Ein netzfolgender Wechselrichter arbeitet am besten, wenn Spannung und Frequenz bereits von einem stabilen Netz vorgegeben sind. Ein netzbildender Wechselrichter kann diese Referenzwerte festlegen und ein schwaches Netz oder ein Inselnetz unterstützen. Dieser Unterschied ist wichtiger als die Nennleistung. Ihre Wahl beeinflusst Schwarzstartverhalten, Schutzauslegung, Regelungstechnik, Fehlerverhalten, Inbetriebnahme und die Funktionen eines Batteriespeichersystems. Beginnen Sie mit dem Betriebsszenario und klären Sie anschließend mit dem Wechselrichterhersteller und dem Systemintegrator die erforderlichen Netzanschlussbedingungen, Kurzschlussbedingungen, das Übergangsverhalten und die Regelungstechnik.

Wichtigste Erkenntnisse

• Wählen Sie die netzfolgende Regelung, wenn der Anschlusspunkt stark ist und die Hauptaufgabe das planmäßige Laden, Entladen oder das Spitzenlastmanagement ist.
• Ziehen Sie eine netzbildende Regelung in Betracht, wenn das Batteriespeichersystem einen stromlosen Bus mit Energie versorgen, als Inselnetz arbeiten oder ein schwaches Netz stabilisieren muss.
• Betrachten Sie die „Netzbildung“ nicht als vollständige Spezifikation. Fragen Sie nach dem Verhalten der Steuerung bei Fehlern, Überlastungen, Moduswechseln und Parallelbetrieb.
• Die Komponenten PCS, Batterie, EMS, Transformator, Schaltanlage und Schutzsystem sollten zu einem System zusammengefasst werden.

Der praktische Unterschied liegt im Referenzsignal.

Beide Architekturen wandeln Gleichstrom aus Batterien in Wechselstrom um, verwenden jedoch unterschiedliche Regelungsannahmen. Dieser Unterschied wird sichtbar, wenn das externe Netzwerk gestört oder nicht verfügbar ist.

Funktionsweise der netzfolgenden Regelung

Ein netzfolgender Wechselrichter misst die vorhandene Wechselstromwellenform und synchronisiert seine Ausgangsleistung damit. Eine Phasenregelschleife (PLL) folgt üblicherweise dem Netzwinkel und der Netzfrequenz. Der Regler steuert anschließend Wirk- und Blindstrom gemäß den Betriebsanweisungen. Dieses Verfahren ist ausgereift und effizient für einen stabilen Netzanschluss, bei dem das Netz bereits eine feste Spannungs- und Frequenzreferenz bereitstellt.

Die Einschränkung tritt auf, wenn die Referenzspannung zu schwach wird. Ein niedriges Kurzschlussverhältnis, schnelle Spannungsänderungen oder mehrere interagierende Umrichter können die Synchronisierung erschweren. Eine netzfolgende Einheit kann normalerweise auch einen stromlosen Bus nicht selbstständig mit Energie versorgen, da keine Referenzspannung vorhanden ist.

Wie die gitterbildende Steuerung funktioniert

Ein netzbildender Wechselrichter verhält sich eher wie eine steuerbare Spannungsquelle. Er hält Spannung und Frequenz innerhalb definierter Grenzen und passt die Ausgangsleistung an die Systembedingungen an. Je nach Implementierung kann er eine Droop-Regelung, eine virtuelle Synchronmaschinenlogik oder ein anderes herstellerspezifisches Verfahren verwenden.

Diese Funktion kann ein Inselnetz unterstützen, die Stabilität in einem Netz mit vielen Umrichtern verbessern und Schwarzstartvorgänge ermöglichen. Sie ersetzt jedoch nicht die notwendige technische Planung. Stromgrenzwerte gelten weiterhin, und der Fehlerstrom des Wechselrichters unterscheidet sich von dem hohen Fehlerstromanteil vieler rotierender Maschinen.

Passen Sie den Steuerungsmodus an das Betriebsszenario an.

Die richtige Antwort hängt davon ab, was am Verbindungspunkt während des normalen Betriebs und während des schlimmsten anzunehmenden Ereignisses passiert.

Starkgitter-Spitzenschabung

Bei einer Fabrik, die an ein stabiles Stromnetz angeschlossen ist, kann sich das Batteriespeichersystem (BESS) in Zeiten niedriger Tarife aufladen und in Bedarfsspitzen entladen. Eine netzfolgende Regelung ist hier praktikabel, da das Stromnetz als Referenz dient. Priorität haben häufig eine präzise Lastverteilung, ein hoher Wirkungsgrad und eine reibungslose Abstimmung mit dem Energiemanagementsystem des Standorts.

