Beim Abschalten eines Netzsegements für Wartungsarbeiten durch den Versorgungsnetzbetreiber sollen normalerweise alle angeschlossenden PV Wechselrichter ebenfalls abschalten (Netz und Anlagenschutz nach VDE AR-N 4110). Wenn Erzeugung und Last in dem abgeschalteten Teil jedoch etwa etwa übereinstimmen, kann sich ein Gleichgewicht bilden in welchem sich unbeabsichtigt eine Insel bildet. Um hier trotzdem Wartungsarbeiten durchführen zu können, stellen die Netzbetreiber normal einen größeren Notstromdiesel auf, mit welchem sie Wirkleistung in die Insel einspeisen. Die Frequenz erhöht sich, das Gleichgewicht wird gestört und die beteiligten Wechselrichter schalten ab. Genauso könnten sie vermutlich auch eine größere Last anschalten oder einfach einen Kurzschluss machen was sie aber wohl nicht tun. Was hier zu einer unbeabsichtigten Insel führt, könnte auch beabsichtigt sein, wenn zwischen einem wirklichen Verbundnetz und einer Insel (auch Microgrid) schnell und zuverlässig unterschieden werden könnte. Hierzu gibt es einen interessanten Ansatz, welchen ich leider noch nicht ganz verstanden habe und wozu auch Tante Google praktisch nichts anzeigt. Vielleicht weis hier aber jemand bessere Quellen und Erläuterungen: Bei einem öffentlichen Verbundnetz dominieren bislang rotierende Maschinen als Erzeuger. Die Frequenz ist proportional zur entnommenen Wirkleistung. Wird die entnommene Wirkleistung erhöht, wird die erzeugende Maschine dadurch gebremst. Spannungseinbrüche finden kaum statt, da die ohmschen Verluste im Erzeuger durch die Erregung ausgeregelt werden können. Die Spannung am Verbraucher fällt jedoch mit der entnommenen Blindleistung wegen der Verluste auf der Leitung ab. Ein Inselnetz (Microgrid mit mehreren PV-Wechselrichtern) verhält sich hingegen wie ein Schwingkreis. Die Spannung fällt mit erhöhter Entnahme von Wirkleistung ab und die Frequenz ändert sich mit der Blindleistung (weil die Wechselrichter dem Netz folgen?) Obenstehende Eigenschaften können offensichtlich dazu verwendet werden, eine Insel zu erkennen bzw. ein eigenes Netzsegement abzutrennen und als Insel absichtlich weiterlaufen zu lassen. Hierzu findet mitunter eine Kombination der Erkennung unter dem Stichwort ROCOF statt. Dieses Vorgehen ist allgemein besser beschrieben und wird durch eine Ableitung der Frequenz (=Frequenzänderung) realisiert. Siehe Ziehl Freuqenzrelais UFR1001 Alleine damit, kann man jedoch kaum rechtzeitig erkennen wenn das Netz ausfällt. Einige Wechselrichter wie der Victron Multiplus werben jedoch damit, bei Netzausfall als UPS in weniger als 20mS auf notstromversorgte Insel umschalten zu können. Der hierzu von Victron verwendete Algorithmus ist aber mehr als undurchsichtig. Es wird lediglich ein LOM (Loss of Mains) Algorithmus vom Typ A und vom Typ B verwendet. https://www.victronenergy.com/live/ve.bus:grid-codes-and-loss-of-mains-detection Gibt es hierzu vielleicht noch irgendwo weiterführende allgemeinversätndliche Beschreibungen oder vielleicht sogar Produkte ? Eigentlich hat dieses Problem ja jedewede USV ebenfalls ?
J. V. schrieb: > Ein Inselnetz (Microgrid mit mehreren PV-Wechselrichtern) verhält sich > hingegen wie ein Schwingkreis. Die Spannung fällt mit erhöhter Entnahme > von Wirkleistung ab und die Frequenz ändert sich mit der Blindleistung > (weil die Wechselrichter dem Netz folgen?) Von wie viel MW ist hier die Rede? Inselnetz mit verteilten Wechselrichtern? Wie soll das funktionieren? Inselwechselrichter können sich nicht auf einen anderen Inselwechselrichter synchronisieren. Und nicht Inselwechselrichter messen zuest die Netzimpedanz, die ihnen bei einem Inselnetz zu hoch ist um aufzusynchronisieren. Wenn es zur Leistungserhöhung koppelbare Inselwechselrichter sind, dann laufen alle mit 50Hz. Gibt es einen Link, dass die 50Hz eines Inselwechselrichters von einer Blindleistung abhängig ist? Auch wenn in einem Netzsegment Einspeisung und Verbrauch gleich sind, wird bei einem Ortsnetztrafoausfall die Netzimpedanz so steigen, dass die Impedanzüberwachung der Wechselrichter anspricht.
