Hallo allerseits, in meinem Einfamilienhaus habe ich eine PV-Anlage mit Speicher, die auch einen Notstrombetrieb ermöglicht. Im Falle eines Stromausfalls wird erstmal für ca. 30 Sekunden alles getrennt (dann ist es wirklich finster im Haus), offensichtlich geprüft ob der Strom wirklich weg ist (und weg bleibt), dann mit zwei Schütz das Netz des Energieversorgers getrennt, und lokaler "Inselbetrieb" gestartet. Selbiges Szenario (wenn auch etwas schneller) sobald der Strom wieder da ist. Ist gerade am Samstag nachmmittag passiert, ganze Siedlung für 45 Minuten stromlos. Zum Zeitpunkt des Ausfalls waren wir gerade mit dem Rad unterwegs uns sind während des Ausfalls zurückgekommen, war insofern witzig dass es eine Zeit dauert bis man überhaupt bemerkt dass der Notstrombetrieb läuft :-) Was ich mich frage: Zum Zeitpunkt des Ausfalls habe ich gerade ca. 7 kW Überschuss eingespeist, vermutlich noch ein paar andere PV-Anlagen in dem Segment. Wie erkennt mein Wechselrichter (oder wer auch immer) zuverlässig und schnell, dass es einen Stromausfall gibt? Bedingt durch die Einspeisung wird die Netzspannung ja nicht schlagartig auf Null abfallen... geht da die Frequenz hoch (oder runter?)
Michael R. schrieb: > Bedingt durch > die Einspeisung wird die Netzspannung ja nicht schlagartig auf Null > abfallen... geht da die Frequenz hoch (oder runter?) Je nach Einspeisung und Abnahme gehen die Frequenz und auch die Spannung entweder rauf oder runter, und sind schnell außerhalb der Toleranz.
Die Umrichter laufen im Einspeisebetrieb doch netzgeführt. Fällt das aus, schalten die sehr schnell ab. Oliver
Mittlerweile konnte ich mir das selbst beantworten: Die (nicht ganz triviale) Technik dahinter nennt sich "ENS" https://de.wikipedia.org/wiki/Einrichtung_zur_Netz%C3%BCberwachung_mit_zugeordneten_Schaltorganen mittlerweile habe ich auch meine Vorgaben vom Netzbetreiber gefunden: bei 51.5 Hz (bzw. 47.5 Hz) muss sich mein Wechselrichter in 100 ms abschalten. Dazwischen (ab 50.2 Hz) wird sogar ein LFSM-O (Limited frequency sensitive mode at overfrequency) Profil gefahren, d.h. die (Wirkleistungs-)Einspeisung wird langsam begrenzt. Spannend was mein WR so alles kann :-)
Oliver S. schrieb: > Die Umrichter laufen im Einspeisebetrieb doch netzgeführt. Fällt das > aus, schalten die sehr schnell ab. Gute Frage. Theoretisch könnten sich ja zwei von den Teilen gegenseitig "am Leben" erhalten. Damit würde auch erstmal die Netzfreq. sich nicht groß verändern. Allerdings dürfte die Spannung recht schnell zusammenbrechen wenn nicht genug Leistung für das Ausgefallenen/Abgetrennte Segment zur Verfügung gestellt wird. Der WR dürfte sich wohl eher wegen Überlast/Unterspannung abtrennen als wegen der Freq.
Michael R. schrieb: > Mittlerweile konnte ich mir das selbst beantworten: Die (nicht ganz > triviale) Technik dahinter nennt sich "ENS" > https://de.wikipedia.org/wiki/Einrichtung_zur_Netz%C3%BCberwachung_mit_zugeordneten_Schaltorganen Danke für den Link
Irgend W. schrieb: > Theoretisch könnten sich ja zwei von den Teilen gegenseitig > "am Leben" erhalten. Nein, können sie nicht! Damit ein Wechselrichter überhaupt einspeisen kann, braucht er die Netzfrequenz und versucht dieser um einen geringen Betrag vorzueilen. Das verhindert natürlich das Netz und somit speist das Gerät ein. Ein anderer Wechselrichter als Ersatz für das öffentl. Netz würde dasselbe tun und ratz-fatz wären beide enteilt nach ausserhalb der Toleranz und würden abschalten.
