DE102014200412A1 - Method and inverter for feeding electrical energy into an alternating voltage network - Google Patents

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Thomas Herrmann
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einspeisen elektrischer Energie in ein Wechselspannungsnetz unter Verwendung eines Wechselrichters (100), der zumindest eine Eingangsschnittstelle (102) und einer Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen (104, 106, 108) zum Bereitstellen der elektrischen Energie aufweist, wobei das Verfahren einen Schritt des Bestimmens einer für das Wechselspannungsnetz benötigten Anzahl von Einspeisephasen und einen Schritt des Bereitstellens der elektrischen Energie an einer der Anzahl von Einspeisephasen entsprechenden Anzahl von Ausgangsschnittstellen (104, 106, 108) aus der Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen (104, 106, 108) unter Verwendung einer an der zumindest einen Eingangsschnittstelle (102) anliegenden Gleichspannung umfasst.The invention relates to a method for feeding electrical energy into an AC voltage network using an inverter (100) having at least one input interface (102) and a plurality of output interfaces (104, 106, 108) for providing the electrical energy, the method having a A step of determining a number of injection phases required for the AC power grid and a step of providing the electrical energy at a number of output interfaces (104, 106, 108) corresponding to the number of injection phases from the plurality of output interfaces (104, 106, 108) using a DC voltage applied to the at least one input interface (102).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einspeisen elektrischer Energie in ein Wechselspannungsnetz und auf einen Wechselrichter zum Einspeisen elektrischer Energie in ein Wechselspannungsnetz.The present invention relates to a method for feeding electrical energy into an alternating voltage network and to an inverter for feeding electrical energy into an alternating voltage network.

Wechselrichter können zur Einspeisung von elektrischer Energie, insbesondere von photovoltaisch, aus Windenergie bzw. Wasserkraft, aus Brennstoffzellen oder aus Batterien bereitgestellte Energie in ein Wechselspannungsnetz verwendet werden. Es gibt Wechselrichter, welche entweder einphasig oder dreiphasig einspeisen. Allerdings ist die Einspeisung nicht flexibel wählbar, sondern so ausgeführt, dass der Wechselrichter entweder nur für einphasige oder für dreiphasige Wechselspannungsnetze eingesetzt werden kann.Inverters can be used to feed electrical energy, in particular photovoltaic, from wind energy or hydropower, from fuel cells or from batteries provided energy in an AC power grid. There are inverters that feed either single-phase or three-phase. However, the infeed can not be flexibly selected, but is designed in such a way that the inverter can be used either only for single-phase or three-phase AC grids.

Wird bei mehrphasigen Netzen eine unterschiedliche Einspeiseleistung auf den einzelnen Phasen benötigt, beispielsweise bei Inselbetrieb oder Eigenverbrauchsoptimierung, so kann dies bisher nur mit mehreren einphasigen Wechselrichtern realisiert werden, die entsprechend der benötigten Leistung je Phase ausgelegt sind und verschaltet werden. Eine dynamische Anpassung der einzelnen Phasenleistungen ist dabei aber nur eingeschränkt und mit Aufwand möglich.If a different feed-in power is required on the individual phases in multiphase networks, for example in stand-alone operation or self-consumption optimization, this can hitherto be realized only with a plurality of single-phase inverters which are designed and interconnected in accordance with the required power per phase. However, a dynamic adaptation of the individual phase powers is only limited and possible with effort.

Bei üblichen mehrphasigen Wechselrichtern ist ein Inselbetrieb nur bei symmetrischen dreiphasigen Verbrauchern möglich, da ein asymmetrischer Betrieb von speziell einphasigen Verbrauchern zu einer Belastung führt, welche ein Wechselrichter nach Stand der Technik nur begrenzt ausgleichen kann. Daher sind mehrphasige Inselsysteme aus mehreren einphasigen Geräten aufgebaut.In conventional polyphase inverters, isolated operation is only possible with symmetrical three-phase loads, since asymmetric operation of specially single-phase loads leads to a load which can only be compensated to a limited extent by a prior art inverter. Therefore, multiphase island systems are constructed of several single-phase devices.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Einspeisen elektrischer Energie in ein Wechselspannungsnetz und ein Wechselrichter zum Einspeisen elektrischer Energie in ein Wechselspannungsnetz gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, a method for feeding electrical energy into an AC voltage network and an inverter for feeding electrical energy into an AC voltage network according to the main claims are presented with the present invention. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.

Bei einer entsprechenden Vorrichtung und einem entsprechenden Verfahren zur Einspeisung von elektrischer Energie in ein Wechselspannungsnetz ist es nicht erforderlich, dass die Zahl der Einspeisephasen im Vorfeld feststeht. Stattdessen kann die Zahl der Einspeisephasen am Errichtungsort eingestellt oder vom Gerät automatisch gewählt werden. In a corresponding device and a corresponding method for feeding electrical energy into an alternating voltage network, it is not necessary that the number of feed phases is fixed in advance. Instead, the number of feed-in phases at the installation site can be set or automatically selected by the device.

Gemäß einer Ausführungsform kann bei einer entsprechenden Vorrichtung und einem entsprechenden Verfahren, bei mehrphasiger Einspeisung die Einspeiseleistung jeder einzelnen Phase manuell eingestellt oder automatisch geregelt werden.According to one embodiment, with a corresponding device and a corresponding method, with multi-phase feed, the feed-in power of each individual phase can be set manually or automatically regulated.

Dies hat Vorteile in Bezug auf die Flexibilität sowie den Kostenaufwand und ermöglicht eine Einschränkung der Variantenvielfalt, da nur ein Gerät für 1- und n-phasig erforderlich ist. Zudem ist eine Eigenverbrauchssteigerung durch dynamisch angepasste Einspeisung möglich. Auch ist ein flexibler Inselbetrieb mit den Vorteilen eines dreiphasigen Wechselrichters möglich; im Gegensatz zu einem Aufbau aus drei einphasigen Geräten.This has advantages in terms of flexibility and cost and allows a restriction of the variety of variants, since only one device for 1- and n-phase is required. In addition, a self-consumption increase by dynamically adjusted feed is possible. Also, a flexible island operation with the advantages of a three-phase inverter is possible; unlike a construction of three single-phase devices.

Ein Verfahren zum Einspeisen elektrischer Energie in ein Wechselspannungsnetz unter Verwendung eines Wechselrichters, der eine oder mehrere Eingangsschnittstellen und einer Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen zum Bereitstellen der elektrischen Energie aufweist, umfasst die folgenden Schritte:
Bestimmen einer für das Wechselspannungsnetz benötigten Anzahl von Einspeisephasen; und
Bereitstellen der elektrischen Energie an einer der Anzahl von Einspeisephasen entsprechenden Anzahl von Ausgangsschnittstellen aus der Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen unter Verwendung von einer an der Eingangsschnittstelle anliegenden Gleichspannung oder von an den Eingangsschnittstellen anliegenden Gleichspannungen.A method of feeding electrical energy into an AC grid using an inverter having one or more input interfaces and a plurality of output interfaces for providing the electrical energy comprises the following steps:
Determining a number of feed-in phases required for the AC power grid; and
Providing the electrical energy at a number of output interfaces corresponding to the number of supply phases of the plurality of output interfaces using a DC voltage applied to the input interface or of DC voltages applied to the input interfaces.