>Von wie viel MW ist hier die Rede? Das wundert mich ja auch. Selbst wenn ich einen eigenen Mittelspannungstrafo habe kann ich den Generator des nächsten Kohlekraftwerks damit nicht aus der Drehzahl rausziehen. >Gibt es einen Link, dass die 50Hz eines >Inselwechselrichters von einer Blindleistung abhängig ist? Habe ich bei Kaco gelesen, Seite 70 Methoden zur Inselerkennung: https://kaco-newenergy.com/index.php?eID=dumpFile&t=p&p=1289&token=2254de9c9d7de6f807e09f4555162e847bf2d4d0
Mit den Schaltnetzteilen sind die Verbperaucher mehrheitlich kapazitive Lasten. Die induktive Blindleistung kommt von den rotierenden Generatoren. Die Firma Siemens hat eine Steuerung für regenerative Großeinspeiseanlagen entwickelt, die sich wie ein rotierender Generator verhält. Damit ist geährleistet, dass beim Netzausfall die Phasenverschiebug sich ebenfalls sprungartig Verändert. Das können die besseren Einspeisewechselrichter erkennen.
J. V. schrieb: >>Gibt es einen Link, dass die 50Hz eines >>Inselwechselrichters von einer Blindleistung abhängig ist? > > Habe ich bei Kaco gelesen, Seite 70 Methoden zur Inselerkennung: > https://kaco-newenergy.com/index.php?eID=dumpFile&t=p&p=1289&token=2254de9c9d7de6f807e09f4555162e847bf2d4d0 Da geht es aber nicht um Inselwechselrichter, sondern um eine etwas schwammige Beschreibung einer Inselerkennung zur Abschaltung eines netzgeführten Wechselrichters. Erinnert mich irgendwie an eine Patentschrift, die was umschreibt, ohne genaues zu sagen. Ähnlich rätselhaft ist ein Satz wie "Wenn der [Mittelspannungsnetz-]Fehler einen erheblichen Widerstand hat, bleibt der abgeschaltete Teil eines Mittelspannungsnetzes als Insel unter Spannung"
:
Bearbeitet durch User
Wolf17 schrieb: > Ähnlich rätselhaft ist ein Satz wie "Wenn der > [Mittelspannungsnetz-]Fehler einen erheblichen Widerstand hat, bleibt > der abgeschaltete Teil eines Mittelspannungsnetzes als Insel unter > Spannung" Übersetzt heißt das: Wenn die Impedanz im Mittelspannungsnetz zu hoch ist, funktioniert unsere (Insel-)Netzerkennung nicht richtig...
Grundsätzlich ist es natürlich möglich, daß im Moment des Abschaltens an der Trennstelle ein so perfektes Gleichgewicht herrscht, daß dort absolut kein Strom fließt. In so einem Fall ist es für den Wechselrichter nicht möglich, die Abschaltung zu erkennen und es bildet sich ein Inselnetz. Allerdings wird das in der Praxis irgendwo hin abdriften, entweder steigt/sinkt die Spannung oder die Frequenz und dann schalten die Wechselrichter ab wenn ihre Limits erreicht sind. Damit bricht das Inselnetz zusammen. Bei sehr großen Anlagen (im MW-Bereich) hat der Netzbetreiber aber eine Fernsteuereinrichtung, heißt er kann die Anlage aus der Ferne abschalten. Will man ein bestimmtes Netz weiter betreiben (angenommen ein 20kV-Netzgebiet mit nur einer einzigen Zuleitung und an dieser muss gearbeitet werden) dann werden Generatoren aufgestellt, mit dem Netz synchronisiert und dann die Zuleitung abgeschaltet, wobei die Generatoren die Last übernehmen. Wenn da nun größere Anlagen dranhängen (paar hundert kW auf mehreren Hallendächern z.B. die ins 400V-Netz einspeisen oder so), dann werden diese vorher abgeschaltet, entweder per Fernsteuerung oder man zieht die entsprechenden Sicherungen. Nachdem die Generatoren die Last übernommen haben, könnte man mit denen die Netzfrequenz auf 52Hz anheben, damit gegen alle privaten Wechselrichter vom Netz, falls die sich nicht schon vorher über die Frequenzschwankungen der Generatoren gewundert und abgeschaltet haben. Wenn dabei einige wenige Wechselrichter am Netz bleiben, sowas wie paar China-Balkon-PV... solange diese nicht mehr Leistung einspeisen als dem Netz entnommen wird passiert gar nichts, dann brauchen die Generatoren halt ein bißchen weniger Diesel.