Phasenschieber S. schrieb: > Irgend W. schrieb: > >> Theoretisch könnten sich ja zwei von den Teilen gegenseitig >> "am Leben" erhalten. > > Nein, können sie nicht! > Damit ein Wechselrichter überhaupt einspeisen kann, braucht er die > Netzfrequenz und versucht dieser um einen geringen Betrag vorzueilen. > Das verhindert natürlich das Netz und somit speist das Gerät ein. > Ein anderer Wechselrichter als Ersatz für das öffentl. Netz würde > dasselbe tun und ratz-fatz wären beide enteilt nach ausserhalb der > Toleranz und würden abschalten. Theoretisch kann das irgendwie doch funktionieren, wenn gerade so viel die PV-Anlagen einspeisen wie verbraucht wird, und dann noch ein paar Drehstrom Motoren und so weiter das ganze stabilisieren usw. Dann sollen ja die neuen PV-Wechselrichter ihre Leistung prozentual zurücknehmen ab einer gewissen Frequenz. Also in der Theorie ist es ernsthaft möglich dass ich da so eine Art Inselnetz bildet. Ist natürlich extrem unwahrscheinlich dass der Verbrauch und die Einspeisung gerade so gut zusammenpassen.
Ich denke in dem Fall spricht die "Impedanz-Überwachung" an; bei einer sprunghaften Änderung der Impedanz des Netzes gehen die Wechselrichter auch offline (bzw. müssen sie) Wobei ich mich gerade frage, wie mein WR die Impedanz misst...
Die Frage ist durchaus interessant denn es ist nicht klar, was passiert wenn man mit einer nicht inselfähigen PV an einem zu schwachen Dieselgenerator nachhelfen möchte. Gibt es Erfahrungswerte in welchem Verhältnis die Leistungen stehen müssen ? Was passiert wenn ich einen Motor mit großer Schwungmasse im Leerlauf mitlaufen lasse ? Im Normalfall kostst das fast nur Blindleistung und bei Netzausfall läuft der ja erst mal weiter und geht in den Generatorbetrieb. Der WR sollte das nicht so ohne Weiteres etwas bemerken und wenn der WR mit einer etwas höheren Frequenz nachlegt, sollte es weiterlaufen wenn es nicht nach oben davonläuft wo vermutlich der Diesel etwas dagegen haben dürfte. Wenn die WR Leistung bei steigender Frequenz tatsächlich abgeregelt wird, dann sollte sich ein Gleichgewicht einregeln. Eventuell bei einer etwas zu hohen Frequenz
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DANIEL D. schrieb: > Theoretisch kann das irgendwie doch funktionieren, wenn gerade so viel > die PV-Anlagen einspeisen wie verbraucht wird, und dann noch ein paar > Drehstrom Motoren und so weiter das ganze stabilisieren usw. Dann sollen > ja die neuen PV-Wechselrichter ihre Leistung prozentual zurücknehmen ab > einer gewissen Frequenz. Also in der Theorie ist es ernsthaft möglich > dass ich da so eine Art Inselnetz bildet. Ist natürlich extrem > unwahrscheinlich dass der Verbrauch und die Einspeisung gerade so gut > zusammenpassen. Wenn der Fehler auf der MS liegt und die Stationen im Ring noch mit dran hängen, dann ist da auch recht schnell Ende. Die Parameter, die da beobachtet werden, die führen zum Teil bei Abweichungen im 100ms Bereich zur Anregung des Schutzes. Bei einem satten Kurzschluss im Netz bricht die Spannung bspw auch erstmal sehr stark ein, und wenn die Wechselrichter kein FRT unterstützen um Kurzschlussstrom zu liefern, dann reicht das schon zur Trennung.
