhängig zu machen und auf eine Instabilitätsneigung aktiv zu reagieren. Für dieses Ziel soll besonders folgende Möglichkeit realisiert werden: As a desired goal is thus also considered to make a Fehlerfahrfahrverhalten and a Nachfehlerverhalten (FRT and post-FRT behavior) of a converter-controlled feed unit in the future of the current penetration of the network with inverter controlled feed units dependent and to react actively to a instability tendency. For this purpose the following possibility should be realized:

Umrichtergesteuerte Erzeugungseinheiten reagieren mit angepassten Nachfehlerverhalten auf das Nachfehlerverhalten der in der Nähe befindlichen Synchronmaschinen. Besonders soll eine Systemstabilität und Stabilität elektrisch benachbarter Synchrongeneratoren bei einer lokal und global hohen Penetration mit umrichtergesteuerten Erzeugungseinheiten erreicht werden. Es soll auch erreicht werden, dass zukünftig mehr umrichtergesteuerte Erzeugungseinheiten errichtet und ans Netz angeschlossen werden dürfen, selbst wenn nur noch wenige direktgekoppelte Synchrongeneratoren am Netz in Betrieb sind. Inverter-controlled generating units react with adapted after-fault behavior to the after-fault behavior of the synchronous machines located in the vicinity. In particular, a system stability and stability of electrically adjacent synchronous generators should be achieved with a locally and globally high penetration with converter-controlled generation units. It is also to be achieved that in the future more converter-controlled generation units may be set up and connected to the grid, even if only a few directly coupled synchronous generators are in operation on the grid.

Claims

Ansprüche claims

1. Verfahren zum Austauschen, insbesondere Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz, das eine Netzfrequenz ausweist, mittels einer umrichtergeführten Erzeugungseinheit an einem Netzanschlusspunkt, umfassend die Schritte: 1. A method for exchanging, in particular feeding electrical power into an electrical supply network, which identifies a network frequency, by means of a converter-controlled generating unit at a network connection point, comprising the steps:

Einspeisen elektrischer Leistung in Abhängigkeit einer Steuerfunktion, wobei die elektrische Leistung Wirk- und Blindleistung umfassen kann, Supplying electrical power in dependence on a control function, wherein the electrical power may include active and reactive power,

wobei die Steuerfunktion die Leistung in Abhängigkeit wenigstens einer Zustandsgröße des elektrischen Versorgungsnetzes steuert und wherein the control function controls the power as a function of at least one state variable of the electrical supply network and

als Steuerfunktion zwischen einer Normalsteuerfunktion und einer zur Normalsteuerfunktion verschiedenen Stützsteuerfunktion ausgewählt werden kann, und can be selected as a control function between a normal control function and a support control function different from the normal control function, and

die Normalsteuerfunktion ausgewählt wird, wenn erkannt wurde, dass das elektrische Versorgungsnetz stabil arbeitet und the normal control function is selected when it has been detected that the electrical supply network is operating stably and

die Stützsteuerfunktion ausgewählt wird, wenn ein Netzproblem, Netzfehler oder ein Ende des Netzfehlers erkannt wurde, wobei the backup control function is selected when a network problem, network failure or end of network failure has been detected, wherein

die Stützsteuerfunktion die eingespeiste Leistung so steuert, dass einer Schwingung im elektrischen Versorgungsnetz entgegengewirkt werden kann, besonders einer Schwingung eines mit dem elektrischen Versorgungsnetz verbundenen Synchrongenerators, bzw. einer durch den Synchrongenerator verursachten Schwin- gung. the backup control function controls the fed-in power in such a way that oscillation in the electrical supply network can be counteracted, in particular oscillation of a synchronous generator connected to the electrical supply network, or a vibration caused by the synchronous generator.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , 2. The method according to claim 1,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

