Wie man die Resonanz-RLC-Inselabstimmung automatisiert

+ Regenerativer Wechselstrom / Netzemulator

Automatisierte Resonanz-RLC-Abstimmung

Für eine präzise Resonanzabstimmung eines RLC-Schwingkreises muss der Widerstandszweig die Wirkleistung des Wechselrichters aufnehmen, während die induktiven und kapazitiven Zweige die Blindleistung ausgleichen und das gewünschte Resonanzverhalten herstellen. Bei einem Anti-Inselbildungstest werden der Wirk- und Blindstrom des Restnetzes am Netztrennpunkt gemessen, während der Wechselrichter weiterhin mit dem simulierten Netz verbunden bleibt. Der Widerstand wird angepasst, um die Wirkstromfehlanpassung zu reduzieren, und Induktivität und Kapazität werden berechnet und optimiert, um die Blindkomponente der Grundfrequenz zu minimieren. Da diese elektrischen Parameter interagieren, kann die Änderung eines Wertes mehrere Messgrößen beeinflussen. Automatisierte Messungen und iterative Berechnungen ermöglichen eine reproduzierbare Annäherung an den erforderlichen Wirkleistungs- und Blindleistungsausgleich, die Resonanzfrequenz und den Gütefaktor. Der Abstimmungsprozess kann daher konsistent über alle Phasen hinweg angewendet werden, anstatt auf wiederholte manuelle Anpassungen und Interpretationen durch den Prüfer angewiesen zu sein.

Mit der PHIL-Netzemulation lassen sich Netz, Schaltfunktion, Messkanäle und programmierbares RLC-Netzwerk in der Testumgebung abbilden, anstatt separate passive Hochleistungskomponenten zu verwenden. Messungen der Grundfrequenz können gefiltert und über mehrere Netzperioden gemittelt werden, sodass Oberschwingungen, Schaltkomponenten und Messrauschen den Abstimmvorgang nicht verfälschen. Sobald der Restnetzstrom in jeder Phase den definierten Zielwert erreicht, wird die Netzverbindung geöffnet und die Inselstabilität bewertet. Die Abstimmsequenz kann anschließend für verschiedene Betriebszustände gemäß IEEE 1547.1 automatisch wiederholt werden. Dieses Verfahren gewährleistet eine konsistente Abstimmlogik an allen Testpunkten und reduziert gleichzeitig die wiederholte manuelle Anpassung von Widerstand, Induktivität und Kapazität für jeden dreiphasigen Betriebszustand. Die resultierenden Abstimmwerte und gemessenen Restströme bieten zudem einen reproduzierbaren Ausgangspunkt für spätere Abschaltzeitmessungen und wiederholte Anti-Inselbildungs-Tests.

Lösung für den Resonanz-RLC-Abstimmungstest

Der Test erfordert die unabhängige Steuerung des Wirk- und Blindlastverhaltens bei gleichzeitiger kontinuierlicher Strommessung am simulierten Netzanschluss. Eine regenerative Dreiphasen-Leistungsschnittstelle in Kombination mit der PHIL-Netzemulation ermöglicht die Darstellung von Widerstand, Induktivität und Kapazität als programmierbare elektrische Größen anstelle von mechanisch justierten Hochleistungskomponenten. Die Testumgebung misst den Wirk- und Blindstrom mit Grundfrequenz, führt eine Resonanz-RLC-Abstimmung durch und ändert iterativ die virtuelle Last, bis der Restnetzstrom den erforderlichen Wert erreicht. Gefilterte Messungen helfen, den abstimmbaren Grundfrequenzstrom während des Inselbetriebstests von Oberschwingungen und Schaltanteilen zu unterscheiden. Die automatische Abstimmung ermöglicht die Festlegung reproduzierbarer Inselbetriebspunkte vor Beginn der IEEE-1547.1-Abschaltsequenz. Der regenerative Betrieb speist zudem die aufgenommene Wirkleistung in die Anlagenversorgung zurück, anstatt die gesamte Lastleistung als Wärme in externen Widerstandslasten abzuführen. Gespeicherte Abstimmungswerte und die gemessene Strombilanz können anschließend als kontrollierte Startbedingungen für nachfolgende Abschalt- und Parameter-Sweep-Sequenzen wiederverwendet werden.

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