Die Eingangsschnittstelle oder die Eingangsschnittstellen können zwei oder mehr elektrische Anschlüsse zum Anlegen einer von einer Gleichspannungsquelle bereitgestellten Gleichspannung aufweisen. Der Wechselrichter kann ausgebildet sein, um die Gleichspannung jeder Eingangsschnittstelle getrennt voneinander einstellbar in eine einphasige oder mehrphasige Wechselspannung zu wandeln. Eine Ausgangsschnittstelle kann zumindest einen Anschluss zum Ausgeben einer Wechselspannung bzw. eines Wechselstroms an das Wechselspannungsnetz aufweisen. Die für das Wechselspannungsnetz benötigte Anzahl von Einspeisephasen kann auch eins sein. Die Anzahl kann kleiner oder gleich der Anzahl von Ausgangsschnittstellen sein. Je nach Anwendungsfall kann das Wechselspannungsnetz ein einphasiges, zweiphasiges, dreiphasiges oder mehrphasiges Wechselspannungsnetz sein. Vorteilhafterweise kann der Wechselrichter somit für einen einphasigen oder einen mehrphasigen Betrieb eingesetzt werden.The input interface (s) may include two or more electrical terminals for applying a DC voltage provided by a DC voltage source. The inverter may be configured to convert the DC voltage of each input interface separately into a single-phase or multi-phase AC voltage. An output interface may have at least one connection for outputting an alternating voltage or an alternating current to the alternating voltage network. The number of feed phases required for the AC mains can also be one. The number can be less than or equal to the number of output interfaces. Depending on the application, the alternating voltage network can be a single-phase, two-phase, three-phase or multi-phase alternating voltage network. Advantageously, the inverter can thus be used for single-phase or multi-phase operation.

Das Verfahren kann einen Schritt des Auswählens einer Phasenkonfiguration für die Anzahl von Einspeisephasen umfassen. Dabei kann im Schritt des Bereitstellens die elektrische Energie unter Verwendung der Phasenkonfiguration an der Anzahl von Ausgangsschnittstellen bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann der Wechselrichter für unterschiedliche Phasenkonfigurationen eingesetzt werden. Unter einer Phasenkonfiguration kann beispielsweise eine Zusammenstellung oder eine Anordnung der Phasen, oder auch ein Verhältnis zwischen den Phasen oder eine Phasenlage der Phasen zueinander verstanden werden. The method may include a step of selecting a phase configuration for the number of injection phases. In this case, in the step of providing the electrical energy using the phase configuration at the Number of output interfaces. In this way, the inverter can be used for different phase configurations. A phase configuration may, for example, be understood to mean a composition or an arrangement of the phases, or else a relationship between the phases or a phase relationship of the phases to one another.

Im Schritt des Bestimmens kann die benötigte Anzahl von Einspeisephasen wahlweise als eine Einspeisephase, zwei Einspeisephasen oder mehr als zwei Einspeisephasen bestimmt werden. Dadurch ist eine große Flexibilität des Wechselrichters gegeben.In the determining step, the required number of feed-in phases may optionally be determined as one feed phase, two feed phases or more than two feed phases. This gives a great flexibility of the inverter.

Das Verfahren kann einen Schritt des Schließens einer elektrischen Verbindungsleitung zwischen zumindest zwei der Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen umfassen, wenn die Anzahl von Ausgangsschnittstellen kleiner als die Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen ist. Auf diese Weise kann die maximal mögliche Ausgangsleistung des Wechselrichters an der Anzahl von Ausgangsschnittstellen bereitgestellt werden.The method may include a step of closing an electrical connection line between at least two of the plurality of output interfaces if the number of output interfaces is less than the plurality of output interfaces. In this way, the maximum possible output power of the inverter can be provided at the number of output interfaces.

Dabei kann der Schritt des Schließens unter Verwendung einer Messspannung durchgeführt werden, wobei die Messspannung eine an zumindest einer der zwei der Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen anliegende Spannung repräsentiert. Auf diese Weise können zwei Ausgangsschnittstellen automatisch miteinander kurzgeschlossen werden, beispielsweise wenn an einer der Ausgangsschnittstellen keine Spannung anliegt und somit als nicht benötigt angesehen wird.In this case, the closing step can be carried out using a measuring voltage, wherein the measuring voltage represents a voltage applied to at least one of the two of the plurality of output interfaces. In this way, two output interfaces can be automatically short-circuited to each other, for example, when no voltage is applied to one of the output interfaces and thus is considered not needed.

Im Schritt des Auswählens kann die Phasenkonfiguration bei einer Anzahl von zumindest zwei Einspeisephasen wahlweise als eine Phasenkonfiguration mit einer Phasendifferenz zwischen den zumindest zwei Einspeisephasen oder als eine Phasenkonfiguration mit einer Phasengleichheit zwischen den zumindest zwei Einspeisephasen ausgewählt werden. Auf diese Weise kann der Wechselrichter sowohl für Wechselspannungsnetze eingesetzt werden, bei denen keine Phasendifferenz zwischen den einzelnen Phasen besteht als auch für Wechselspannungsnetze eingesetzt werden, bei denen eine Phasendifferenz zwischen den einzelnen Phasen besteht.In the step of selecting, the phase configuration may be selectively selected as a phase configuration having a phase difference between the at least two feed phases or as a phase configuration having a phase coincidence between the at least two feed phases for a number of at least two feed phases. In this way, the inverter can be used both for AC grids in which there is no phase difference between the individual phases as well as for AC grids are used, where there is a phase difference between the individual phases.

Das Verfahren kann einen Schritt des Ermittelns einer Einspeiseleistung für jede der Anzahl von Ausgangsschnittstellen umfassen. In dem Schritt des Bereitstellens kann an jeder der Anzahl von Ausgangsschnittstellen die für diese Ausgangsschnittstelle ermittelte Einspeiseleistung bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann die Einspeiseleistung individuell für jede der Anzahl von Ausgangsschnittstellen eingestellt werden. Dabei können die Einspeiseleistungen beispielsweise im Hinblick auf eine minimale Netzbelastung, einen reinen Energieverbrauch, einen spannungsgesteuerten Modus, eine Vorgabe durch Netzsteuerung oder einer Verbrauchersteuerung eingestellt werden.The method may include a step of determining a feed-in power for each of the number of output interfaces. In the provisioning step, the feed-in power determined for this output interface can be provided at each of the number of output interfaces. In this way, the feed-in power can be set individually for each of the number of output interfaces. In this case, the feed-in powers can be set, for example, with regard to a minimum network load, a pure energy consumption, a voltage-controlled mode, a specification by network control or a consumer control.

