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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wechselspannung in Netzspannung koppeln


Autor: Jochen B. (kleverle)
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Hallo,

wie kann man eine selbst erzeugte Wechselspannung (Wechselrichter) in 
das Stromnetz einkoppeln?
Phasengleich, also synchron, kein Problem. Nur wie wird die eigentliche 
Einspeisung gemacht?

Wer kann man hierzu Informationen / Hinweise geben?

Danke.

Autor: Rumpelpumpel (Gast)
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N---------|-------------------------------
L1--------|--|----------------------------
L2--------|--|--|-------------------------
L3--------|--|--|--|----------------------
          |  |  |  |
|--------------------------|
|  deine komische          |
|  Schaltung               |
|--------------------------|

Autor: Rumpelpumpel (Gast)
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Also extra an die Freileitung - ohne deinen Stromzähler! Der kann 
nämlich nicht rückwärtslaufen und wenn dann nur unter Rauchentwicklung!

Autor: Jochen B. (kleverle)
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Danke, gut gemeint.
Aber das war nicht meine Frage.

Wie kopple ich die 230V meines Wechselrichter an die Netzspannung, so 
daß ich Energie einspeisen kann und gleichzeitig die Synchronität 
erkennen und verwalten kann.
Im obigen Beispiel knalle ich mit meine 230V und 50Hz auf die 
Netzspannung, bin aber definitiv nicht phasengleich. Das heißt, über 
meinen "Schukostecker" muß ich die Netzspannung erkennen aber 
gleichzeitig meine erzeugte Spannung überlagern.
Um das geht es bei meiner Frage, falls ich mich nicht ganz so deutlich 
ausgedrückt habe.

Autor: Rumpelpumpel (Gast)
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Wollte eigentlich schon garnicht antworten, da ich es für einen 
erbärmlichen Trollversuch gehalten habe.

Du hast doch geschrieben:
> Phasengleich, also synchron, kein Problem.

Ich hab das so verstanden, dass du weist wie das geht ;-)
Sorry!

Autor: oszi40 (Gast)
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Energieversorger gefragt ?
Schon mal gelesen ? http://de.wikipedia.org/wiki/Windkraftanlage

Autor: Rumpelpumpel (Gast)
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So dann eine von mir ernsthafte Antwort.

Ich würde den N leiter mit einem Pol meines Generators verbinden.

Wenn du ne Spannung zwischen L1 und deinem zweiten Pol hast solltest du 
nicht zuschalten. Wenn die Spannung quasi 0 ist dann ist es ein Versuch 
wert.
Aufpassen musst du nur bei den Nulldurchgängen! Da wenn sie genau 180° 
Phasenverschoben sind auch 0V differenz aber dann gehts ab :-)

Autor: Thomas Decker (t0mmy)
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Hab das noch nie gemacht, aber so grob meine Idee wäre:

Vor dem Verbinden Phasen messen und synchronisieren. Wenns passt 
verbinden. Bei gleicher Amplitude und Phase fließt dann kein Strom.

->Läuft deine Frequenz etwas vorraus wird Eingespeist, je mehr 
Phasendifferenz, je mehr Strom fließt.
->Läuft deine Frequenz hinterher, fließt theoretisch Strom in dein 
Gerät.

Also würde ich Strom messen und Frequenz so regeln, dass der gewünschte 
Strom fließt.

Kann das vielleicht noch jemand Absegnen? Bin mir nicht 100% sicher.

Autor: oszi40 (Gast)
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Die Frage ist nicht neu:

Zu Zeiten der Dampfmaschine reichte eine Glühlampe um die Drehzahl 
zwischen Netz und Generator anzugleichen.

Nun  Beitrag "Kraftwerk einschalten"

Autor: Rumpelpumpel (Gast)
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> Läuft deine Frequenz etwas vorraus wird Eingespeist, je mehr
> Phasendifferenz, je mehr Strom fließt.

