PV Wechselrichter, Einspeisung, Synchronität

Wolfgang M. schrieb:
> doch der 'Versorger' ist?!

Er wartet auf den "0" Durchgang und Synchronisiert dann wieder.

Klassisch kann man sich das wie ein PLL vorstellen, der dann auf die 
Netzfrequenz synchronisiert.
Das ist der Grund weshalb ein Einspeisewechselrichterm nicht in einer 
Inselanlage verwendet werden kann. Er kann nicht synchronisieren.

Wolfgang M. schrieb:
> M.E. funktioniert obiges Szenario nur, nur wenn der WR seine
> Ausgangsspannung erhöht. Korrekt?
Er muss da keine Spannung "erhöhen" (das schafft er mit seiner winzigen 
Leistung auch nicht...). Er muss nur einen "Mückenschiss" voreilen und 
kann auf diese Art Strom einspeisen.

> Wie kann der WR die Synchronität zur Netzfrequenz beibehalten, wenn er
> doch der 'Versorger' ist?!
1. Er wird es mangels Leistung gar nicht schaffen, das Netz irgendwie 
"hochzutakten"

2. Er "merkt" es an seinen Messwerten, wenn der Strom, den er einspeisen 
will, zu hoch für seine Transistoren wird und reduziert die "Voreilung".

so ein wechselrichter arbeitet als stromquelle, nicht als 
spannungsquelle. die stromstärke wird nach der momentan-phasenspannung 
geregelt und folgt dadurch dem sinus.

Ähnlich wie beim fahrradfahren, die tretkurbel gibt die position der 
füße vor, du gibst eine kraft aufs pedal, wenn du merkst dass es nach 
unten geht.

Genau wie die krubel beim fahrrad (im kreis fahren mit den füßen in der 
luft geht nicht so einfach) brauchen diese wr das netz als schwingkreis.

Patrick L. schrieb:

Er wartet auf den "0" Durchgang und Synchronisiert dann wieder.

Ich möchte dieses Thema nochmal aufgreifen, weil mir das gar nicht bewusst war, dass die WR die Frequenz erhöhen. Ich selbst bin unter anderem Elektromaschinenbauer und habe das eigentlich immer so verstanden, dass der Generator im Nulldurchgang gekoppelt wird und dann im Parallelbetrieb die gleiche Frequenz hat wie das Netz. Will er nun Strom einspeisen, versucht er schneller zu laufen , was aber nicht geht, weil er an der Netzfrequenz hängt.

Beim WR kann ich mir das gut vorstellen, dass er immer im Nulldurchgang syncronisiert wird. Aber: Wie kommt der dann zb. auf 50,1Hz? er wird doch in der Sekunde 50 x syncronisiert, also permanent, dann müsste er doch immer noch 50 hz liefern, oder? Und was ich überhaupt nicht verstehe: Angenommen, er speist mit 50,1hz ein in ein Netz, was 50hz hat. Was passiert da? Wird da der Sinus verwaschen? Noch ne Frage: Warum erhöht sich die Frequenz beim WR beim Einspeisen? Beim Generator ist das zu verstehen, der will schneller drehen. Aber beim WR, würde es nicht reichen, die Spannung zu erhöhen, dann fließt ja auch der Strom ins Netz. Gruss Waschle

R. E. schrieb:

Ich selbst bin unter anderem Elektromaschinenbauer

Uups, in der Ausbildung nicht sufgepasst ?

R. E. schrieb:

Was passiert da

Der WR schafft es weder die Spannung nennenswert zu erhöhen (1000W also 4A in 0.5 Ohm des Hausstromnetzes bringt maximal 2V) noch die Frequenz des Verbundnetzes anzuheben.

Aber er versucht es. Dazu speist er STROM ein, nicht Spannung. Und zwar positiven Strom wenn die Sinuswelle des Wechselstroms am steigen ist und negativen Strom wenn die Sinuswelle am fallen ist.

Entdeckt er, das sich dabei die Spannung relevant ändert, schaltet er sofort ab. Entdeckt er dass sich die Frequenz deutlich ändert, schaltet er sofort ab. Zur Inselnetzvermeidung.

Aber er 'schiebt' dabei die Sinuswelle und speist dadurch ein.

Genaugenommen speist der Wechselrichter ein, indem er in der Phase etwas vorläuft.

Wären das zum Beispiel 10 Grad, dann wird es bezogen auf eine Periode, 1s oder 0,1s als 50Hz*(360+10)/360 = 51,4Hz oder 50Hz*(36050+10)/36050 = 50,027 Hz angegeben.