einer Schwingung entgegengewirkt wird, die hervorgerufen wird durch eine Reaktion wenigstens eines direkt mit dem elektrischen Versorgungsnetz gekoppelten Synchrongenerators auf das Netzproblem, den Netzfehler bzw. das Netzfehlerende. a vibration is counteracted, which is caused by a reaction of at least one directly coupled to the electrical supply network synchronous generator on the network problem, the network error or the Netzfehlerende.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

erfasst wird, ob wenigstens ein für den Netzanschlusspunkt schwingungsrelevanter Synchrongenerator mit dem elektrischen Versorgungsnetz gekoppelt ist, wobei ein für den Netzanschlusspunkt schwingungsrelevanter Synchrongenerator elektrisch so nah an dem Netzanschlusspunkt angeordnet ist und/oder so stark auf den Netzanschlusspunkt wirkt, dass eine Generatorschwingung des elektrischen Synchrongenerators, bei der der Synchrongenerator um einen Arbeitspunkt schwingt, an dem Netzanschlusspunkt messbar ist, insbesondere als Frequenzschwankung oder als Spannungsschwankung messbar ist. it is detected whether at least one for the network connection point vibration-relevant synchronous generator is coupled to the electrical supply network, one for the network connection point vibration-relevant synchronous generator is electrically arranged so close to the network connection point and / or acts so strong on the network connection point that a generator oscillation of the electric synchronous generator, in which the synchronous generator oscillates around an operating point, at the network connection point is measurable, in particular as a frequency fluctuation or voltage fluctuation is measurable.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

im elektrischen Versorgungsnetz, insbesondere am Netzanschlusspunkt, ein Frequenzgradient erfasst wird, in the electrical supply network, in particular at the grid connection point, a frequency gradient is detected,

unmittelbar nach dem Netzproblem, Netzfehler oder Ende des Netzfehlers eine Wirkleistungseinspeisung durch die umrichtergeführte Erzeugungseinheit wieder aufgenommen wird, bei der die Wirkleistungseinspeisung zeitlich ansteigend erhöht wird, wobei die Erhöhung gemäß wenigstens einer Vorschrift durchgeführt wird aus der Liste aufweisend Immediately after the network problem, network error or end of the network error active power supply is resumed by the inverter-based generating unit, in which the active power supply is increased in time, the increase is carried out according to at least one rule from the list

Erhöhen der Wirkleistungseinspeisung in Abhängigkeit des erfassten Frequenzgradienten, wobei die Wirkleistungseinspeisung bei einem positiven Frequenzgradienten langsamer als bei einem negativen Frequenzgradienten erhöht wird, Increasing the active power feed in dependence on the detected frequency gradient, wherein the active power feed is increased more slowly with a positive frequency gradient than with a negative frequency gradient,

Erhöhen der Wirkleistungseinspeisung in Abhängigkeit des erfassten Frequenzgradienten so, dass sich die Erhöhung Increase the active power supply depending on the detected frequency gradient so that the increase

mit zunehmenden Frequenzgradienten verzögert und delayed with increasing frequency gradients and

mit abfallenden Frequenzgradienten beschleunigt, und accelerated with decreasing frequency gradients, and

Erhöhen der Wirkleistungseinspeisung in Abhängigkeit eines Scheitelwertes eines oszillierenden Frequenzgradienten so, dass bei Verringerung des Scheitelwertes mit abschwellender Frequenzoszillation das Erhöhen der Wirkleistungseinspeisung vergrößert wird. Increasing the active power feed in dependence on a peak value of an oscillating frequency gradient so that increasing the active power feed is increased as the peak value decreases with decaying frequency oscillation.