Die EVU muessen manchmal eine Inselbidumg durch absichtliche Frequenzerhoehung abschalten. Primaer wollen sie damit nur die Einspeisung und Instabilitaet im Ersatznetz verhindern Das weiterbestehen von Inseln wird aber auch ganz offiziell als moegliches Problem gesehen und durch einen fetten Generator mit 52 Hz gekillt Das steht sogar in irgendwelchen oesterreichischen EVU TABs ein Erfahrungsbericht z.b. https://www.photovoltaikforum.com/thread/96595-stromversorger-schaltet-auf-notstrom-mit-52hz/
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Michael R. schrieb: > Ich denke in dem Fall spricht die "Impedanz-Überwachung" an; bei einer > sprunghaften Änderung der Impedanz des Netzes gehen die Wechselrichter > auch offline (bzw. müssen sie) > > Wobei ich mich gerade frage, wie mein WR die Impedanz misst... Vermutlich wird er erkennen, wie stark sich die Spannung ändert, wenn er seine Leistung ändert. Oder umgekehrt: Wenn (durch zuschalten weiterer Last) die Spannung fällt, wie stark er die Leistung "erhöhen muss", bis die Spannung wieder "passt". Denn bei "normaler" (=niedriger) Netzimpedanz kann der WR ja von 0% bis 100% Leistung variieren, ohne dass sich an der Netzspannung nennenswert etwas ändert. Im Inselbetrieb dann plötzlich nicht mehr (solange die Insel nicht zu groß ist, aber dann ist das keine Insel mehr, sondern ein Kontinent ;) ) MfG, Arno
Arno schrieb: > Vermutlich wird er erkennen, wie stark sich die Spannung ändert, wenn er > seine Leistung ändert. Oder umgekehrt: Wenn (durch zuschalten weiterer > Last) die Spannung fällt, wie stark er die Leistung "erhöhen muss", bis > die Spannung wieder "passt". Ich wiederhole es nochmal: Der Wechselrichter speist nicht durch überhöhte Spannung ein, sondern indem er mit der Frequenz vorauseilt. Ein stabiles Netz lässt das aber nicht zu und deshalb speist der Wechselrichter ins Netz ein. Je mehr die PV liefert, desto mehr möchte der Wechselrichter vorauseilen und umso höher wird die Einspeiseleistung. Eine Impedanz braucht er dazu garnicht zu messen. Ein frequenzstabiles Netz ist die Voraussetzung für eine Einspeisung, nicht ein spannungsstabiles Netz. Wird das Netz weniger frequenzstabil aufgestellt, dann läuft die Frequenz davon und bei 52Hz ist Ende Gelände.
Phasenschieber S. schrieb: > Eine Impedanz braucht er dazu garnicht zu messen. zum Einspeisen selbst nicht, das ist richtig. Hier gehts aber um das zuverlässige und schnelle Erkennen eines Stromausfalls, speziell im Fall dass in der "Insel" von mehreren Stellen eingespeist wird, und ggf. sogar größere und träge Drehstrom-Motoren laufen, die die Frequenz (zumindest eine Zeit lang) konstant halten. Laut dem von mir weiter oben verlinkten Wikipedia-Artikel zu ENS wird dazu auch die Impedanz gemessen, Zitat "Die Inselbildung wird entweder an einem Sprung der Netzimpedanz oder durch das Überschreiten von Frequenz- oder Spannungsgrenzwerten erkannt" Und meine Frage war, wie mein WR die Netzimpedanz misst.
Phasenschieber S. schrieb: > Ich wiederhole es nochmal: Der Wechselrichter speist nicht durch > überhöhte Spannung ein, sondern indem er mit der Frequenz vorauseilt. Was soll eine vorauseilende Frequenz sein? Das würde zu einer periodisch schwankenden Phase und damit zu einem periodischen Wechsel von Einspeisung und Abnahme führen. Für eine stabile Einspeisung muss die Frequenz die selbe wie im Netz sein und die Phase muss Vorlaufen.
Ich kenne die Impedanzmeßschaltungen der Hersteller nicht, würde aber vermuten, da wird ein z.B. 1kHz Testton aufmoduliert und dessen Strom gemessen und verglichen mit früheren Zeiten. So würde ich das angehen. Lastsprünge bei 50Hz will man gar nicht mitkriegen, die sind ja normal.
Abdul K. schrieb: > würde aber > vermuten, da wird ein z.B. 1kHz Testton aufmoduliert und dessen Strom > gemessen und verglichen mit früheren Zeiten. So ähnlich würde ich mir das auch zusammenreimen. Wobei ich glaube dass die eher mit kleinen "Impulsen" arbeiten, ums ich möglichst wenig gegenseitig zu stören. Irgendwo (ich find den Link nicht mehr) habe ich gelesen dass über einen Kondensator so ein Impuls auf die Leitung gegeben wird, und der Strom gemessen wird. Scheint aber durchaus herausfordernd zu sein ah ja, hier wars: http://www.ufegmbh.de/pool/download/ens_europatauglich.pdf
Offensichtlich messen sie quasi DC.
