Wie man die Frequenzdrift auf Inseln charakterisiert

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Charakterisierung des Frequenzgleichgewichts der Inseln

Die Frequenzdrift im Inselnetz lässt sich charakterisieren, indem man das elektrische Verhalten eines netzgekoppelten Wechselrichters einer dezentralen Energieerzeugungsanlage (DER) nach der Trennung vom simulierten Stromnetz beobachtet. Vor der Trennung wird eine Resonanzlast (RLC) so eingestellt, dass die Wirk- und Blindleistung des Wechselrichters ausgeglichen wird, während das Netz die Referenzspannung und -frequenz festlegt. Die Power Hardware-in-the-Loop (PHIL)-Technologie und die automatische Anpassung der Resonanzlast ermöglichen reproduzierbare Inselnetzbedingungen ohne manuelle Anpassung der Lastkomponenten. Nach dem Öffnen der simulierten Netzverbindung beeinflusst die Wechselwirkung zwischen Wechselrichterausgang und Resonanzlastimpedanz Spannung und Frequenz im Inselnetz. Ingenieure können die gemessenen Werte für Spannung, Strom, Frequenz und Phase analysieren, um das Verhalten des isolierten elektrischen Systems unter definierten Betriebsbedingungen zu charakterisieren.

Um den Einfluss von Resonanzlastcharakteristiken zu untersuchen, können Ingenieure die Isolationssequenz mit verschiedenen programmierten RLC-Bedingungen wiederholen und dabei die erforderliche Wirk- und Blindleistungsbilanz aufrechterhalten. Änderungen im Resonanzverhalten können die resultierende Frequenz- und Spannungsantwort im Inselbetrieb beeinflussen. Aufgezeichnete elektrische Messungen ermöglichen es den Ingenieuren, Frequenzabweichungen, Einschwingverhalten und Spannungsänderungen an ausgewählten Betriebspunkten zu vergleichen. Sofern das Laborverfahren dies zulässt, kann die Stabilitätsprüfung des Inselbetriebs mit deaktiviertem Inselschutz des Wechselrichters durchgeführt werden. Dadurch lässt sich das Frequenzverhalten unabhängig von der schutzbedingten Abschaltung untersuchen. Der Vergleich extern beobachtbarer elektrischer Reaktionen unter reproduzierbaren Inselbetriebsbedingungen unterstützt die Untersuchung der Frequenzstabilität, ohne dass Zugriff auf proprietäre Phasenregelschleifenparameter oder interne Wechselrichter-Steuersignale erforderlich ist.

Lösung zur Charakterisierung der Inselfrequenz

Zur Charakterisierung der Frequenzdrift im Inselnetz sind eine kontrollierte Netztrennung, eine programmierbare Resonanzlast sowie zeitkorrelierte Spannungs- und Frequenzmessungen erforderlich. Ein regenerativer AC-Netzemulator mit integrierter Power Hardware-in-the-Loop (PHIL)-Simulation bildet den Netzanschluss und das dynamische Verhalten der RLC-Insel ab, während ein physischer Wechselrichter an den Leistungsklemmen angeschlossen bleibt. Die emulierte Last kann zwischen den Messungen neu abgestimmt werden, um den Resonanzgütefaktor der RLC-Lüfter und die Phasenantworteffekte nahe der Netzfrequenz zu bewerten. Die Messdatenerfassung erfasst die Frequenzstabilisierung, Spannungsänderungen und die elektrische Reaktion nach der Netztrennung. Dank reproduzierbarer Anfangsbedingungen können Ingenieure die Frequenzstabilität der Insel über verschiedene Resonanzkonfigurationen hinweg vergleichen und das Gleichgewichtsverhalten von der Abschaltung durch den aktiven Schutz unterscheiden. Der Arbeitsablauf erfordert keine direkte Messung proprietärer Phasenregelschleifenparameter im Wechselrichter.
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Siehe Blockdiagramm der Lösung zur Frequenzcharakterisierung der Insel

Wie man die Frequenzdrift auf Inseln charakterisiert

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