Dieter D. schrieb:

Wären das zum Beispiel 10 Grad, dann wird "es" bezogen auf eine Periode, 1s oder 0,1s als 50Hz*(360+10)/360 = 51,4Hz oder 50Hz*(36050+10)/36050 = 50,027 Hz angegeben.

Keine Ahnung, was so alles auf diversen (wer weiß schon genau, von wem & wo zusammengeklöppelten) WRn stehen mag.

Aber die Angabe einer Relation von Phasenverschiebung zu Frequenzvariation erscheint mir relativ unwahrscheinlich.

(Ok: Klöppelanfänger kämen darauf noch nicht, und -meister wiederum ließen sowas bestimmt /bewußt/ weg - weil nämlich nonexistent... wenigstens was DAS HIER (WR etc.) betrifft.)

Einspeise-WR sind ja /netzgeführt/ - und das wiederum heißt auch, daß die Frequenz ebenso konstant wie die des Netzes.

Und:

"Es kann nur Leistung ins Netz übertragen werden, sofern:

I_WR(pos) @ U_Netz(pos) -{oder}- I_WR(neg) @ U_Netz(neg)."

(Die zwei restl. Kombis ENTNÄHMEN Leistung aus dem Netz - das Produkt P draus (Leistung P = U * I) wäre da negativ.)

BTW:

Das könnte! auch durch Anlegen einer ebenso sinusförmigen, dafür jedoch minimal höheren, Spannung präzise_gleicher Phasenlage erfolgen (und meist ist das auch genau so ;-).

[Angenehmer Nebeneffekt: Aus just jenen WRn kommt deutlich "schönerer" Sinus, als aus 99% aller Steckdosen, die m.o.w. "häßliche" Wechselspannung bereitstellen.

Und da diese Eispeise-WR jenen "saubereren" Sinus direkt ins verzerrte Netz speisen, ergibt sich sogar szsg. eine "PFC-Wirkung" (örtlich begrenzt durch die Netzimpedanz).]

Oder mit gleichphasigem Rechteck. Oder sogar extrem kurz gepulst... nicht mal Symmetrie pos/neg wäre nötig, wenn man's nur auf "wie pumpt man Leistung ins Netz" reduziert

• gibt bestimmt miesen bis miesestmöglichen Power Factor aber ginge halt im Prinzip.

Genaugenommen ist es beides. Eine leicht höhere Spannung in Kombination mit einem geringen Phasenvorlauf. Das bewirkt dann bei plötzlichem Inselbetrieb durch Netzausfall ein hochlaufen der Frequenz mit der Folge der Abschaltung, sofern eine andere Inseldetektionfunktion versagt haben sollte.

Alfred B. schrieb:

Aber die Angabe einer Relation von Phasenverschiebung zu Frequenzvariation erscheint mir relativ unwahrscheinlich.

Dieser "Fehler" wird immer wieder gemacht, wenn sich Personen versuchen das mit der Phasenverschiebung zu verstehen.

Es gibt auch in Büchern/Skripten noch die Aufgabe, wenn in einer Umdrehung ein Motor mit 50Hz (3000 U/min) um 30° vorauseilen soll, wie schnell muss dieser drehen?

In der Fortzetzung ist dann noch die benötigte Kraft zu berechnen nachdem das Trägheitsmoment bestimmt wurde.

Die Falle in der Prüfungsaufgabe ist dann darauf zu kommen, dass nach der Beschleunigung auch wieder abgebremst werden muss, damit es bei den folgenden Phase bei 30 Grad bleibt.

Dieter D. schrieb:

Genaugenommen ist es beides. Eine leicht höhere Spannung in Kombination mit einem geringen Phasenvorlauf. Das bewirkt dann bei plötzlichem Inselbetrieb durch Netzausfall ein hochlaufen der Frequenz mit der Folge der Abschaltung, sofern eine andere Inseldetektionfunktion versagt haben sollte.

Alles sehr interessant. Aber was ist dann mit der Frequenz? Dass sich die Phase verschiebt und die Spannung ansteigt, damit Strom ins Netz fliesen kann, leuchtet mir ein. Aber warum die Frequenz? der WR ist ans Nezt gekoppelt und wird ja wohl immer wieder syncronisiert vom Netz. Also kann die Frequenz doch eigentlich nicht ansteigen, das ist das, was ich nicht verstehe. Und: Angenommen, die Frequenz des WR ist höher als die Netzfrequenz, wie sieht das dann auf dem Oszi aus? Laufen die nebeneinander und irgendwann sind sie mal wieder kurz syncron und dann laufen sie wieder auseinander, weil die eine schneller ist?
Und was ist, wenn mehrere WR in einer Anlage parallel am Netz hängen, und jeder macht was anderes? Wer bestimmt dann die Syncronität?