Das Verfahren kann einen Schritt des Einlesens eines, eine Messspannung und zusätzlich oder alternativ einen Messstrom darstellenden, Messwertes für jede der Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen umfassen. Dabei kann ein Messwert einen an einer Ausgangsschnittstelle, an einer mit der Ausgangsschnittstelle verbundenen Ausgangsleitung oder an einem mit der Ausgangsschnittstelle verbundenden Netzübergangspunkt erfassten Wert repräsentieren. Im Schritt des Bestimmens kann die benötigte Anzahl von Einspeisephasen unter Verwendung der Messwerte bestimmt werden. Zusätzlich oder alternativ kann im Schritt des Auswählens die Phasenkonfiguration für die Anzahl von Einspeisephasen unter Verwendung der Messwerte ausgewählt werden. Auf diese Weise ist eine automatische Konfiguration des Wechselrichters realisierbar.The method may comprise a step of reading in a measurement value representing a measurement voltage and additionally or alternatively a measurement current for each of the plurality of output interfaces. In this case, a measured value can represent a value detected at an output interface, at an output line connected to the output interface or at a network transition point connected to the output interface. In the step of determining, the required number of feed-in phases can be determined using the measured values. Additionally or alternatively, in the step of selecting, the phase configuration for the number of injection phases may be selected using the measured values. In this way, an automatic configuration of the inverter can be realized.

Zusätzlich oder alternativ kann im Schritt des Auswählens die Phasenkonfiguration für die Anzahl von Einspeisephasen auf eine über die Bedienschnittstelle vorgegebene Phasenkonfiguration eingestellt werden. Die Bedienschnittstelle kann eine für eine Bedienperson bedienbare Schnittstelle sein, welche direkt am Wechselrichter angebracht ist oder über eine Datenverbindung vom Wechselrichter entfernt sein kann. Beispielsweise kann die Bedienung auch über einen Laptop oder über einen Serverzugang, der die Daten dann an den Wechselrichter sendet, ausgeführt sein. Auf diese Weise kann der Wechselrichter durch eine Bedienperson konfiguriert werden.Additionally or alternatively, in the step of selecting, the phase configuration for the number of feed phases can be set to a preset via the operating interface phase configuration. The operator interface may be an operator-operable interface which is attached directly to the inverter or may be remote from the inverter via a data link. For example, the operation can also be carried out via a laptop or via a server access, which then sends the data to the inverter. In this way, the inverter can be configured by an operator.

Ein entsprechender Wechselrichter zum Einspeisen elektrischer Energie in ein Wechselspannungsnetz weist folgende Merkmale auf:
zumindest eine Eingangsschnittstelle;
eine Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen zum Bereitstellen der elektrischen Energie;
eine Einrichtung zum Bestimmen einer für das Wechselspannungsnetz benötigten Anzahl von Einspeisephasen; und
eine Einrichtung zum Bereitstellen der elektrischen Energie an einer der Anzahl von Einspeisephasen entsprechenden Anzahl von Ausgangsschnittstellen aus der Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen unter Verwendung einer an der zumindest einen Eingangsschnittstelle anliegenden Gleichspannung.A corresponding inverter for feeding electrical energy into an AC voltage network has the following features:
at least one input interface;
a plurality of output interfaces for providing the electrical energy;
means for determining a number of feed-in phases required for the AC power grid; and
a device for providing the electrical energy at a number of output interfaces corresponding to the number of supply phases of the plurality of output interfaces using a DC voltage applied to the at least one input interface.

Vorteilhafterweise lässt sich ein entsprechender, beispielsweise dreiphasiger Wechselrichter, beispielsweise nur einphasig anschließen. Eine phasenselektive Einspeisung ist möglich. Der Wechselrichter kann ein Verfahren der dynamischen Einspeiseleistung umsetzen und dadurch einen Lastwechsel einer Phase durch Umverteilen der Einspeiseleistungen in die Phasen so ausgleichen, dass die Leistungsrichtung über alle drei Phasen gleich ist. Bei einem Inselnetzbetrieb des Wechselrichters kann der Wechselrichter das Inselnetz bei einer asymmetrischen Belastung versorgen.Advantageously, a corresponding, for example, three-phase inverter, for example, connect only single-phase. A phase-selective feed is possible. The inverter can be a method of dynamic Implement feed-in power and thereby compensate for a load change of a phase by redistributing the feed-in power into the phases so that the power direction is the same across all three phases. In an off-grid operation of the inverter, the inverter can supply the stand-alone grid with an asymmetric load.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn der Programmcode auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird. Somit können die in dem Programmcode definierten Schritte des Verfahrens von Einrichtungen des Computers oder der Vorrichtung umgesetzt werden.A computer program product with program code which can be stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out the method according to one of the embodiments described above if the program code is present on a computer or a device is also of advantage is performed. Thus, the steps of the method defined in the program code can be implemented by devices of the computer or device.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 ein Blockschaltbild eines Wechselrichters gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 a block diagram of an inverter according to an embodiment of the present invention;

2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Einspeisen elektrischer Energie in ein Wechselspannungsnetz gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 2 a flowchart of a method for feeding electrical energy into an AC power network according to an embodiment of the present invention;

3 ein Blockschaltbild eines Wechselrichters bei Netzbetrieb gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 3 a block diagram of an inverter in network operation according to an embodiment of the present invention;

4 ein Blockschaltbild eines Wechselrichters bei Inselbetrieb gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 4 a block diagram of an inverter in island operation according to an embodiment of the present invention;

5 eine Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen eines Wechselrichters gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 5 a plurality of output interfaces of an inverter according to an embodiment of the present invention;

6 eine Konfigurationstabelle für einen Wechselrichter gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 6 a configuration table for an inverter according to an embodiment of the present invention;

7 eine Messeinrichtung für einen Wechselrichter gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 7 a measuring device for an inverter according to an embodiment of the present invention;

8 eine Darstellung eines Anschlusses eines Wechselrichters an ein Sub-Netz gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 8th an illustration of a connection of an inverter to a sub-network according to an embodiment of the present invention; and

9 eine Darstellung eines Anschlusses eines Wechselrichters an ein Sub-Netz gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 9 a representation of a connection of an inverter to a sub-network according to another embodiment of the present invention.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of preferred embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similarly acting, wherein a repeated description of these elements is omitted.

1 zeigt ein Blockschaltbild eines Wechselrichters 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Wechselrichter 100, der als ein dynamischer Wechselrichter ausgeführt sein kann, weist eine Eingangsschnittstelle 102 auf, über die der Wechselrichter 100 eingangsseitig mit einer oder mehreren Gleichspannungsquellen verbunden werden kann. Ausgangsseitig weist der Wechselrichter 100 eine Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen 104, 106, 108 auf, über die der Wechselrichter 100 mit einem Wechselspannungsnetz gekoppelt werden kann. Beispielsweise kann der Wechselrichter über die Ausgangsschnittstellen 104, 106, 108 eine Wechselspannung oder einen Wechselstrom an das Wechselspannungsnetz bereitstellen. Eine Ausgangsschnittstelle 104, 106, 108 kann auch als Phase bezeichnet werden. 1 shows a block diagram of an inverter 100 according to an embodiment of the present invention. The inverter 100 , which may be implemented as a dynamic inverter, has an input interface 102 on, over which the inverter 100 Input side can be connected to one or more DC power sources. On the output side, the inverter points 100 a plurality of output interfaces 104 . 106 . 108 on, over which the inverter 100 can be coupled with an AC voltage network. For example, the inverter can use the output interfaces 104 . 106 . 108 provide an alternating voltage or an alternating current to the alternating voltage network. An output interface 104 . 106 . 108 can also be called a phase.

