EMV-Wind - Entwicklung von EMV-Prognosesystemen und Bereitstellung einer Open Source Plattform zur Beschleunigung von Entwicklungsphasen von Windenergieanlagen

Im Forschungsprojekt EMV-Wind wird eine Open-Source-Software entwickelt, mit der sich elektromagnetische Verträglichkeits- (EMV) bzw. Hochfrequenzeffekte infolge moderner Umrichter im elektrischen Antriebsstrang von Windenergieanlagen analysieren und prognostizieren lassen. Im Fokus stehen dabei die Wechselwirkungen zwischen Umrichter, Generator und den elektrischen Verbindungskomponenten. Hierfür werden sowohl EMV-Analysen des Umrichters durchgeführt als auch Berechnungsroutinen entwickelt, die unter anderem Wellenwandereffekte im Zuleitungskabel, Potentialverteilungen in der Maschinenwicklung sowie Gehäusespannungen und Lagerströme modellieren.

Die im Rahmen des Projekts entwickelten Berechnungsroutinen werden an einem Prüfstand validiert. Hierfür wird der Windkraftdemonstrator aus dem Projekt Magnetring 3 (FKZ: 0324276A) mit schnellschaltenden Umrichtern und zusätzlicher Messtechnik aufgerüstet. An diesem Prüfstand werden die Auswirkungen von Hochfrequenzeffekten auf Degradationsmechanismen wie Teilentladungen und Lagerströme untersucht

Die Erkenntnisse aus den praktischen Untersuchungen sowie die entwickelten Modelle bilden die Grundlage für die Open-Source-Software, welche gezielt auf den Entwicklungsprozess neuer Windenergieanlagen ausgerichtet ist. Ziel ist es, EMV-relevante Fragestellungen bereits in frühen Entwicklungsphasen mithilfe moderner Simulations- und Prognosewerkzeuge zu bewerten. Da Herstellern von Hochleistungs-Windenergieanlagen bislang häufig geeignete Softwarelösungen fehlen, beruhen viele Entscheidungen noch auf Erfahrungswerten. Dies erschwert Innovationen und führt nicht selten zu aufwendigen und kostenintensiven Anpassungen in späten Entwicklungsstadien.