Wie man die Testbedingungen für stabile Inseln überprüft

+ Regenerativer Wechselstrom / Netzemulator

Überprüfung des Gleichgewichts auf der stabilen Insel

Ein stabiler Inselbetriebstest beginnt mit dem an ein simuliertes Stromnetz und eine Resonanz-RLC-Last (Widerstand-Induktivität-Kapazität) angeschlossenen Wechselrichter der dezentralen Energieerzeugungsanlage (DER). Die Ingenieure legen eine definierte Wechselrichterausgangsleistung fest und justieren anschließend den ohmschen Zweig zur Aufnahme von Wirkleistung sowie die induktiven und kapazitiven Zweige zum Blindleistungsausgleich bei der Grundfrequenz. Die resultierende Resonanz-RLC-Last wird auf den spezifizierten Gütefaktor konfiguriert, während der Strom durch den Netztrennpunkt gemessen wird, um zu überprüfen, ob die Restströme für Wirk- und Blindleistung den Sollwert erreichen. Gemäß dem IEEE-1547.1-Standardverfahren ist der Inselbetriebsschutz des Wechselrichters während der Überprüfung der Inselstabilität deaktiviert. Spannung, Strom, Phasenwinkel, Leistung und Frequenz werden vor und nach dem Öffnen der simulierten Netzverbindung erfasst.

Nach der Netztrennung erfasst das Testsystem weiterhin dreiphasige elektrische Daten während des gesamten Stabilitätsintervalls. Ingenieure können die Frequenzstabilität, die Spannungsdrift und die Phasenkonsistenz der Insel untersuchen, ohne natürliches Resonanzverhalten mit einer durch den Schutzmechanismus ausgelösten Abschaltung zu verwechseln. Die Power Hardware-in-the-Loop (PHIL)-Netzsimulation bildet das dynamische Lastverhalten nach, während die Phasenregelschleife des Wechselrichters mit der Inselimpedanz interagiert. Falls die gemessene Insel nicht stabil bleibt, kann der Arbeitspunkt der Phasenregelschleife neu eingestellt und der Test wiederholt werden. Die aufgezeichneten Spannungs- und Frequenzverläufe liefern den objektiven Nachweis, dass die Insel stabil war, bevor der Schutz für die nachfolgenden Abschaltzeittests wieder aktiviert wurde.

Lösung für den Verifizierungstest für stabile Inseln

Die Überprüfung eines stabilen Inselnetzes erfordert eine präzise Wirk- und Blindleistungsbilanz, eine kontrollierbare Netztrennung sowie kontinuierliche Spannungs- und Frequenzmessung. Ein regenerativer AC-Netzemulator mit integrierter Power Hardware-in-the-Loop (PHIL)-Simulation kann den Netzanschluss, den Trennschalter und die programmierbare resonante RLC-Last ohne separate passive Hochleistungskomponenten realisieren. Die automatische Optimierung reduziert den Restnetzstrom und erhält gleichzeitig den gewünschten Inselqualitätsfaktor aufrecht. Für einen IEEE 1547.1-Basistest öffnet das System den simulierten Netzanschluss bei deaktiviertem Inselnetzschutz des Wechselrichters und misst anschließend, ob die resultierende Insel während des gesamten Stabilitätsintervalls unter Spannung bleibt. Die protokollierte Stabilität von Phasenspannung, Strom und Inselfrequenz gibt Aufschluss darüber, ob die RLC-Optimierung akzeptiert oder verfeinert werden sollte. Reproduzierbare Testbedingungen für ein stabiles Inselnetz ermöglichen einen kontrollierten Ausgangszustand für spätere Messungen der Abschaltzeit.

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