Theoretisch ja schon, aber dann laufen alle anderen hinterher.

Also A schaltet zu und geht ein paar zehnet Grad vorneraus. B denkt oh 
ich geh hinterher also schnell Gas geben. Dann ist wieder A zu langsam. 
Und das Spiel beginnt von vorne.

Wo ist da der Trick...

Autor: David ... (volatile)
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Rumpelpumpel schrieb:
>> Läuft deine Frequenz etwas vorraus wird Eingespeist, je mehr
>> Phasendifferenz, je mehr Strom fließt.
>
> Theoretisch ja schon, aber dann laufen alle anderen hinterher.
>
> Also A schaltet zu und geht ein paar zehnet Grad vorneraus. B denkt oh
> ich geh hinterher also schnell Gas geben. Dann ist wieder A zu langsam.
> Und das Spiel beginnt von vorne.
>
> Wo ist da der Trick...

Der Trick ist, dass dein kleines Ding keine paar Atomkraftwerke mit 
etlichen Megawatt anschieben kann.

Autor: Michael O. (mischu)
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Dein Wechselrichter kommt theoretisch mit einem Stromregler aus.
Du benötigst jedoch Spannungs- und Stromsensoren um die aktuelle 
Spannungsphase des Netzes zu messen und den Ausgangsstrom zu regeln.

Bei dreiphasigen Anlagen sind nur zwei Spannungs- und im Extremfall nur 
ein Stromsensor nötig. Dafür kannst Du eine DQ-Transformation mit 
Komponentenregelung aufbauen.

Fertig sieht das dann so aus:
https://www.automation.siemens.com/download/intern...

Autor: Jochen B. (kleverle)
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@ALL
ich möchte einen Wechselrichter den ich bereits habe so in mein 
230V-Netz integrieren, dass ich die erzeugte Spannung im Netz 
mitverwenden kann. Also keine Insellösung sondern wie einen 
Wechselrichter einer PV-Anlage. Nur fehlt mir die Info (das nötige 
Know-How), wie ich das machen muss.

Und wenn ich meine erzeugte Spannung voreilend einspeise, dann habe ich 
doch keine saubere 50Hz mehr, sondern ein Mischmasch. Und das verträgt 
doch nicht jedes Gerät.

Es gibt schon fertige Geräte, weiß ich selbst, aber so etwas selbst zu 
machen ist doch das Größte für einen selbst.
Und deshalb benötige ich diese Info. Ich möchte mir mein 230V-Netz nicht 
beeinflussen und stören.

Autor: ReinHerr (Gast)
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Hallo Jochen,

einen vorhandenen Wechselrichter ins Netz zu integrieren ist nicht so 
einfach, da Du die Frequenz und aktuelle Phasenlage mit dem Netz 
abgleichen musst. Wenn Das Netz eine andere Phasenlage/Frequenz 
hat->peng. Die benötigte Wechselrichter-Phasenlage muss (je nach 
gewünschter Stromstärke) der Netz-Phasenlage voreilen.
Das aufzubauen ist leider nicht ganz profan, selbst Hersteller der 
Wechselrichter tun sich sehr schwer damit. Daher sind 
Einspeise-Wechselrichter wesentlich teurer als einfache 
Sinus-Wechselrichter. Mit Quasi-Sinus-Wechselrichtern ist ein Einspeisen 
nicht möglich
Beim Voreilen entsteht kein Mischmasch, weil Du nicht überlagerst, 
sondern mit "höherer Spannung" (bedingt durch die andere Phasenlage) 
einen Stromfluß erzeugst. Bei gleicher Phasenlage würde (therorethisch) 
kein Strom fließen.
Gruß
ReinHerR

Autor: Bensch (Gast)
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> Ich möchte mir mein 230V-Netz nicht beeinflussen und stören.

Das dürfte dein geringstes Problem sein.
Ohne fremdgeführten Wechselrichter fliegt dir der ganze Kram um die 
Ohren.