Lediglich beispielhaft ist der Wechselrichter 100 mit drei Ausgangsschnittstellen 104, 106, 108 gezeigt. Ein solcher Wechselrichter 100 kann wahlweise eingesetzt werden, um Leistung in ein einphasiges, ein zweiphasiges oder ein dreiphasiges Wechselspannungsnetz einzuspeisen.Only an example is the inverter 100 with three output interfaces 104 . 106 . 108 shown. Such an inverter 100 Optionally, it can be used to feed power into a single-phase, two-phase, or three-phase AC grid.

Dazu weist der Wechselrichter 100 eine Einrichtung 110 zum Bestimmen einer für das Wechselspannungsnetz benötigten Anzahl von Einspeisephasen auf. Die Einrichtung 110 kann mit einer Bedienschnittstelle des Wechselrichters 100, über die der Wechselrichter 100 von einer Person konfiguriert werden kann, oder mit einer Messeinrichtung gekoppelt sein, über die eine messtechnische Bestimmung der benötigten Einspeisephasen ermöglicht wird. Eine solche Messeinrichtung kann ausgebildet sein, um einen Messwert, beispielsweise einen Messstrom und/oder eine Messspannung pro Ausgangsschnittstelle 104, 106, 108 zu erfassen und bereitzustellen. Die Einrichtung 110 ist ausgebildet, um zu Bestimmen wie viele und welche der Ausgangsschnittstellen 104, 106, 108 aktiv verwendet werden. Dazu kann die Einrichtung 110 beispielsweise ausgebildet sein, um ein Signal bereitzustellen, um eine oder mehrere der verfügbaren Ausgangsschnittstellen 104, 106, 108 zu deaktivieren oder zwei oder mehr der verfügbaren Ausgangsschnittstellen 104, 106, 108 zusammenzuschalten, beispielsweise über eine Brückenschaltung.This is indicated by the inverter 100 An institution 110 for determining a number of feed phases required for the AC mains. The device 110 can with a control interface of the inverter 100 about which the inverter 100 can be configured by a person, or coupled with a measuring device, via which a metrological determination of the required feed phases is made possible. Such a measuring device can be designed to provide a measured value, for example a measuring current and / or a measuring voltage per output interface 104 . 106 . 108 to capture and provide. The device 110 is designed to determine how many and which of the output interfaces 104 . 106 . 108 actively used. This may be the device 110 for example, to provide a signal to one or more of the available output interfaces 104 . 106 . 108 to disable or two or more of the available output interfaces 104 . 106 . 108 interconnect, for example via a bridge circuit.

Ferner weist der Wechselrichter 100 eine Einrichtung 112 zum Bereitstellen elektrischer Energie an die von der Einrichtung 110 bestimmten Anzahl von Ausgangsschnittstellen 104, 106, 108 auf. Dazu ist die Einrichtung 112 ausgebildet, um eine an der Eingangsschnittstelle 102 anliegende Gleichspannung in eine oder mehrere benötigte Wechselspannungen zu wandeln. Furthermore, the inverter has 100 An institution 112 for providing electrical energy to that of the device 110 certain number of output interfaces 104 . 106 . 108 on. This is the device 112 trained to be one at the input interface 102 to convert applied DC voltage into one or more required AC voltages.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Wechselrichter 100 ferner eine optionale Einrichtung 114 zum Auswählen einer Phasenkonfiguration für die von der Einrichtung 110 bestimmten Anzahl von Einspeisephasen auf. Dazu kann die Einrichtung 114 mit einer Bedienschnittstelle des Wechselrichters 100, über die der Wechselrichter 100 von einer Person konfiguriert werden kann, oder mit einer Messeinrichtung gekoppelt sein, über die ein messtechnisches Auswählen der Phasenkonfiguration ermöglicht wird. Die Einrichtung 114 ist ausgebildet, um die Phasenkonfiguration an die Einrichtung 112 zu übermitteln, sodass die Einrichtung 112 die elektrische Energie mit der ausgewählten Phasenkonfiguration an die Anzahl von Ausgangsschnittstellen 104, 106, 108 bereitstellen kann. According to one embodiment, the inverter 100 also an optional device 114 for selecting a phase configuration for that of the device 110 certain number of feed-in phases. This may be the device 114 with an operator interface of the inverter 100 about which the inverter 100 can be configured by a person or coupled to a measuring device, via which a metrological selection of the phase configuration is made possible. The device 114 is designed to match the phase configuration to the device 112 to convey, so the device 112 the electrical energy with the selected phase configuration to the number of output interfaces 104 . 106 . 108 can provide.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Wechselrichter 100 ferner eine optionale Einrichtung 116 auf, die ausgebildet ist, um eine Einspeiseleistung für jede der von der Einrichtung 110 bestimmten Anzahl von Ausgangsschnittstellen 104, 106, 108 zu ermitteln. Dazu kann die Einrichtung 116 mit einer Bedienschnittstelle des Wechselrichters 100, über die der Wechselrichter 100 von einer Person konfiguriert werden kann, oder mit einer Messeinrichtung gekoppelt sein, über die ein messtechnisches Auswählen der Einspeiseleistungen pro Ausgangsschnittstelle ermöglicht wird. Die Einrichtung 116 ist ausgebildet, um Werte der ermittelten Einspeiseleistungen an die Einrichtung 112 zu übermitteln, sodass die Einrichtung 112 die entsprechenden Einspeiseleistungen an den aktiven Ausgangsschnittstellen 104, 106, 108 bereitstellen kann.According to one embodiment, the inverter 100 also an optional device 116 which is designed to provide feed-in power to each of the device 110 certain number of output interfaces 104 . 106 . 108 to investigate. This may be the device 116 with an operator interface of the inverter 100 about which the inverter 100 can be configured by a person or coupled to a measuring device, via which a metrological selection of the feed-in power per output interface is made possible. The device 116 is adapted to values of the determined feed-in powers to the device 112 to convey, so the device 112 the corresponding feed-in power at the active output interfaces 104 . 106 . 108 can provide.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Einspeisen elektrischer Energie in ein Wechselspannungsnetz gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Schritte des Verfahrens können unter Verwendung von Einrichtungen eines beschriebenen Wechselrichters umgesetzt werden. 2 shows a flowchart of a method for feeding electrical energy into an AC power network according to an embodiment of the present invention. The steps of the method may be implemented using means of a described inverter.

