Um das Verhalten von Synchronmaschinen in Netzstabilitätsstudien genau zu simulieren, sollten die Erregersysteme dieser Maschinen angemessen modelliert werden. Da der Aufwand für Datenerfassung, Programmierung und Berechnung so weit wie zulässig begrenzt werden muss, ist es erforderlich, vereinfachte Modelle zu verwenden, die eine vernünftige Genauigkeit aufweisen . Diese Modelle sollten das tatsächliche Betriebsverhalten der Erregersysteme angemessen darstellen:
- während des stationären Zustands vor dem Auftreten des untersuchten Fehlers;
- während des Zeitintervalls von der Anwendung bis zum Rücksetzen des Fehlers;
- während der Schwingungen, die dem Rücksetzen folgen.
Die Modellierung berücksichtigt keine Frequenzabweichungen. Es wird angenommen, dass in Stabilitätsstudien Frequenzabweichungen von bis zu +/- 5 % der Bemessungsfrequenz vernachlässigt werden können, soweit es das Erregersystem betrifft.
Die Modelle der Erregersysteme sollten gültig sein für den stationären Zustand, für die Eigenschwingungsfrequenzen der Synchronmaschinen und für den Frequenzbereich dazwischen. Der abzudeckende Frequenzbereich liegt üblicherweise bei 0 Hz bis 3 Hz.
Die Analyse des asynchronen Betriebs, von untersynchroner Resonanz oder von Verdrehungseffekten der Welle liegen außerhalb des Anwendungsbereichs dieser Modelle.
Der Betrieb von Schutzfunktionen und Feldentladungs- oder Abschwächungseinrichtungen liegt ebenfalls außerhalb des Anwendungsbereichs dieser Modelle.
Die Richtlinien zur Modellierung von Erregersystemen und die Standardmodelle dürfen auch für die Untersuchung anderer dynamischer Probleme mit Bezug zu Synchronmaschinen verwendet werden. Die Modelle sollten dann jedoch überprüft werden, um ihre Eignung diesen Zweck zu bestimmen.
Das allgemeine Funktionsblockdiagramm in Bild 1 zeigt die verschiedenen Bauteile von Erregersystemen an, die in Untersuchungen der Netzstabilität zu berücksichtigen sind. Diese Bauteile schließen ein:
Spannungsregelungselemente;
Begrenzer;
Einrichtung zur Netzstabilisierung (falls verwendet);
Stromrichter (Erreger);
Erregungsleistung.
Das Hauptunterscheidungsmerkmal eines Erregersystems ist die Art und Weise, in der die Erregungsleistung eingespeist und gewandelt wird.
Zuständig ist das DKE/K 311 "Drehende elektrische Maschinen" der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE.