Autor: GastRR (Gast)
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So wie ich das verstehe, möchtest du eine eigene 3-Phasen-Energiequelle 
in dein Hausnetz einspeisen. Das Problem ist, dass du eben keine Insel 
bilden möchtest. Damit speist du automatisch in das Netz des EVU ein, 
was die so ungefragt gar nicht mögen und daraus entnimmst du erst wieder 
deine eigene Gesamtenergie. Eine Selbstbaulösung scheidet dadurch aus, 
da für eine Einspeisung das EVU seine Zustimmung geben muss und dazu 
wollen die genau wissen welches Verfahren und welche Geräte da an ihr 
Netz angeschlossen werden. Die Hersteller entsprechender Gerätschaften 
zahlen dafür eine ganze Menge, um die Nachweise liefern zu können. Das 
kann ich dir aus eigener Erfahrung sagen.

Ein Selbstbau ist theoretisch möglich, doch die Nachweise für das EVU 
dann zu erbringen fast unmöglich und unerschwinglich. Wenn du die 
Bestätigung haben willst, das theoretisch zu können, dann wäre mein 
Tipp, simuliere es. Die Herausforderung und die Erkenntnis ist (fast) 
die gleiche, die Probleme auch, nur die Bürokratie ist viel einfacher.

Mit freundlichen Gruß
RR

Autor: Klaus (Gast)
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Such nach selbstgefürhtem Stromrichter, aber so wie ich deinen 
Kenntnisstand einschätze: lass es dir zuliebe besser sein...
Was hast du denn für einen Wechselrichter?

Autor: Jochen B. (kleverle)
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@RR
Im Prinzip korrekt.
Ich möchte einen Wechselrichter einphasig in mein Hausnetz (hinter dem 
Zählerkasten) einspeisen. Somit befinde ich mich doch nicht mehr im Netz 
des EVU. Die sollten dann das doch nicht mitbekommen, ich speise ja 
nicht rückwärts ins öffentliche Netz. Dann könnte ich damit meinen 
Zähler rückwärtslaufen lassen.
Wenn ich voreilend meine Energie ins Netz stelle und dann eine 
Zustandsbetrachtung zu einem Zeitpunkt x durchführe, dann habe ich just 
in diesem Moment einen Wert x vom Netz und meinen Wert. Die Summe 
zusammen ergibt dann doch einen höheren Wert als die zulässigen 230V. 
Und wenn ich die Phasen als Summe betrachte, dann ergibt sich doch 
daraus kein Sinus mehr.

Aber wenn das das Prinzip ist, soll es mir recht sein. Nur wer weiß bzw. 
kennt den eigentlichen Aufbau und kann mir hierbei weiterhelfen. Die 
ganzen Hersteller der Wechselrichter von PV-Anlagen müssen doch auch 
irgendwoher ihre Informationen bekommen haben.

Autor: Benni Nori (benninori)
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ich halte die aktion auch für keine gute idee. wenn du trotzdem 
weitermachen willst schau mal nach der hell-dunkel-schaltung. die nutzen 
thw und feuerwehr noch heute.

Autor: David ... (volatile)
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@ Jochen B.:
Du hast das Prinzip immernoch nicht verstanden und willst einen 
Wechselrichter bauen?! Gewagt...

Autor: Jochen B. (kleverle)
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@Klaus
Ich habe einen selbstgebauten Wechselrichter für 600VA mit integrierter 
Spannungs- und Stromüberwachung. Selbstverständlich mit PWM und 
MicroControler-Steuerung.
So unbedarft wie Du denkst, bin ich nicht.