Das Verfahren umfasst einen Schritt 210, in dem eine für das Wechselspannungsnetz benötigte Anzahl von Einspeisephasen bestimmt wird. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt 212 in dem die elektrische Energie an einer der Anzahl von Einspeisephasen entsprechenden Anzahl von Ausgangsschnittstellen aus einer Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen des Wechselrichters bereitgestellt wird. Der Schritt 210 kann einmalig vor oder während einer Inbetriebnahme des Wechselrichters oder fortlaufend während des Betriebs des Wechselrichters ausgeführt werden. Der Schritt 212 kann fortlaufend während des Betriebs des Wechselrichters ausgeführt werden.The method comprises a step 210 in which a number of feed phases required for the AC mains is determined. Furthermore, the method comprises a step 212 in that the electrical energy is provided at a number of output interfaces corresponding to the number of supply phases from a plurality of output interfaces of the inverter. The step 210 can be executed once before or during a commissioning of the inverter or continuously during operation of the inverter. The step 212 can be run continuously during inverter operation.

3 zeigt ein Blockschaltbild eines Wechselrichters 100 bei Netzbetrieb gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 3 shows a block diagram of an inverter 100 in network operation according to an embodiment of the present invention.

Der Wechselrichter 100 ist eingangsseitig über 1 bis n Eingänge mit einem DC-Generator 320 (DC = Gleichspannung) verbunden. Ausgangsseitig ist der Wechselrichter 100 über 1 bis m Ausgänge zum einen mit einem elektrischen AC-Verbraucher 322 und zum anderen über einen AC-Übergabepunkt 324 (AC = Wechselspannung) mit einem elektrischen AC-Netz 326 verbunden.The inverter 100 On the input side it has 1 to n inputs with a DC generator 320 (DC = DC) connected. The output side is the inverter 100 over 1 to m outputs on the one hand with an electric AC consumer 322 and on the other hand via an AC-transfer point 324 (AC = AC voltage) with an AC electrical network 326 connected.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Wechselrichter 100 um einen Wechselrichter für Photovoltaik-Generatoren 320 mit n bis zu 6 MPP-Tracker (Maximum Power Point Tracker) und m bis zu drei Netzphasen (L1, L2, L3; Anschlüsse für N und PE werden nicht mitgezählt, da grundsätzlich vorhanden).According to one embodiment, the inverter is 100 around an inverter for photovoltaic generators 320 with n up to 6 MPP trackers (Maximum Power Point Tracker) and m up to three network phases (L1, L2, L3, connections for N and PE are not counted, as they are always present).

4 zeigt ein Blockschaltbild eines Wechselrichters bei Inselbetrieb gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 4 shows a block diagram of an inverter in island operation according to an embodiment of the present invention.

Der Wechselrichter 100 ist eingangsseitig über 1 bis n Eingänge mit einem DC-Generator 320 verbunden. Ausgangsseitig ist der Wechselrichter 100 über 1 bis m Ausgänge mit einem AC-Inselnetz 428 verbunden.The inverter 100 On the input side it has 1 to n inputs with a DC generator 320 connected. The output side is the inverter 100 over 1 to m outputs with an AC island grid 428 connected.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Wechselrichter 100 um einen Wechselrichter für Photovoltaik-Generatoren mit n bis zu beispielhaft 6 MPP-Tracker und m bis zu drei Netzphasen (L1, L2, L3; Anschlüsse für N und PE werden nicht mitgezählt, da grundsätzlich vorhanden).According to one embodiment, the inverter is 100 around an inverter for photovoltaic generators with n up to, for example, 6 MPP trackers and m up to three network phases (L1, L2, L3; connections for N and PE are not counted, as they are always present).

Gemäß unterschiedlicher Ausführungsbeispiele kann der Wechselrichter 100, wie nachfolgend noch näher beschrieben, unterschiedliche zusätzliche Merkmale aufweisen.According to different embodiments, the inverter 100 , as described in more detail below, have different additional features.

Beispielsweise kann der Wechselrichter 100 ein Gerät darstellen, das über eine Mess-Einrichtung verfügt, welche die angeschlossenen Netzphasen detektiert und über eine Auswerteeinheit verfügen, die bei Einhaltung entsprechender Grenzwerte für den Phasenversatz den Betriebsmodus des Wechselrichters 100 so einstellt, dass der Wechselrichter 100 sich auf die angeschlossene Zahl der Netzphasen einstellt. Dadurch ist es möglich, dass der Anwender den Netzanschluss flexibel bezüglich der Phasenzahl ausführen kann.For example, the inverter 100 represent a device which has a measuring device which detects the connected mains phases and has an evaluation unit which, if the phase offset is adhered to, limits the operating mode of the inverter 100 so adjusts that the inverter 100 depends on the connected number of network phases. This makes it possible for that the user can flexibly configure the network connection with regard to the number of phases.

Ferner kann der Wechselrichter 100 ein Gerät darstellen, das des Weiteren über ein konfigurierbares Anschlussfeld verfügt, worüber der Anwender den Netzanschluss entsprechend seiner Erfordernisse herstellen kann.Furthermore, the inverter 100 represent a device that also has a configurable connector panel, allowing the user to connect to the network according to their needs.

Darüber hinaus kann der Anwender über eine Konfigurations-Schnittstelle, insbesondere einem Bedienteil, am Wechselrichter explizit einstellen, wie viele Phasen angeschlossen sind und in welcher Weise diese auf die Netzanschlüsse des Wechselrichters 100 geschaltet werden.In addition, the user can explicitly set via a configuration interface, in particular a control panel, on the inverter how many phases are connected and in which way these are connected to the grid connections of the inverter 100 be switched.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel beinhaltet der Wechselrichter 100 eine Einrichtung, die es ermöglicht, auch eine pulsierende Leistungsabgabe ins Netz durchzuführen, was insbesondere bei ein- und zweiphasigen Netzen notwendig ist, da sich die Wechselanteile der Leistung über die Phasen nicht mehr aufheben.According to one embodiment, the inverter includes 100 a device that makes it possible to perform a pulsating power delivery in the network, which is necessary in particular for single- and two-phase networks, since the alternating components of the power through the phases no longer cancel.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel verfügt der Wechselrichter 100 über eine Schnittstelle, über die die Aufteilung der Leistung auf die einzelnen Phasen eingestellt werden kann. Insbesondere kann mit einer Strom-Messeinrichtung am Netzübergabepunkt, die mit der Schnittstelle des Wechselrichters verbunden ist und Messdaten übermitteln kann, die Einspeiseleistung jeder einzelnen Phase am Verknüpfungspunkt berechnet werden. Diese Information kann der Wechselrichter 100 verwenden, um die Phasenleistung derartig aufzuteilen, dass die Aufnahmeströme angeschlossener elektrischer Verbraucher bestmöglich kompensiert werden können, um die Phasenströme am Übergabepunkt zu optimieren, insbesondere wirtschaftlich zu optimieren.According to one embodiment, the inverter has 100 via an interface, via which the distribution of the power to the individual phases can be set. In particular, with a current measuring device at the grid transfer point, which is connected to the interface of the inverter and can transmit measured data, the feed-in power of each individual phase at the node can be calculated. This information can be the inverter 100 use in order to divide the phase power such that the absorption currents of connected electrical loads can be compensated as best as possible in order to optimize the phase currents at the transfer point, in particular to optimize economically.

