Wie man die unbeabsichtigte Inselräumungszeit testet

+ Regenerativer Wechselstrom / Netzemulator

Zeitaufwand für die Inselräumung

Ein IEEE 1547.1-Test zur Vermeidung von Inselbetrieb beginnt mit der Festlegung eines kontrollierten Betriebspunktes zwischen einem Wechselrichter einer dezentralen Energieerzeugungsanlage (DER), einem Netzemulator und einer Resonanzlast. Wirk- und Blindleistung werden so eingestellt, dass der Restnetzstrom minimiert wird, bevor die Verbindung zum simulierten Versorgungsnetz hergestellt wird. Das Testsystem misst dreiphasige Spannung, Strom, Frequenz, Wirkleistung, Blindleistung und Phasenverhalten unter Aufrechterhaltung des programmierten Netzzustands. Eine präzise Erfassung des ohmschen, induktiven und kapazitiven Verhaltens ist erforderlich, da Inselspannung und -frequenz von der Wechselwirkung zwischen Wechselrichterausgang und Lastimpedanz abhängen. Diese kontrollierten Bedingungen erzeugen reproduzierbare, unbeabsichtigte Inselbetriebsszenarien für die Konformitätsprüfung von DER-Wechselrichtern und gewährleisten gleichzeitig einen definierten elektrischen Zustand unmittelbar vor der Netztrennung. Der anfängliche Betriebspunkt dient zudem als Referenz, um Lastanpassungseffekte von Änderungen durch die Netztrennung selbst zu unterscheiden.

Sobald der Betriebspunkt stabil ist, wird die Netzverbindung geöffnet und das Messsystem erfasst die Zeit bis zum Abschalten des Wechselrichters, also von der Inselnetzabschaltung bis zur Trennung vom Netz. Spannung und Strom werden während des gesamten Übergangs überwacht, um den Abschaltpunkt anhand der gemessenen Wellenformen zu ermitteln. Das Verfahren kann anschließend unter verschiedenen Betriebsbedingungen und Lastanpassungen wiederholt werden, um das Verhalten gegen Inselbetrieb zu charakterisieren. Die automatisierte Netzsimulation koordiniert den Netzzustand, das Resonanzlastverhalten, den Übergang in den Inselbetrieb, die elektrischen Messungen und die Berechnung der Abschaltzeit in einer reproduzierbaren Sequenz. Durch die Aufrechterhaltung konsistenter Bedingungen vor dem Inselbetrieb an jedem Testpunkt kann das Abschaltverhalten über mehrere Durchläufe hinweg verglichen und der Einfluss von Änderungen der Insellast auf die gemessene Abschaltzeit bestimmt werden. Die erfassten Wellenformen und Zeitmesswerte können zudem gemeinsam ausgewertet werden, um zu bestätigen, dass jede gemeldete Abschaltzeit der gleichen elektrischen Definition der Wechselrichterabschaltung entspricht.

Lösung für den Inselräumungs-Zeittest

Der Test erfordert einen stabilen Betriebspunkt vor dem Inselbetrieb, eine kontrollierte Netztrennung und die synchronisierte Messung von Spannung, Strom, Frequenz und Abschaltzeitpunkt. Ein regenerativer Wechselstrom-/Netzemulator stellt die bidirektionale Dreiphasen-Leistungsschnittstelle bereit, die für die Netzemulatorprüfung angeschlossener dezentraler Energieerzeugungsanlagen (DER) benötigt wird. Die integrierte Hardware-in-the-Loop-Funktionalität (HIL) kann die Netzverbindung, den Schaltvorgang, die Messpunkte und das Resonanzlastverhalten, die für einen unbeabsichtigten Inselbetrieb erforderlich sind, ohne separate, manuell einstellbare passive Komponenten reproduzieren. Die Testautomatisierung koordiniert den IEEE-1547.1-Test zur Vermeidung von Inselbetrieb, legt reproduzierbare Anfangsbedingungen fest, initiiert den Inselbetrieb, erfasst elektrische Messwerte und berechnet die Zeit bis zum Abschalten des Inselbetriebs. Der resultierende Workflow unterstützt konsistente Konformitätsmessungen von DER-Wechselrichtern über wiederholte Durchläufe und unterschiedliche Inselbedingungen hinweg, während Netzemulation, Lastverhalten, Messdatenerfassung und -analyse in einer koordinierten Testumgebung erfolgen. Die Ergebnisauswertung kann erfasste Wellenformen, gemessene elektrische Parameter und berechnete Zeitwerte kombinieren, sodass wiederholte Ereignisse mit denselben Abschaltkriterien verglichen werden können.

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