Autor: Klaus Falser (kfalser)
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Unbedarft oder nicht, das Prinzip hast Du sicher nicht verstanden.
Dein Generator muß die Spannung phasensysnchron mit der Netzspannung 
erzeugen.
Bei Aufschalten müssen deine Spannung und die Netzspannung exakt gleich 
ein, sonst kommt es zu Ausgleichströmen, -> Rumps.
Nach dem Aufschalten muß dein Generator die Phasenlage zwischen 
generierter Spannung und Netzfrequenz so regeln, dass der Strom, der aus 
dem Generator fließt, innerhalb der gewüschten Grenzen bleibt, d.h. dass 
die eingespeiste Leistung dem entspricht, das man einspeisen will 
(Maximum?).

Nach der Aufschaltung gibt das Netz die Phase und dadurch die Frequenz 
für deinen Generator vor!
Es ist deswegen auch irrelevant, wenn Du behauptest, dass Du erst nach 
dem Netzzähler einspeist. Dein Generator speist immer eine konstante 
Leistung ein, er kann nicht anders. Wenn jetz an deinem internen Netz 
keine Verbraucher hängen (weil Du alle Lampen ausgeschalten hast), dann 
muß die generierte Leistung in das Netz zurückfließen!
Dein Generator sieht nämlich das gesamt(deutsche/europäische) Netz, und 
nicht nur deinen Teil.

Autor: ReinHerr (Gast)
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Ein Sinus, überlagert mit einem anderen Sinus, ergibt wieder Sinus. Wenn 
auch einen anderen als vorher. Aber das muss ja auch, schließlich hat 
der neue Sinus "mehr Energie" als der alte (nicht schlagen für diese 
Formulierung). Die Netzspannung von 230 Volt ist nicht zwingend. Meist 
liegt sie eh ganz wo anders (210-240 Volt) und ist fast nicht relevant. 
Eher abhängin vom Standort (Direkt am Mittelspannungstrafo oder 
alleinlage auf dem Land)
Wie genau ist den Dein Sinus? Hast Du mal ein Bild vom Oszi?
Übrigens ist es dem netz egal ob dazwischen eine kleine Messtelle (egal 
ob Multimeter oder Zähler) ist. Netz ist Netz. Störungen werden da nicht 
abgeblockt oder so.
Gruß
ReinHerR

Autor: Jochen B. (kleverle)
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Dass ich mit meinem Wechselrichter phasengenau und gleiche Spannung 
haben muss, war mir von Anfang an klar. Nur teilweise existierten 
Aussagen, man muss voreilend sein und das kam mir spanisch vor.

Dass nach der Verbindung mein Wechselrichter steuern muss damit alles 
passt, war mir auch klar.

Nur was ich nicht weiß ist, wie erfasse ich die Netzparameter und wie 
kopple ich mich drauf? Mein Eingang ist in Koppelfall gleich dem 
Ausgang.

Habe aber zwischenzeitlich im Netz unter "fremd-geführter 
Wechselrichter" einige Ansätze gefunden. Bin aber auch offen gegenüber 
Euren Vorschläge.

Gruß

Autor: Ben (Gast)
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interessante frage. generatoren müssen leicht voreilend sein um 
einspeisen zu können. wie das bei wechselrichtern aussieht... reichts 
vielleicht wenn man mit der spannung minimal höher ist? das ließe sich 
relativ einfach bauen.

ich wollte so ein ding auch immer haben, bislang hab ich aber noch 
nichts gefunden was ich mir leisten konnte/wollte. auf jeden fall ists 
ein sehr interessantes selbstbauprojekt, leider mit vielen widrigkeiten 
wie netznachführung und netzschutz. wenn du es hinbekommst brauch ich 
den schalt- und bauplan.

Autor: Bensch (Gast)
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> Dass nach der Verbindung mein Wechselrichter steuern muss damit alles
passt, war mir auch klar.

Eben NICHT !!!!

Autor: gast (Gast)
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ich hab hier einen kleinen Versuchsaufbau, da mache ich es so :

Ich synchronisiere meinen erzeugten Sinus mit den Nulldurchgängen des 
Netzes.
Bei gleicher Phasenlage schalte ich zu. Ist meine erzeugte Spannung 
größer als die Netzspannung speise ich ein -- es fließt messbarer 
Gleichstrom in den Wechselrichter. Ist meine Spannung kleiner speist das 
Netz ein - der Wechselrichter läuft dann praktisch als 
Synchrongleichrichter.