Anstelle einer Messeinrichtung am Netzübergabepunkt können auch die Verbraucher ihre Stromaufnahmen dem Wechselrichter über die Schnittstelle mitteilen und dadurch die Phasenströme am Übergabepunkt berechnet werden.Instead of a measuring device at the grid transfer point, the consumers can also communicate their current consumption to the inverter via the interface, thereby calculating the phase currents at the transfer point.

Darüber hinaus ist es auch möglich, über die Schnittstelle die Aufteilung der Phasenströme manuell vorzugeben.In addition, it is also possible to manually specify the division of the phase currents via the interface.

5 zeigt eine Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen eines Wechselrichters gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt sind drei Ausgangsschnittstellen 104, 106, 108, auch als L1, L2, L3 bezeichnet und zusätzlich eine weitere Ausgangsschnittstelle N als Neutralanschluss und eine weitere Schnittstelle PE als Protectiv-Earth-Anschluss. 5 shows a plurality of output interfaces of an inverter according to an embodiment of the present invention. Shown are three output interfaces 104 . 106 . 108 , also referred to as L1, L2, L3 and additionally a further output interface N as a neutral connection and a further interface PE as Protectiv Earth connection.

Beispielhaft ist in 5 eine Skizze eines Anschlussfeldes mit Brücken 541, 542 von L1 nach L2 und L2 nach L3 zum einphasigen Anschluss eines dreiphasigen Wechselrichters gezeigt.Exemplary is in 5 a sketch of a connection field with bridges 541 . 542 from L1 to L2 and L2 to L3 for single-phase connection of a three-phase inverter.

Die Anschlüsse 104, 106, 108 sind als Stifte aus einem Anschlussfeld des Wechselrichters herausgeführt. Die genannten Brücken 541, 542 verbinden je zwei der Anschlüsse 104, 106, 108 untereinander und sind durch Muttern an den Stiften fixiert. Ein Anschlusskabel ist mit dem Stift des Anschlusses 106 verbunden. Von den Anschlüssen 104, 106, 108 bereitgestellte Ausgangsleistung kann in das Anschlusskabel eingespeist werden.The connections 104 . 106 . 108 are led out as pins from a connection field of the inverter. The bridges mentioned 541 . 542 connect two of the ports 104 . 106 . 108 with each other and are fixed by nuts on the pins. A connection cable is connected to the pin of the connector 106 connected. From the connections 104 . 106 . 108 Provided output power can be fed into the connection cable.

Alternativ zu den gezeigten Brücken 541, 542 können auch manuell oder automatisch betätigbare Schalter zum Zusammenschalten oder Trennen der Anschlüsse 104, 106, 108 eingesetzt werden.Alternative to the bridges shown 541 . 542 You can also use manually or automatically operated switches to connect or disconnect the connectors 104 . 106 . 108 be used.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel können am Wechselrichter variabel 1, 2 oder 3 Phasen 104, 106, 108 und ein Neutralleiter N angeschlossen werden. Der Wechselrichter verfügt dazu über ein konfigurierbares Anschlussfeld mit einer Möglichkeit, mehrere Phasenanschlüsse 104, 106, 108 zu brücken, um einen Betrieb auch an weniger Phasen 104, 106, 108 als maximal möglich durchzuführen. Werden nicht alle Phasen 104, 106, 108 verwendet, so kann der Wechselrichter nur eingeschränkt Leistung abgeben, wenn die Brücken 541, 542 nicht gesetzt sind, da nur noch ein Teil der Leistungselektronik verwendet wird. Das Anschlussfeld ist dazu so ausgeführt, dass z. B. über einen Brückstecker oder über Ösenbrücken 541, 542 – vergleichbar mit dem Anschlussfeld eines Elektromotors oder eines elektrischen Warmwassererzeugers – die Phasenanschlüsse 104, 106, 108 so zusammengeschaltet werden können, dass ein Betrieb eines geeigneten dreiphasigen Wechselrichters auch an weniger als drei Phasen 104, 106, 108 möglich ist. Denkbar ist auch, dass die Brücken 541, 542 im Schaltschrank gesetzt werden, um ein späteres Umstellen der Phasenzahl einfach an zentraler Stelle durchzuführen. In diesem Fall braucht am Wechselrichter nichts vorgehalten werden.According to one embodiment, the inverter can be variably 1, 2 or 3 phases 104 . 106 . 108 and a neutral conductor N are connected. The inverter has a configurable connection field with one option, several phase connections 104 . 106 . 108 to bridge, to operate even at fewer stages 104 . 106 . 108 as maximum possible. Will not all phases 104 . 106 . 108 used, so the inverter can only give limited power when the bridges 541 . 542 are not set because only a part of the power electronics is used. The connection field is designed so that z. B. via a bridging plug or via Ösenbrücken 541 . 542 - comparable to the connection field of an electric motor or an electric hot water generator - the phase connections 104 . 106 . 108 can be interconnected so that operation of a suitable three-phase inverter even in less than three phases 104 . 106 . 108 is possible. It is also conceivable that the bridges 541 . 542 be set in the control cabinet, to perform a later changeover of the phase number simply at a central location. In this case, nothing needs to be kept on the inverter.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des Anschlussfeldes kann eine automatische Brückeinrichtung der Phasen 104, 106, 108 vorgesehen sein, die beispielsweise durch ein Relais oder ein Halbleiterschalter umgesetzt werden kann. Bei einem dreiphasigen Wechselrichter sind dazu maximal drei Brückeinrichtungen notwendig, um jede Konfiguration zu ermöglichen. Gibt man die Anschlussposition derjenigen Phase 104, 106, 108, auf die ein zweiter Ausgang 104, 106, 108 automatisch parallel geschaltet wird und damit ein höherer Strom möglich ist, vor, reichen zwei automatische Brückeinrichtungen. According to a further embodiment of the connection field, an automatic bridging device of the phases 104 . 106 . 108 be provided, which can be implemented for example by a relay or a semiconductor switch. For a three-phase inverter, a maximum of three bridging devices are required to allow any configuration. If you give the connection position of that phase 104 . 106 . 108 to which a second exit 104 . 106 . 108 automatically parallel and thus a higher current is possible, before, two automatic bridging devices are sufficient.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel verfügt der Wechselrichter, damit der Wechselrichter die Phasenkonfiguration automatisch feststellen kann, über eine Spannungs-Mess-Vorrichtung an jeder Phase. Solche Spannungs-Mess-Vorrichtungen sind üblicherweise sowieso standardmäßig vorhanden, damit das Netz überwacht werden kann und notwendig, um den Strom phasensynchron einspeisen zu können. According to one embodiment, in order for the inverter to automatically detect the phase configuration, the inverter has a voltage measuring device at each phase. Such voltage measuring devices are usually present by default anyway, so that the network can be monitored and necessary to be able to feed the current phase synchronous can.

Zum Erkennen der Phasenkonfiguration detektiert der Wechselrichter dazu, ob die Phase des Netzes mit einer anderen Phase übereinstimmt, oder ob der Phasenwinkel ausreichend groß ist, um ein dreiphasiges Netz zu erkennen.In order to detect the phase configuration, the inverter detects whether the phase of the network coincides with another phase, or whether the phase angle is sufficiently large to detect a three-phase network.