Angehängte Dateien:
-
grid_code_compliant.png
25 KB
Mir geht es primär um ein eigenes 1kV Netz und nicht ein Mittelspannungsnetz. Obwohl ich einen Trafo habe, gäbe sowas riesigen Stunk wenn ich an den Ringschaltern was mache. Die Beschreibungen sind allesamt etwas schwammig (Kaco) bis nicht vorhanden (Victron) aber offensichlich können die Wechselrichter ziemlich viel. Klar geht es bei Kaco nicht um die Bildung eine Insel sondern um die Vermeidung einer Insel. Bei Victron ist es umgekehrt. Ebenso wie die von @Dieter1234 beschriebene Siemens Steuerung kann auch der Victron Multiplus einen rotierenden Generator simulieren. Als netzbildende Komponente arbeitet er in beiden Richtungen. D.h. er kann auch Schieflasten ausgleichen indem er z. Bsp. auf 2 Phasen die Batterie lädt und auf einer Phase liefert bzw. die Batterie entlädt. Merkt er, daß die Batterie voll ist und kein Bezug da ist, erhöht er als neztbildende Komponente die Frequenz. Andere (normale) Einspeisewechselrichter merken das und reduzieren ihre Leistung. Dies aber auf allen 3 Phasen symmetrisch weil sie mit einer 6 Transistor Brücke nur in Dreieck geschaltet sind. Unter dem Stichwort P(f) kann man die Stützpunkte an jeden Wechselrichter einstellen so man die Zugangsdaten hat und keine normalen Netzcodes verwendet. Das Verhalten in der Leistungsmodulation ist also auch bei WR mit normalen Netzcodes vorhanden. Sie schalten bei langsamer Frequenzerhöhung nicht sofort ab sondern regeln langsam ab. Das Gleichgewicht beim Aufbau einer Insel ist deshalb nicht wirklich labil sondern regelt sich über einen guten Bereich aus. Die Frage bleibt aber auch bei Victron und "normalen" USV aus dem EDV Bereich wie sie einen Stromausfall rasch erkennen. Bei Victron läuft das unter dem Stichwort "LOM" Loss-off-Mains Detection was aber auch nur schwammig bis gar nicht beschrieben wird.
:
Bearbeitet durch User
Bei Doppelwandler-USVs ist das einigermaßen egal, weil die ihre Last immer über den eigenen Wechselrichter versorgen. Bei Netzausfall übernimmt die Batterie unterbrechungsfrei, am Ausgang der USV merkt man rein gar nichts davon. Die Versorgung des Wechselrichters aus dem Netz ist einigermaßen unkritisch, mit einer PFC oder bei Großanlagen (gesteuerten) Gleichrichtung verwursten die USVs alles, was nach PFC/Gleichrichtung genug Spannung und Leistung bringt, um den Wechselrichter zu versorgen. Netzausfallerkennung kennt halt viele Möglichkeiten, man kann auf die strikte Einhaltung der Toleranzen achten oder eben auch genauer, etwa Frequenzinstabilität oder fehlende (Halb)Wellen... und dann selbst entscheiden ob man das Netz durch Wechsel auf Batteriebetrieb entlastet oder einfach weiter dran saugt bis es evtl. wirklich zusammenbricht. Da gibt's sicher Spezifikationen, aber machen kann man viel. Wegen der harten Abschaltung an einer bestimmten Frequenzgrenze gab es vor ein paar Jahren Diskussionen, daß ein gleichzeitiges hartes Abschalten einer Vielzahl von PV-Wechselrichtern bei 49,5Hz oder 50,2Hz das Problem der Netzinstabilität nur noch verschlimmert. Entweder steht ihre Leistung dann nicht mehr zur Verfügung obwohl sie ganz dringend gebraucht wird und die Frequenz sinkt noch schneller ab oder bei 50,2Hz geht zeitgleich so viel Leistung vom Netz, daß man extrem nachregeln muss um nicht in eine Unterfrequenz-Problematik abzurutschen. Daher machen neuere Anlagen das gleitend und ohne harte Abschaltung.