Autor: Ben (Gast)
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an sowas dachte ich auch... hast du vielleicht mal geprüft ob dein 
zähler auch wirklich dadurch langsamer läuft? dazu müßtest das ding 
vielleicht mal mit einer autobatterie speisen.

kannst du vielleicht den schaltplan von der ausgangsstufe reinstellen?

Autor: gast (Gast)
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Hallo,

hab ich gemacht...
Den Wechselrichter aus einem Labrnetzteil gespeist, im Ausgang eine 
25Watt Lampe dann den Zwischenzähler und dann das Netz. Bei kleiner 
Spannung am Labornetzteil läuft der Zähler und zeigt den Verbrauch der 
Lampe. Beim hochregeln des Netzteils läuft der Zähler langsamer bis zum 
Stillstand. Dann entspricht die Gleichstromleistung ca. der 
Lampenleistung. Das funktioniert auch mit einem Solarmodul -- um die 
Mittagszeit bei Sonne läuft der Zähler im Hausanschluss entsprechend 
langsamer.

Die Ausgangsstufe ist eine Vollbrücke mit Mosfets, dahinter sitzt ein 
Ringkerntrafo -- alles noch fliegend als Versuch aufgebaut.

Autor: Ben (Gast)
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rück mal den schaltplan raus! :D

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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>ich möchte einen Wechselrichter den ich bereits habe so in mein
230V-Netz integrieren, dass ich die erzeugte Spannung im Netz
mitverwenden kann.


Das geht so nicht. Als erste Vorschrift muss der Wechselrichter einen 
Netzabwurf erkennen und sofort abschalten. Ein normaler wechselrichter 
wird die Kaffeemaschine am Netz weiterhin treiben und nicht merken wenn 
das Netz rausgeflogen ist.

Autor: Stromer (Gast)
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Der Wechselrichter kann erkennen wenn das Netz wech is, muss aber net...

Hast schon recht das es abschalten muss, aber das kann ein Netzwächter 
(ENS) als zusätzliches Gerät installiert werden und bei Netzausfall dem 
Wechselrichter aufm Kopf hauen.

Ich würde ein ENS mit Zulassung kaufen. Wenn mit ein Bastel_ENS jemand 
zu Schaden kommt, weils doch nicht funktionerte.

Autor: Jochen B. (kleverle)
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Genau das ist ja mein Problem. Wie erkenne ich die Spannung und 
Phasenlage des existierenden Netzes?
Ich muss dies erfassen und mich damit synchronisieren. Gibt es dazu 
fertige Bausteine? Wenn ich das existierende Netz kenne und meine 
Parameter, dann kann ich mich ankoppeln.
Prüfe ich danach auch noch, denn jetzt erfasse ich ja mein Netz 
gekoppelt mit dem ursprünglichen? Oder muss ich mich immer wieder 
abschalten und prüfen?

Autor: [c]C-Code[/c] (Gast)
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Autor: Thilo M. (Gast)
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Du musst dich einmal mit dem Netz synchronisieren. Wenn Spannung und 
Frequenz gleich sind wird zugeschaltet.
Wie schon gesagt fließt jetzt kein Strom.
Durch leichten Versatz der Phasenlage (cos-phi ca. 0.9) ermöglichst du 
das Einspeisen. Achtung! Je kleiner der cos-phi, desto höher die 
Blindleistung, also auch der Strom.
Nun kannst du den cos-phi auf 0.9 halten und mit der Spannung
(Sollwert >Netzspannung) die einzuspeisende Leistung regeln.

So funktioniert das bei uns mit den Notstromgeneratoren im 
Netz-Parallelbetrieb.

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