Wolfgang M. schrieb:

Wie kann der WR die Synchronität zur Netzfrequenz beibehalten, wenn er doch der 'Versorger' ist?!

Mit deinen paar kW wirst du nicht das europäische Stromnetz in seiner Phase steuern können. 'Versorger' ist relativ, wenn zusätzlich noch ein paar Kraftwerke mit insgesamt etlichen GW im Netz hängen.

Schreibt bitte nicht so viel Unsinn zu dem Thema.

Erstens, versteht die Netzspannung (egal ob auf einer oder auf drei Phasen) bitte als Führungsgröße für den einzuspeisenden Strom. Einspeisewechselrichter arbeiten als Strom- und nicht als Spannungsquelle. Schon ist es einfach zu verstehen, wie so ein Einspeiseprozess arbeitet. Der Wechselrichter erhöht im Betrieb natürlich geringfügig die Netzspannung am Einspeisepunkt, genau wie eine Last sie geringfügig senkt. Dadurch kann man sich einen Einspeisewechselrichter auch wie eine negative ohmische Last vorstellen. Die Netzspannung verändert sich allein aufgrund der kleinen Netzimpedanz und der starren Frequenz nicht wesentlich und das ist auch der Grund dafür, wieso normale Einspeisewechselrichter nicht auf Inselnetze einspeisen können.

Bzw. das ist auch nur die halbe Wahrheit, wenn z.B. ein großer 3MW-Generator irgendwo im Einsatz ist, der ein sehr sauberes und frequenzstabiles Netz stellt, dann würde eine PV mit ein paar kW durchaus darauf synchronisieren und den Generator geringfügig entlasten. Die Probleme kommen dann, wenn das Inselnetz diese zusätzliche Leistung nicht aufnehmen kann. Das würde die Spannungsregelung des Generators durcheinander bringen und dann schaltet die PV evtl. aufgrund der entstehenden Instabilitäten wieder ab, schlimmstenfalls triggert man eine Schutzschaltung des Generators und dann schaltet dieser ab, wodurch das Inselnetz zusammenbricht. Möchte man vermeiden, daß PV-Anlagen auf einen Generator synchronisieren, kann man diesen mit leicht erhöhter Frequenz betreiben, dann schalten (zugelassene) Wechselrichter nicht auf dieses Netz auf.

Wenn ein größerer Wechselrichter Blindstrom bereitstellen soll, dann wird die eingespeiste Stromkurve gegenüber der Spannungskurve ein kleines Stück verschoben, entweder nach früh (kapazitiv) oder spät (induktiv), so wie der Netzbetreiber das gerne hätte. Das kann man so weit treiben, daß ein Wechselrichter mehr Blindleistung bereitstellt, als er Wirkleistung erbringt, geht dann in den Bereich der statischen Blindleistungskompensation und würde sogar nachts funktionieren.

Edit, noch für diese Frage:

Angenommen, die Frequenz des WR ist höher als die Netzfrequenz, wie sieht das dann auf dem Oszi aus? Laufen die nebeneinander und irgendwann sind sie mal wieder kurz syncron und dann laufen sie wieder auseinander, weil die eine schneller ist?

Jede ungewollte/ungesteuerte Veränderung der Phasenlage bewirkt eine Verzerrung der Stromkurve (wenn man diese nicht gezielt regelt). Dadurch entsteht irgendwann eine Überstrom-Situation, vergleichbar mit einem "langsamen Kurzschluss" und wenn keine Sicherung auslöst, dann wird Dein Wechselrichter sehr sehr heiß...

Ben B. schrieb:

Der Wechselrichter erhöht im Betrieb natürlich geringfügig die Netzspannung am Einspeisepunkt

So geringfügig ist das nicht. Ich bin am Ende der Leitung und habe eine recht hohe Netzimpedanz. Da geht bei gut 10kW Einspeiseleistung die Spannung von 230V auf gut 250V.

Gebhard R. schrieb:

Da geht bei gut 10kW Einspeiseleistung die Spannung von 230V auf gut 250V.

Angenommen dein Haus ist auf 3x35 oder 3x50 oder 3x64A abgesichert dann ginge die Spannung unter Last auf 180/160/140V zurück.

Nein, so weit jenseits der 3% ist keine Installation.

Michael B. schrieb:

Angenommen dein Haus ist auf 3x35 oder 3x50 oder 3x64A abgesichert dann ginge die Spannung unter Last auf 180/160/140V zurück.