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

im elektrischen Versorgungsnetz, insbesondere am Netzanschlusspunkt, ein Frequenzwert erfasst wird, und in the electrical supply network, in particular at the grid connection point, a frequency value is detected, and

unmittelbar nach dem Netzproblem, Netzfehler oder Ende des Netzfehlers eine Wirkleistungseinspeisung durch die umrichtergeführte Erzeugungseinheit wieder aufgenommen wird, bei der die Wirkleistungseinspeisung zeitlich ansteigend erhöht wird, wobei Immediately after the network problem, network error or end of the network error active power feed is resumed by the inverter-based generating unit, in which the active power supply is increased in time, wherein

die Erhöhung in Abhängigkeit eines Scheitelwertes der Netzfrequenz so erhöht wird, dass bei Verringerung des Scheitelwertes mit abschwellender Frequenzoszillation das Erhöhen der Wirkleistungseinspeisung vergrößert wird. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, the increase in dependence on a peak value of the mains frequency is increased so that increasing the active power feed is increased when the peak value decreases with decaying frequency oscillation. Method according to one of the preceding claims,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

unmittelbar nach dem Netzproblem, Netzfehler oder Ende des Netzfehlers eine Blindleistung eingespeist wird und a reactive power is fed in immediately after the mains problem, mains fault or end of the mains fault, and

zum Einspeisen der Blindleistung eine Blindleistungsfunktion verwendet wird, die einen Zusammenhang zwischen einer erfassten Spannung und der einzuspeisenden Blindleistung angibt, wobei zwischen einer ersten und einer zweiten Blindleistungsfunktion ausgewählt werden kann, und for supplying the reactive power, a reactive power function is used, which indicates a relationship between a detected voltage and the reactive power to be fed in, wherein a first and a second reactive power function can be selected, and

die erste Blindleistungsfunktion ausgewählt wird, wenn erkannt wurde, dass das elektrische Versorgungsnetz stabil arbeitet und the first reactive power function is selected when it has been detected that the electrical supply network is operating stably and

die zweite Blindleistungsfunktion ausgewählt wird, wenn eine Generatorschwingung eines für den Netzanschlusspunkt schwingungsrelevanten Synchrongenerators erfasst wurde oder wenn eine solche Generatorschwingung zu erwarten ist, wobei the second reactive power function is selected when a generator oscillation of a synchronous generator that is relevant for the grid connection point has been detected or if such a generator oscillation is to be expected, wherein

die Blindleistung mittels einer spannungsabhängigen Blindleistungsstützfunktion eingespeist wird, und the reactive power is fed by means of a voltage-dependent reactive power support function, and

die zweite Blindleistungsfunktion eine betragsmäßig größere Verstärkung zwischen der erfassten Spannung und der einzuspeisenden Blindleistung aufweist als die erste Blindleistungsfunktion, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass the second reactive power function has a magnitude greater amplification between the detected voltage and the reactive power to be fed in than the first reactive power function, wherein in particular it is provided that

die Normalsteuerfunktion die erste Blindleistungsfunktion ist oder umfasst und the normal control function is or comprises the first reactive power function and

die Stützsteuerfunktion die zweite Blindleistungsfunktion ist oder umfasst. the backup control function is or includes the second reactive power function.

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

die Steuerfunktion, insbesondere die Stützsteuerfunktion, ein Verhalten einer virtuellen Synchronmaschine mit einer Schwungmasse mit einem vor- gebbaren Massenträgheitsmoment implementiert, wobei the control function, in particular the support control function, implements a behavior of a virtual synchronous machine with a flywheel having a predeterminable moment of inertia, wherein

das Verhalten der virtuellen Synchronmaschine wenigstens insoweit implementiert ist, dass the behavior of the virtual synchronous machine is implemented at least insofar as

eine Erhöhung oder Verringerung der Netzfrequenz zu einer Verringerung bzw. Erhöhung der eingespeisten Wirkleistung führt und die Verringerung bzw. Erhöhung der eingespeisten Wirkleistung um so größer ist, je größer das Massenträgheitsmoment vorgegeben wird, insbesondere proportional zum vorgegebenen Massenträgheitsmoment ist und/oder an increase or decrease in the line frequency leads to a reduction or increase in the injected active power and the reduction or increase in the injected active power is greater, the greater the moment of inertia is given, in particular proportional to the predetermined moment of inertia and / or

ein eingespeister Einspeisestrom bei einer Erhöhung oder Verringerung der Netzfrequenz der Netzspannung nacheilt bzw. voreilt und der Einspei- sestrom umso stärker nacheilt bzw. voreilt, um so größer das Massenträgheitsmoment vorgegeben ist. an injected feed-in current lags or leads in the event of an increase or decrease in the grid frequency of the grid voltage and the feed-in sestrom lags even more or leads, the greater the mass moment of inertia is given.