Dies wird gemäß einem Ausführungsbeispiel realisiert, in dem der Messwert jeder Spannung von einem elektronischen Schaltkreis eingelesen wird. Anschließend wird gegenüber einer festgelegten Phase, z. B. am Anschluss 104, die Phasenverschiebung mithilfe eines gängigen Verfahrens relativ zur festgelegten Phase berechnet. Die Phaseninformation wird anschließend ausgewertet. Zusätzlich ist noch relevant, ob die Phase überhaupt mit Spannung beaufschlagt ist oder ob der Phasenanschluss 104 gar nicht verwendet wird.This is realized according to an embodiment in which the measured value of each voltage is read in by an electronic circuit. Subsequently, compared to a specified phase, for. B. at the connection 104 , which computes phase shift relative to the specified phase using a common method. The phase information is subsequently evaluated. In addition, it is still relevant whether the phase is actually supplied with voltage or whether the phase connection 104 not used at all.

Der Wechselrichter erkennt beim Zuschalten des Netzes die Phasenkonfiguration automatisch, da er die Phasenspannungen der einzelnen Phasen 104, 106, 108 miteinander vergleicht und bei einem typischen Muster eine Betriebsart auswählt (z.B. 3-Phasen-Betrieb: alle Phasen um 120° versetzt, 1-phasen Betrieb: Alle Phasen um ca. 0° versetzt, 2-Phasen-Betrieb: zwei Phasen um 120° versetzt, dritte Phase gleich einer der zwei Phasen oder nicht angeschlossen).The inverter recognizes the phase configuration automatically when switching on the grid because it detects the phase voltages of the individual phases 104 . 106 . 108 compares with each other and selects a mode for a typical sample (eg 3-phase operation: all phases offset by 120 °, 1-phase operation: all phases offset by approx. 0 °, 2-phase operation: two phases by 120 ° offset, third phase equal to one of the two phases or not connected).

Die Konfiguration kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel automatisch erkannt und übernommen werden, wobei der Wechselrichter anschließend selbsttätig mit dem Einspeisen beginnt oder es ist nach einer Änderung bzw. einer Erstkonfiguration eine Bestätigung durch den Installateur über eine Bedienschnittstelle notwendig. The configuration can be automatically detected and adopted in a further embodiment, wherein the inverter then automatically starts feeding or it is after a change or an initial configuration confirmation by the installer via an operator interface necessary.

Bei der automatischen Übernahme der Konfiguration kann die Phasenkonfiguration durch externe Schalteinrichtungen im Anlagenbetrieb geändert werden, in dem der Wechselrichter zunächst vom Netz genommen, dann die Phasenkonfiguration geändert und anschließend ein erneutes Zuschalten auf das Netz durchgeführt wird.When automatically adopting the configuration, the phase configuration can be changed by external switching devices in plant operation, in which the inverter is first disconnected from the grid, then the phase configuration is changed and then a renewed connection to the grid is made.

Zum Erkennen der Anschlusskonfiguration werden die zeitlichen Verläufe der Wechselspannungen an den einzelnen Anschlussklemmen miteinander verglichen und der Phasenversatz zueinander bestimmt. Dazu kann ein gängiges Verfahren aus der Mathematik oder der Regelungstechnik verwendet werden. An nicht verwendeten Anschlüssen wird keine Spannung gemessen. So ist auch dieser Fall über einen Schwellwert einfach detektierbar. Da aus symmetrischen Gründen nur ein einphasiges Netz, ein symmetrisches zweiphasiges Netz, bei welchem die Phasen um 180° gegeneinander verschoben sind, ein zweiphasiger Anschluss an ein dreiphasiges Netz oder ein dreiphasiges Netz praxisrelevant sind, erkennt der Wechselrichter Abweichungen außerhalb einer zulässigen Toleranz als Fehler und verhindert eine Einspeisung. So führen zu große Abweichungen des Phasenwinkels vom Nennwert zu Fehlverhalten an bestimmten Verbrauchern wie z. B. Elektromotoren und sind ein Indiz für unerwünschte Inselnetzbildung.In order to recognize the connection configuration, the temporal courses of the alternating voltages at the individual connection terminals are compared with one another and the phase offset from each other is determined. For this purpose, a common method from mathematics or control engineering can be used. No voltage is measured at unused terminals. Thus, this case is also easily detectable over a threshold value. Since symmetrical reasons only a single-phase network, a symmetrical two-phase network in which the phases are shifted by 180 ° to each other, a two-phase connection to a three-phase network or a three-phase network are relevant to practice, the inverter detects deviations outside a permissible tolerance as errors and prevents infeed. To cause large deviations of the phase angle of the nominal value to misconduct on certain consumers such. As electric motors and are an indication of unwanted islanding.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Phasenkonfiguration über eine Bedienschnittstelle manuell vorzugeben.In a further exemplary embodiment, the phase configuration is to be preset manually via an operator interface.

Werden nicht alle Anschlüsse des Wechselrichters verwendet, bleiben Teile der Leistungselektronik ungenutzt. Dies kann über eine Meldung dem Installateur mitgeteilt werden. If not all connections of the inverter are used, parts of the power electronics remain unused. This can be communicated to the installer via a message.

6 zeigt dazu praxisrelevante Konfigurationen in Form einer Tabelle. Die Spalten stellen einen Phasenwinkel 650 relativ zu dem Anschluss 104, die Phase 651 relativ zum Anschluss 104, einen dreiphasigen Betrieb 653, einen zweiphasigen Betrieb 655, einen zweiphasigen symmetrischen Betrieb 657 und einen einphasigen Betrieb 659 dar. 6 shows practical configurations in the form of a table. The columns represent a phase angle 650 relative to the port 104 , the phase 651 relative to the connection 104 , a three-phase operation 653 , a two-phase operation 655 , a two-phase balanced operation 657 and a single-phase operation 659 represents.

Da der Wechselrichter bis jetzt keine Information über die Zuordnung der Phasen 104, 106, 108 zum Übergabepunkt hat, wird die erste Phase, die angeschlossen ist, hier mit L1 bezeichnet, könnte aber genauso gut eine andere Bezeichnung tragen.Since the inverter so far no information about the assignment of the phases 104 . 106 . 108 to the transfer point, the first phase that is connected here is labeled L1, but could just as well have a different name.

Ist die Konfiguration bestimmt und damit die Betriebsart vorgegeben, kann der Wechselrichter mit dem Einspeisen beginnen.Once the configuration has been determined and the operating mode specified, the inverter can start feeding.

Nach dem Stand der Technik wird in allen Phasen so eingespeist, dass bei symmetrischen Netzen mit gleicher Phasenspannung auch der Einspeisestrom in den drei Phasen die gleiche Amplitude besitzt. Dies hat den Vorteil der gleichmäßigen Belastung der Leistungselektronik, aber es ist nicht möglich, die Phasenströme individuell einzustellen. Gegenüber diesem Stand der Technik kann der beschriebene Wechselrichter so betrieben werden, dass die Phasen individuell einstellbar sind.According to the prior art is fed in all phases so that in balanced networks with the same phase voltage and the feed current in the three phases has the same amplitude. This has the advantage of even load on the power electronics, but it is not possible to adjust the phase currents individually. Compared to this prior art, the described inverter can be operated so that the phases are individually adjustable.