WonVolt listet bidirektionale PCS-Optionen für Batteriespeicherprojekte auf, darunter eine Batteriewechselrichter von 100 kW bis 1000 kWBitte prüfen Sie vor der Auswahl das aktuelle Datenblatt, den zulässigen Spannungsbereich, das Überlastverhalten, das Kommunikationsprotokoll und das Zertifizierungspaket für Ihren Zielmarkt.

Schwaches Stromnetz oder hoher Anteil erneuerbarer Energien

Ein abgelegener Industriestandort kann lange Zuleitungen, begrenzte Kurzschlussfestigkeit, starke Motoranläufe oder rasche Schwankungen der erneuerbaren Energien aufweisen. Netzbildende Regelungstechnik kann helfen, einen lokalen Referenzwert aufrechtzuerhalten, doch das Projektteam muss die Wechselwirkungen zwischen dem Umrichter, den Generatoren, den Lasten und den Schutzeinrichtungen modellieren. Der Wert liegt in der gesamten Regelungsstrategie, nicht in einer Kennzeichnung auf einem einzelnen Schaltschrank.

Inseloperation und Schwarzstart

Muss die Anlage nach einem Netzausfall die Versorgung kritischer Verbraucher aufrechterhalten, ist die Übergangssequenz festzulegen. Es ist zu klären, ob ein unterbrechungsfreier Übergang, ein kurzer Abschaltvorgang mit anschließendem Neustart oder lediglich eine manuelle Inselschaltung erforderlich ist. Für einen Schwarzstart sind außerdem ausreichend gespeicherte Energie, Hilfsenergie für Steuerung und Kühlung, eine geeignete Einschaltsequenz sowie die Berechtigung zum sicheren Schließen jedes Leistungsschalters notwendig.

Die industrielle und kommerzielle Lösung Bietet einen nützlichen Kontext für integrierte Projektdiskussionen. Ihr einpoliges Schaltbild und Ihre Betriebsphilosophie sollten weiterhin die endgültige Geräteanordnung bestimmen.

Vergleichen Sie die Kompromisse auf Projektebene

Ein sinnvoller Vergleich geht über die Broschüre des Konverters hinaus und untersucht Konstruktion, Betrieb und Lebenszyklusunterstützung.

Die Fähigkeit zur Netzbildung kann den Aufwand für Steuerung und Tests erhöhen. Sie kann jedoch auch einen Mehrwert schaffen, wenn die Alternative eine größere Netzerweiterung, zusätzliche rotierende Anlagen oder inakzeptable Ausfallzeiten wären. Vergleichen Sie daher die Systemkosten, anstatt nur die Preise der PCS-Einheiten zu vergleichen.

Fünf Punkte, die Sie vor der Abgabe einer Angebotsanfrage prüfen sollten

Nutzen Sie die Angebotsanfrage, um Lieferanten dazu zu bringen, beobachtbares Verhalten zu beschreiben. Allgemeine Funktionsbeschreibungen sind während der Werksabnahmeprüfung schwer zu überprüfen.

1. Definieren Sie die Gitterstärke

Geben Sie die Netzanschlussspannung, die Transformatordaten, den zu erwartenden Kurzschlussstrom, das Übersetzungsverhältnis (X/R) und die Betriebskonfigurationen an. Berücksichtigen Sie geplante erneuerbare Energieerzeuger und andere Umrichter.

2. Geben Sie die erforderlichen Modi an

Führen Sie netzgekoppeltes Laden und Entladen, Blindleistungsregelung, Inselbetrieb, Resynchronisation und Schwarzstart separat auf. Ein Produkt unterstützt möglicherweise einige Betriebsarten, aber nicht alle Übergänge zwischen ihnen.

3. Störungstests einstellen

Spezifizieren Sie Spannungseinbrüche, Frequenzabweichungen, Lastsprünge, Motoranläufe, Kommunikationsverluste und das Verhalten bei Not-Aus. Fragen Sie, welche Ergebnisse im Werk beobachtet werden können und welche vor Ort getestet werden müssen.

4. Überprüfen Sie gemeinsam die Akku- und PCS-Grenzwerte.

Das Batteriemanagementsystem kann die Lade- oder Entladeleistung aufgrund von Temperatur, Ladezustand, Zellenungleichgewicht oder Alarmen begrenzen. Das PCS kann keine Dienste bereitstellen, die die Batterie nicht sicher unterstützen kann. WonVolt bietet umfassendere Speicherlösungen im Versorgungsmaßstab für Käufer, die diese Koordination auf Systemebene besprechen müssen.

