FKZ: 03EI4060C
Das Vorhaben adressiert die Sicherstellung einer hohen Versorgungsqualität bei einem starken Ausbau der Photovoltaik. Das Konsortium plant mit der impedanzbasierten Stabilitätsanalyse ein neues Verfahren zur prädikativen Bewertung des Stabilitäts- und Oberschwingungsverhaltens von PV-Kraftwerken erstmalig im Feld zu erproben und zu etablieren. Bei diesem Verfahren wird die Impedanz am Netzanschlusspunkt sowie die Eingangsimpedanz der eingesetzten Wechselrichter bei der Ermittlung der Emissionen berücksichtigt [1].
Im Gegensatz zu konventionellen Großkraftwerken sind Photovoltaik (PV) Kraftwerke aus einer Vielzahl an Erzeugungseinheiten aufgebaut. Die elektrischen Eigenschaften am Netzanschlusspunkt ergeben sich dabei vor allem aus dem Zusammenspiel der eingesetzten Wechselrichter. Ferner spielen kraftwerksinterne Verkabelungen und Transformatoren hierbei eine entscheidende Rolle. Mit dem Verfahren der Impedanzspektroskopie von Wechselrichtern wurde vom Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme eine Methode zur Bestimmung des wirksamen Impedanzverlaufs und der internen OS-Quellen von Wechselrichtern entwickelt, womit sich das frequenzabhängige Verhalten einzelner Einheiten gut beschreiben lässt [2]. Dieses Verfahren soll durch Methoden der Modellierung für komplexe erneuerbare Kraftwerke erweitert werden.
Bei der Bestimmung der für die Stabilitätsbewertung notwendigen frequenzabhängigen Thevenin-Ersatzschaltbilder des Netzes kommt die jahrelange und in mehreren Messkampagnen angeeignete Erfahrung der Professur Elektrische Energiesysteme der HSU zum Tragen [3]. Zur Bestimmung der Netzimpedanz auf der Mittelspannungsebene wird der ONIS-Messcontainer der HSU eingesetzt. Ergänzend werden Messungen auf der Niederspannungsebene durch die morEnergy GmbH durchgeführt.
Darüber hinaus wird das Projekt durch die greentech GmbH, Planer und Betreiber von PV-Kraftwerken, als Vermittler und Koordinator der Messkampagnen, sowie durch ihre Expertise aus der Praxis unterstützt.
Projektkonsortium
Quellen
[1] J. Sun, „Impedance-Based Stability Criterion for Grid-Connected Inverters,“ IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 26, no. 11, 2011.
[2] S. Rogalla, S. Kaiser, B. Burger und B. Engel, „Determinition of the Frequency Dependent Thévenin Equivalent of Inverters Using Differential Impedance Spectroscopy,“ in IEEE 11th International Symposium on Power Electronics for Distributed Generation Systems (PEDG), Dubrovnik, 2020.
[3] M. Jordan, F. Grumm, G. Kaatz, M.F. Meyer, H.Wilken und D.Schulz, „Online Network Impedance Spectrometer for the Medium-Voltage Level,“ in IEEE International Conference on Enviroment and Electrical Engineering and IEEE Industrial and Commercial Power Systems Europe (EEEIC / I&CPS Europe), Palermo, 2018.
Ansprechpartner
Prof. Dr.–Ing. habil. Detlef Schulz (Teilprojektleiter)
Johannes Schräder, M.Sc.
Fakultät für Elektrotechnik
Elektrische Energiesysteme
Kontakt: [email protected]
Projektpartner
Fraunhofer ISE
greentech GmbH
morEnergy GmbH
FGW e.V. (assoziiert)
Westnetz GmbH (assoziiert)
Letzte Änderung: 21. September 2023