Die Hauptabsicherung sind 3x25A. Bei Schieflast (einphasiges Laden E-Auto) geht die Spannung durchaus auf 210V zurück. Daher vermeide ich die Schieflast und lade lieber 3-phasig wenn es geht (5kW unterste Leistungsgrenze beim Lader). Ich wohne am Land, da sind die Leitungen länger...

Gebhard R. schrieb:

Die Hauptabsicherung sind 3x25A. Bei Schieflast (einphasiges Laden E-Auto) geht die Spannung durchaus auf 210V zurück

In welchem Entwicklungsland die Hunddhütte,auch immer steht. Du zahlst genau so viel für Strom wie andere und hast ein Anrecht darauf, dass bei Maximalllast die Spannung im gesetzlichen Rahmen bleibt:

Nach VDE 0100-520 darf der Spannungsfall bis zum Verbrauchsmittel nur maximal 4% betragen, d. h. bei 230V nicht mehr als 9,2 V

Nur im Störungsfall sind bis 7% erlaubt. Deine 9% bei nicht mal Maximalstrom sind definitiv ein Mangel, den der Energieverdorger abstellen muss.

Schön ist das nicht, aber 250V sind noch ok.

Hier bei uns haben Klimaspinner ja die 110kV-Kabeltrasse abgefackelt, die die beiden Umspannwerke versorgt, mit denen das Tesla-Werk in Grünheide versorgt wird. Was die dabei wohl wissentlich in Kauf genommen haben, das Umspannwerk Erkner hängt da ebenfalls dran.

Die Folge davon war, daß die Last des UW Erkner mittels 10kV Erdkabeln von Rüdersdorf aus übernommen werden musste. Das UW Rüdersdorf steht bei mir in unmittelbarer Nähe. Nun weiß ich nicht wie viele 10kV-Systeme die nach Erkner runter haben, aber auf jeden Fall haben sie die 110kV-Trafos, die die Stufenschalter zur Spannungsregelung im Mittelspannungsnetz haben, erstmal zwei Stufen höher betrieben, um so viel Leistung bis da runter zu kriegen. Bis vor ein paar Tagen hatte ich dadurch nicht die üblichen 235V..238V an der Steckdose, sondern 245..248V. Konnte man dank Shelly Pro3 EM sehr gut sehen und damit kann man auch Lastgang-bedingten Umschaltungen der Stufen sehen, wobei eine einen Spannungssprung von recht genau 5V erzeugt.

Michael B. schrieb:

In welchem Entwicklungsland die Hunddhütte,auch immer steht. Du zahlst genau so viel für Strom wie andere und hast ein Anrecht darauf, dass bei Maximalllast die Spannung im gesetzlichen Rahmen bleibt:

Nun, im meinem Fall ist es besser nicht allzu laut zu sein, sonst stellt mich der Netzbetreiber auf Gewerbestrom um, der dann fast das Doppelte kostet (Leistungspreis).

Ben B. schrieb:

Hier bei uns haben Klimaspinner ja die 110kV-Kabeltrasse abgefackelt,

In Großbritannien übefielen diese eine Michfabrik und bohrten Löcher in die LKW-Reifen.

Problem bei dem Netzausfall ist, dass die Solaranlagen und Windräder auch bei der Einspeisung davon betroffen sind.

Gebhard R. schrieb:

Ben B. schrieb:

Der Wechselrichter erhöht im Betrieb natürlich geringfügig die Netzspannung am Einspeisepunkt

So geringfügig ist das nicht. Ich bin am Ende der Leitung und habe eine recht hohe Netzimpedanz. Da geht bei gut 10kW Einspeiseleistung die Spannung von 230V auf gut 250V.

Die Spannungserhöhung kommt nicht, weil der Wechselrichter sie erzeugt, sondern weil Du dann weniger Strom aus dem Netz brauchst und deshalb weniger Spannungsabfall an den Zuleitungen ist. Das Problem gibt es prinzipiell in vielen Neubausiedlungen, wenn alle ordentlich PV einspeisen.

Ben B. schrieb:

Hier bei uns haben Klimaspinner ja die 110kV-Kabeltrasse abgefackelt

Ich wusste gar nicht dass die Bundesstaatsanwaltschaft die Ermittlungen zu dem Fall schon abgeschlossen hat. Soweit ich weiß bekennt sich für den Anschlag eine sogenannte "Vulkan" Gruppe. Und die hat nichts mit Klimaaktivisten zu tun, eher mit Querdenkern und vielleicht sogar mit Putin Sympathisanten.

Aber wie schön wenn man ein "Feindbild" hat. Auch unser Hobbytheoretiker haut dann gerne mal mit alternativen Wahrheiten oder kruden Theorien rein, egal wie die Faktenlage ist :-)