J. V. schrieb: > Bei Victron ist es umgekehrt. Ebenso wie die von @Dieter1234 > beschriebene Siemens Steuerung kann auch der Victron Multiplus einen > rotierenden Generator simulieren. Als netzbildende Komponente arbeitet > er in beiden Richtungen. D.h. er kann auch Schieflasten ausgleichen > indem er z. Bsp. auf 2 Phasen die Batterie lädt und auf einer Phase > liefert bzw. die Batterie entlädt. Merkt er, daß die Batterie voll ist > und kein Bezug da ist, erhöht er als neztbildende Komponente die > Frequenz. Das ist mehr oder weniger kompletter Quark. Die Victron Multiplus II, um die es hier vermutlich geht, sind einphasige Umrichter, die im ESS-Betrieb eine Batterie aus dem Netz laden oder aus der Batterie ins Netz einspeisen können. Voraussetzung dafür ist, daß das Netz anliegt. Der Multiplus hat einen "AC-Eingang" (daran hängt das Netz) und einen "AC-Ausgang", die in dieser Betriebsart verbunden sind. Damit dürfte auch klar sein, daß der natürlich erst gar nicht versucht, da die Netzfrequenz zu verändern egal, wie voll die Batterie auch ist. Man kann drei dieser einphasigen Umrichter zu einem dreiphasigen Verbund zusammenschalten, das ändert aber nichts an der grundsätzlichen Funktionsweise. Fällt das Netz aus, erkennt das der Multiplus, und trennt dann den AC-Eingang sicher vom AC-Ausgang (zwei Relais in Reihe). Danach erzeugt der ein "Micro-Grid" an seinen AC-Ausgang. In dieser Betriebsart kann der dann die Frequenz anheben, um PV-Umrichter, die auf seine Ausgangseite angeschlossen sind, zu drosseln. Die ganze Anlage ist in dem Fall aber eine Insel, und komplett vom Netz getrennt. Oliver
:
Bearbeitet durch User
Wobei die PV-Wechselrichter aber das Umschalten des Netzes als kurzen Ausfall erkennen und abschalten werden - außer es ist Chinaschrott. Wenn man die Frequenz hinterher auf 51Hz oder so hält verhindert man, daß diese Wechselrichter nach ihrer Netzprüfung (dauert idR 30s) wieder einschalten.
Abgesehen, dass zu diesem Thema gesetzliche Vorgaben existieren... koennte man einen Wechselrichter auf inselbetrieb schneller laufen lassen, zB 52Hz, und wenn er synchronisiert ist, geht auf die zu synchronisierende Frequenz. Wenn also nun die Frequenz steigt, auf zB +0.5Hz geht das Netz auf Inselbetrieb, resp wird Inselbetrieb detektiert, und es wird abgeschaltet.
> Man kann drei dieser einphasigen Umrichter zu einem dreiphasigen Verbund > zusammenschalten, Eben das ist aber eine Sternschaltung welche Schieflasten ausgleichen kann weil sie ihren eigenen Null erzeugt. Der Halbleiteraufwand sind 4 Vollbrücken mit 4 Transistoren. Macht genau den doppelten Aufwand gegenüber einer Drehstrombrücke mit 6 Transistoren. Mit der Leistung kommt daher auch die 1:1 Regel von Victron. D.h. gleiche Leistungen in Stern und Dreick damit sie sich gegenseitig ausgleichen können. >Ausgangseite angeschlossen sind, zu drosseln. Die ganze Anlage ist in >dem Fall aber eine Insel, und komplett vom Netz getrennt. Sind die Schütze im Multiplus (oder Quattro) aber geschlossen, so ist AC Ein und AC Ausgang das Gleiche und der Strom fliesst sehr wohl auch umgekehrt durch den Schütz. Wäre der Schütz immer offen oder der Eingang nicht verdrahtet wäre es tatsächlich eine Insel. Die Kunst ist aber genau hier im passenden Moment aufzutrennen. @hacky Die LOM Detektion geht bei Victron eben nicht auf Frequenzerkennung wie das normale WR aber sicher machen.
J. V. schrieb: > Eben das ist aber eine Sternschaltung welche Schieflasten ausgleichen > kann weil sie ihren eigenen Null erzeugt. Was hat Null mit Schieflasten zu tun? Solange die Anlage im ESS-Betrieb netzgekoppelt läuft, erzeugt die Victrons auf dem Null genau gar nichts. Null ist da verbunden mit Netz-Null des Hauses, und darauf festgenagelt. Natürlich sind die drei Victrons auch im verbund immer noch dre seperate Umrichter. Da kann dann jeder der Umrichter auf seiner Phase seine maximal möglichen 4,6kVA einspeisen, während der daneben 4,6kVa zieht. Das ist bei echten dreiphasigen Umrichter durchaus anders. So können die Geräte von DEYE z.B sehr viel mehr Leistung als 1/3 der Gesamtleistung auf einer Phase liefern, wenn da eine größere Schieflast anliegt. Die drei Victrons könnten das nicht. Im Inselbetrieb trennen sich die Umrichter allpolig vom Netz, klemmen ihr Null auf Erde, und erzeugen damit das Inselnetz. J. V. schrieb: > Mit der Leistung > kommt daher auch die 1:1 Regel von Victron. D.h. gleiche Leistungen in > Stern und Dreick damit sie sich gegenseitig ausgleichen können. Das ist völlig am Thema vorbei. Die 1:1-Regel besagt, daß ein hinter den Victrons angeschlossener PV-Umrichter nur maximal so viel Leistung einpeisen darf, wie die ins Netz schieben können. Der Grund dafür ist, daß die auch bei voller Batterie jederzeit die PV-Leistung loswerden können müssen. Das hat mit Schieflast überhaupt nichts zu tun. Oliver
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.