5. Verantwortung für die Abstimmung bestätigen

Die Steuerungsparameter müssen nach dem Anschluss möglicherweise angepasst werden. Die Verantwortlichkeiten für Modelle, Studien, Parameterfreigabe, Inbetriebnahme und Support nach der Übergabe sollten vertraglich festgehalten werden. Eine übersichtliche Schnittstellenliste verhindert, dass PCS-Lieferant, EMS-Anbieter und EPC-Unternehmen dasselbe Problem einander zuweisen.

Vorsichtsmaßnahmen auf dem Spielfeld zum Schutz des Zeitplans

Erstens sollten Schutzeinstellungen nicht auf Basis einer allgemeinen Annahme zum Wechselrichter-Fehlerstrom genehmigt werden. Fordern Sie stattdessen das zeitabhängige Stromverhalten vom Hersteller an und überprüfen Sie es anhand der ausgewählten Relais und Schutzschalter.

Zweitens: Die Prüfung des Betriebsmoduswechsels sollte nicht bis zum letzten Tag der Inbetriebnahme verschoben werden. Testen Sie die Abfolge schrittweise mit vereinbarten Bestehenskriterien und einem sicheren Rücksetzplan. Hilfsstromversorgungen, Kommunikationssysteme, Transformator-Einschaltströme und Lastprioritäten können einen Betriebsmoduswechsel beeinflussen, der in der Beschreibung der Steuerung einfach erschien.

Bei Fragen zu Produkt und Anwendung senden Sie bitte das einpolige Schaltbild, die Lastliste, die Betriebsarten und den Zielnetzcode an WonVoltDas gibt dem technischen Team genügend Kontext, um eine geeignete Architektur zu diskutieren, anstatt anhand einer Leistungsangabe raten zu müssen.

Schlussfolgerung

Wählen Sie den Regelungsmodus anhand des Netzes und der Betriebsszenarien und legen Sie anschließend die Übergänge und Tests fest. Die netzfolgende Regelung eignet sich für eine stabile externe Referenz; die netzbildende Regelung ist relevant für schwache Netze, Inselbetrieb, Schwarzstart und schnelle Änderungen der erneuerbaren Energien. In beiden Fällen müssen PCS, Batterie, EMS, Transformator, Schaltanlage, Schutzeinrichtungen, Modelle und die Verantwortung für die Abstimmung als ein System koordiniert werden.

Überprüfen Sie die WonVolt PCS100 bis 1000 US bidirektionaler Wechselrichter für die aktuelle Produktreferenz, dann Kontakt WonVoltSenden Sie das einpolige Schaltbild, Daten zur Netzstärke, zum Batteriespannungsbereich, zur benötigten Leistung, zu den Betriebsarten, zu Fehler- und Übergangstests, zur Kommunikation und zu den Zielcodes, um eine geeignete PCS-Architektur zu besprechen.

FAQ (häufig gestellte Fragen)

Kann ein netzbildender Wechselrichter im angeschlossenen Zustand an ein öffentliches Stromnetz betrieben werden?

In einem ordnungsgemäß konzipierten System ist dies möglich, jedoch müssen der Steuerungsmodus, die Anforderungen der Netzanschlussbedingungen und die Interaktion mit anderen Quellen für das jeweilige Projekt überprüft werden.

Garantiert die Kontrolle über das Gitterspiel einen Start mit Schwarz?

Nein. Der Schwarzstart hängt auch von gespeicherter Energie, Hilfsenergie, Schaltanlagen, Transformatoraktivierung, Lastsequenzierung und der genehmigten Steuerungslogik ab.

Ist ein netzfolgender Wechselrichter für jedes schwache Stromnetz ungeeignet?

Nein. Die Eignung hängt von der Netzstärke, der Reglerauslegung, anderen angeschlossenen Umrichtern und den Ergebnissen von Systemstudien ab.

Kann ein Batteriespeichersystem zwischen netzfolgendem und netzbildendem Modus umschalten?

Einige Systeme können das, Käufer sollten jedoch die unterstützten Übergänge, die Unterbrechungszeit, die Testnachweise und das Inbetriebnahmeverfahren überprüfen.

Was sollte ein Käufer vor der Anforderung eines PCS-Angebots einreichen?

A: Senden Sie das einpolige Schaltbild, den Batteriespannungsbereich, die erforderliche Leistung, die Netzdaten, die Betriebsarten, die Standortbedingungen, die Kommunikationsdaten und die geltenden Vorschriften.