Verfahren nach Anspruch 7, Method according to claim 7,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

unmittelbar nach dem Netzproblem, Netzfehler oder Ende des Netzfehlers, und/oder immediately after the network problem, network failure or end of network failure, and / or

wenn eine Pendelung der Netzfrequenz erfasst wird, beim Durchgang der pendelnden Frequenz durch eine Vorfehlernetzfrequenz, die vor dem Auftreten des Netzproblems bzw. Netzfehlers erfasst wurde, if a commutation of the line frequency is detected, as the oscillating frequency passes through a pre-error network frequency detected before the network problem or network fault occurred,

das Verhalten der virtuellen Synchronmaschine aktiviert wird und/oder das Massenträgheitsmoment erhöht wird. the behavior of the virtual synchronous machine is activated and / or the mass moment of inertia is increased.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, 9. The method according to any one of the preceding claims,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

in der Stützsteuerfunktion eine Dämpfungsregelung zur aktiven Schwin- gungsdämpfung implementiert ist und/oder dass in the support control function, a damping control for active vibration damping is implemented and / or that

zum Einspeisen elektrischer Leistung eine Modulierung einer eingespeisten oder entnommenen Blindleistung dadurch erfolgt, dass die umrichtergeführte Erzeugungseinheit als Admittanz (YL) moduliert wird. for feeding in electric power, a modulation of a fed-in or withdrawn reactive power is carried out by modulating the converter-controlled generating unit as admittance (YL).

10. Verfahren nach Anspruch 9, 10. The method according to claim 9,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

die Dämpfungsregelung wenigstens eine Funktion umfasst aus der Liste aufweisend the damping control comprises at least one function comprising the list

eine Simulation oder Emulation einer frequenzabhängigen Last und eine Simulation oder Emulation einer spannungsabhängigen Last. a simulation or emulation of a frequency dependent load and a simulation or emulation of a voltage dependent load.

1 1. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, 1 1. A method according to any one of the preceding claims,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

eine Auswahl und/oder Parametrierung der Stützsteuerfunktion in Abhängigkeit einer Umrichterdurchdringung erfolgt, wobei die Umrichterdurchdringung ein Maß für den Anteil durch umrichtergesteuerter Einspeiser eingespeister Leistung zu insge- samt in das elektrische Versorgungsnetz eingespeister Leistung ist, besonders einschließlich durch direkt mit dem elektrischen Versorgungsnetz gekoppelter Synchronmaschinen eingespeister Leistung. a selection and / or parameterization of the support control function in response to a Umrichterdurchdringung takes place, wherein the Umrichterdurchdringung a measure of the proportion of converter-controlled feeder fed power to the total fed into the electrical supply network power, especially fed by directly coupled to the electrical supply network synchronous machines Power.

12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, 12. The method according to any one of the preceding claims,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

die Stützsteuerfunktion eine Dämpfungsmaßnahme umfasst, insbesondere entspricht die Stützsteuerfunktion der Normalsteuerfunktion mit der ergänzten Dämp- fungsmaßnahme. the backup control function comprises a damping measure, in particular the backup control function corresponds to the normal control function with the supplemented damping measure.