Sigma schrieb: > Abdul K. schrieb: >> Offensichtlich messen sie quasi DC. > > Am Ende wird doch quasi immer DC gemessen. weil alles unter 1 GHz ist ja streng genommen DC :-)
Phasenschieber S. schrieb: > Ich wiederhole es nochmal: Der Wechselrichter speist nicht durch > überhöhte Spannung ein, sondern indem er mit der Frequenz vorauseilt. > Ein stabiles Netz lässt das aber nicht zu und deshalb speist der > Wechselrichter ins Netz ein. Das ist leider ein Trugschluss aus der Asynchron-Generatortechnik, dessen Wellendrehzahl man zum einspeisen erhöht. Auch durch wiederholen in sämtlichen themen wird es nicht richtiger. Ein Netzwechselrichter ist kein phasenschieber, er speist einen Phasengleichen Sinuswechselstrom ein. Bei vorauseilen würde er blindleistung bereitstellen, das können viele geräte, ist jedoch ab werk auf einen Wirkliestungsfaktor cos ϕ 1,0 Eingestellt und damit inaktiv. Zum Thema: der WR schaltet nach der Ersten halbwelle ab, da spannung und frequenz nicht mehr passen. Am leben erhalten mit generator oder Führungs-WR soll mnit einigen Victrongeräten gehen, wenn dieser mindestens die doppelte nennleistung des PV WR besitzt. Allerdings halte ich davon nicht viel. Bei allen anderen Wechselrichtern und generatoren wird es gleich knallen, da diese die ausgangsseitige frequenz nicht leistungsgerecht hochregeln.
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Flip B. schrieb: > ist jedoch ab werk > auf einen Wirkliestungsfaktor cos ϕ 1,0 Eingestellt und damit inaktiv. kann ich bestätigen, ist auch bei mir die Vorgabe des EVU und auch am WR eingestellt (obwohl er Blindleistungskompensation könnte) Flip B. schrieb: > der WR schaltet nach der Ersten halbwelle ab, da spannung und > frequenz nicht mehr passen. Ja, klar, Aber was hat es mit der Netzimpedanz auf sich? Nur mal angenommen, Spannung und Frequenz wären noch im Toleranzbereich... ("ausgeglichene" Insel, ein paar größere Synchronmaschinen welche die Frequenz kurzfristig stabilisieren)
Flip B. schrieb: > ei vorauseilen würde er > blindleistung bereitstellen, das können viele geräte, ist jedoch ab werk > auf einen Wirkliestungsfaktor cos ϕ 1,0 Eingestellt und damit inaktiv. Das ist so aber leider auch nicht richtig. Je nach Scheinleistung der zu bauenden Anlage ist der Anlagenbetreiber verpflichtet, sich an der dynamischen Netzstützung zu beteiligen. Im Wechselrichter findet dann eine Q(U) Regelung statt. Co Phi 1 das war ein mal.
Sven L. schrieb: > Im Wechselrichter findet dann > eine Q(U) Regelung statt. Co Phi 1 das war ein mal. Magst du mir das genauer erklären?
Guenter H. schrieb: > Das weiterbestehen von Inseln wird aber auch ganz offiziell als > moegliches Problem gesehen und durch einen fetten Generator mit 52 Hz > gekillt Das ist aber sehr mutig. Zwischen dem was am Markt ist und dem was der Netzbetreiber fordert, besteht in der realen Welt ein Unterschied.
Michael R. schrieb: > Magst du mir das genauer erklären? Je nach Spannung muss der Wechselrichter induktive oder kapazitive Blindleistung bereitstellen, um die Spannung in die eine oder andere Richtung zu "drücken". Bei größeren Anlagen mit eigener Trafostation nimmt man die Messwerte auf der Mittelspannnungsseite und leitet diese an einen Datenlogger weiter, der die Wechselrichter ansteuert. Bei kleineren Anlagen regeln die Wechselrichter selbst.
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