Regelungen Für Den Netzstatik-Betrieb; Hintergrundinformationen - Siemens SINAMICS S120 Systemhandbuch

Detailbeschreibungen zu den Funktionsmodulen
6.2 Regelungen für den Netzstatik-Betrieb
6.2 Regelungen für den Netzstatik-Betrieb
6.2.1

Hintergrundinformationen

Das nachfolgende Bild zeigt den prinzipiellen modularen Aufbau eines Erzeugungssystems
auf Basis kinetischer Energie mit Generator, Umrichtersystem, Netzfilter zur normgerechten
Reduzierung der pulsfrequenten Netzrückwirkungen und Netztransformator. Durch das
Stellen von Betrag und Winkel der Ausgangsspannung besitzen Wechselrichter mit 3-Leiter-
Anschluss ohne interne Energiespeicher (z. B. B6-Brücken) grundsätzlich die Fähigkeit zur
Regelung zweier unabhängiger Größen. Diese werden auf Generatorseite z. B. mit Hilfe
unterlagerter Stromregelungen in dq-Koordinaten für die Fluss- und die
Drehmoment/Drehzahl-Regelung genutzt. Für die Netzseite werden die Ströme hier
entsprechend in Wirk- und Blindachse unterschieden; die Wirkstromregelung dient dem
überlagerten Vdc-Regler. Mit Hilfe des Blindstromreglers kann ein bestimmter cosφ zum Netz
eingestellt werden.
In erster Näherung werden die Netzströme in dieser Konfiguration unabhängig vom
Netzzustand und den Netzparametern eingeprägt. Das Erzeugungssystem verhält sich
demnach gegenüber dem Netz näherungsweise als eine Stromquelle, deren Leistung nur von
der Leistung der Primärenergiequelle abhängt. Dabei folgt der Netz-Wechselrichter
fortlaufend der veränderlichen Amplitude und Frequenz der Netzspannung. Dieses
Funktionsprinzip setzt ein Netz voraus, das jederzeit die momentane Erzeugerleistung
aufnehmen kann sowie für eine Regelung von Amplitude und Frequenz sorgt. Es ist damit für
einen Einspeisebetrieb in Verbundnetzen geeignet.
Diese Voraussetzungen sind in einem Inselnetz verletzt, wenn die Erzeugungsanlage einen zu
großen Anteil an der Netzgesamtleistung erreicht. Gefordert ist dann das Verhalten einer
Spannungsquelle, die die momentan benötigte Verbraucherleistung mit definierter
Spannungs-Amplitude und Frequenz bereitstellt. Die beiden Freiheitsgrade des Netz-
Wechselrichters werden nun für diese Regelgrößen benötigt. Dementsprechend muss die
Zwischenkreisspannung aus einer anderen Quelle (z. B. Wechselrichter mit Generator,
Batterie) geregelt und damit ein Gleichgewicht zwischen erzeugter und benötigter Leistung
gesichert werden. Ist die Quelle ein Generator mit Wechselrichter, nutzt dieser typischerweise
den Vdc-Regler mit Drehmomentregler in Kaskadenstruktur.
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Netzeinspeisung
Systemhandbuch, 10/2020, A5E03347401A