13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, 13. The method according to any one of the preceding claims,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

bei einer Erkennung einer bzw. der Schwingung wenigstens einer Synchronmaschine im elektrischen Versorgungsnetz eine schnelle Wirkleis- tungswiederkehr durchgeführt wird, insbesondere eine schnellere Wirkleistungswiederkehr als durch die Stützsteuerfunktion vorgegeben werden würde, wenn ein hoher Umrichteranteil, insbesondere von wenigstens 90%, insbesondere wenigstens 95%, erkannt wurde, wobei dann upon detection of the oscillation of at least one synchronous machine in the electrical supply network, a rapid recovery of active power is performed, in particular a faster active power recovery than would be predetermined by the support control function, if a high converter component, in particular of at least 90%, in particular at least 95%, was recognized, in which case

insbesondere ein Außertrittfallen einer direkt mit dem Netz gekoppelten Synchronmaschine in Kauf genommen wird. In particular, an outboard fall of a directly coupled to the network synchronous machine is accepted.

14. Umrichtergeführte Erzeugungseinheit, insbesondere Windenergieanlage zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz, das eine Netzfrequenz ausweist, umfassend: 14. Inverter-controlled generating unit, in particular a wind turbine for feeding electrical power into an electrical supply network, which identifies a network frequency, comprising:

eine Einspeiseeinrichtung zum Einspeisen elektrischer Leistung in Abhängigkeit einer Steuerfunktion, wobei die elektrische Leistung Wirk- und Blindleistung umfassen kann, a feed device for feeding in electric power as a function of a control function, wherein the electric power may include active and reactive power,

wobei eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, in der die Steuerfunktion implementiert ist und wobei die Steuerfunktion die Leistung in Abhängigkeit wenigstens einer Zustandsgröße des elektrischen Versorgungsnetzes steuert und wherein a control device is provided, in which the control function is implemented, and wherein the control function controls the power as a function of at least one state variable of the electrical supply network, and

eine Auswahleinrichtung vorgesehen ist, in der als Steuerfunktion zwischen einer Normalsteuerfunktion und einer zur Normalsteuerfunktion verschiedenen Stützsteuerfunktion ausgewählt werden kann, und wobei die Auswahleinrichtung dazu vorbereitet ist, dass a selection device is provided, in which a control function between a normal control function and a normal control function different support control function can be selected, and wherein the selection device is prepared for that

die Stützsteuerfunktion die eingespeiste Leistung so steuert, dass einer Schwingung im elektrischen Versorgungsnetz entgegengewirkt werden kann, besonders einer Schwingung eines mit dem elektrischen Versor- gungsnetz verbundenen Synchrongenerators, bzw. einer durch den Synchrongenerator verursachten Schwingung. the backup control function controls the fed-in power in such a way that oscillation in the electrical supply network can be counteracted, in particular vibration of a voltage supplied to the electrical supply system. supply network connected synchronous generator, or caused by the synchronous generator oscillation.

15. Umrichtergeführte Erzeugungseinheit, insbesondere Windenergieanlage nach Anspruch 14, 15. converter-controlled generating unit, in particular wind turbine according to claim 14,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 implementiert ist. a method according to any one of claims 1 to 13 is implemented.

16. Windpark mit mehreren Windenergieanlagen, wobei 16. Wind farm with several wind turbines, where

mehrere Windenergieanlagen nach einem der Ansprüche 14 oder 15 vorgesehen sind und/oder a plurality of wind turbines are provided according to one of claims 14 or 15 and / or

- eine Parksteuereinheit vorgesehen ist, in der ein Verfahren nach einem der a parking control unit is provided, in which a method according to one of the

Ansprüche 1 bis 13 implementiert ist, insbesondere, dass die Parksteuereinheit Leistungssollwerte basierend auf einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 13 erzeugt und an die Windenergieanlagen überträgt, oder dass der Windpark eine zentrale Parkeinspeiseeinheit vorsieht, die durch die Parksteuer- einheit gesteuert wird. Claims 1 to 13 is implemented, in particular that the parking control unit generates and transmits power setpoints based on a method of claims 1 to 13 to the wind turbines, or that the wind farm provides a central park feed-in unit, which is controlled by the parking control unit.