7 zeigt eine Messeinrichtung 770 für einen Wechselrichter gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Messeinrichtung 770 ist zur dreiphasigen Erfassung von Strömen und Spannungen am Netzübergabepunkt ausgebildet. 7 shows a measuring device 770 for an inverter according to an embodiment of the present invention. The measuring device 770 is for three-phase detection of currents and voltages formed at the grid transfer point.

Gezeigt sind die Phasen L1, L2, L3, N. Die Leitungen der Phasen L1, L2, L3 sind je mit einem Stromsensor 771 zum Erfassen eines über die Phasen L1, L2, L3 fließenden Stroms gekoppelt. Die Phasen L1, L2, L3, N sind mit einer Spannungsmesseinrichtung 773 zum Erfassen einer Spannungsdifferenz zwischen den Phasen L1, L2, L3, N gekoppelt. Messwerte der Stromsensoren 771 und der Spannungsmesseinrichtung 773 werden von einer Signalaufbereitungseinrichtung 775, beispielsweise zum Bereitstellen eines Triggers, P, cos phi, etc., ausgewertet. Ein Trigger kann beispielsweise als ein Synchronisierungsimpuls oder als ein Zeitsignal dienen oder beispielsweise einen erkannten Nulldurchgang kennzeichnen. Auch kann dem Wechselrichter durch den Trigger ein an dem Netzübergangspunkt aufgetretenes Ereignis mitgeteilt werden. Die Signalaufbereitungseinrichtung 775 ist über einen Signalanschluss 777 mit dem Wechselrichter verbunden.Shown are the phases L1, L2, L3, N. The lines of the phases L1, L2, L3 are each with a current sensor 771 for detecting a current flowing through the phases L1, L2, L3. The phases L1, L2, L3, N are with a voltage measuring device 773 for detecting a voltage difference between the phases L1, L2, L3, N coupled. Measured values of the current sensors 771 and the tension measuring device 773 be from a signal conditioning device 775 For example, to provide a trigger, P, cos phi, etc., evaluated. A trigger may serve, for example, as a synchronization pulse or as a time signal or for example identify a detected zero crossing. Also, the inverter may be notified by the trigger of an event occurring at the interworking point. The signal conditioning device 775 is via a signal connection 777 connected to the inverter.

8 zeigt eine Darstellung eines Anschlusses eines Wechselrichters 100 an ein Sub-Netz gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Es ist ein dreiphasiger Anschluss des Wechselrichters 100 an ein dreiphasiges Sub-Netz mit zwei einphasigen Verbrauchern 322, 822 und einer Messeinrichtung 770 am Netzübergabepunkt 324 zu einem Netz 326. Der Netzübergabepunkt 324 ist gegebenenfalls mit einem Stromzähler des Netzbetreibers des Netzes 326 ausgeführt. 8th shows a representation of a connection of an inverter 100 to a subnet according to an embodiment of the present invention. It is a three-phase connection of the inverter 100 to a three-phase sub-network with two single-phase loads 322 . 822 and a measuring device 770 at the grid transfer point 324 to a network 326 , The grid transfer point 324 is possibly with an electricity meter of the network operator of the network 326 executed.

Der erste Verbraucher 322 ist direkt mit dem ersten Ausgangsanschluss 104 und dem Neutralleiter N und der zweite Verbraucher 822 ist über eine Schalteinrichtung 824 mit dem zweiten Ausgangsanschluss 106 und dem Neutralleiter N verbunden. Datenverbindungen sind zwischen dem Wechselrichter 100 und dem ersten Verbraucher 322 und der Schalteinrichtung 824 realisiert. Eine weitere Datenverbindung 777 ist zwischen dem Wechselrichter 100 und der Messeinrichtung 770 realisiert.The first consumer 322 is directly connected to the first output port 104 and the neutral conductor N and the second consumer 822 is via a switching device 824 with the second output terminal 106 and the neutral conductor N connected. Data connections are between the inverter 100 and the first consumer 322 and the switching device 824 realized. Another data connection 777 is between the inverter 100 and the measuring device 770 realized.

9 zeigt eine Darstellung eines Anschlusses eines Wechselrichter an ein Sub-Netz gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 9 shows an illustration of a connection of an inverter to a sub-network according to an embodiment of the present invention.

Es ist ein einphasiger Anschluss des Wechselrichters 100 an ein einphasiges Sub-Netz durch Brücken der Phasenanschlüsse 104, 106, 108 am Wechselrichter 110 gezeigt. Das Sub-Netz weist eine Messeinrichtung 770 am Netzübergabepunkt 324 zu einem Netz 326 auf. Der Netzübergabepunkt 324 ist gegebenenfalls mit einem Stromzähler des Netzbetreibers des Netzes 326 ausgeführt.It is a single-phase connection of the inverter 100 to a single-phase sub-network by bridging the phase connections 104 . 106 . 108 at the inverter 110 shown. The sub-network has a measuring device 770 at the grid transfer point 324 to a network 326 on. The grid transfer point 324 is possibly with an electricity meter of the network operator of the network 326 executed.

Der Verbraucher 322 ist direkt mit den zusammengeschalteten Ausgangsanschlüssen 104, 106, 108 und dem Neutralleiter N verbunden. Datenverbindungen 880, 777 sind zwischen dem Wechselrichter 100, dem Verbraucher 322 und der Messeinrichtung 770 realisiert.The consumer 322 is directly to the interconnected output terminals 104 . 106 . 108 and the neutral conductor N connected. data connections 880 . 777 are between the inverter 100 the consumer 322 and the measuring device 770 realized.

Im Folgenden werden anhand der vorangegangen Figuren unterschiedliche Ausführungsbeispiele näher beschrieben.In the following, different embodiments will be described in more detail with reference to the preceding figures.

Zunächst werden Ausführungsbeispiele einer phasenselektiven Einspeiseleistungsregelung beschrieben. Ziel ist dabei ein Einspeisen mit phasenselektivem Strom so, dass an einem Übergabepunkt 324 der Strom und damit die Wirk- und Blindleistung in allen Phasen 104, 106, 108 unabhängig auf einen Sollwert geregelt werden kann. So ist es möglich, dass nicht nur auf die Summe aller Phasenleistungen geregelt wird, sondern auf die Leistung jeder einzelnen Phase 104, 106, 108. Dadurch sind verschiedene Betriebsarten möglich.First, embodiments of a phase-selective feed-in control will be described. The aim is to feed with phase-selective current so that at a transfer point 324 the current and thus the active and reactive power in all phases 104 . 106 . 108 can be independently controlled to a setpoint. So it is possible that not only the sum of all phase power is regulated, but the performance of each phase 104 . 106 . 108 , As a result, various modes are possible.

Eine erste Betriebsart basiert auf einer Regelung auf minimale Netzbelastung. Bei einer Einspeisung nach Stand der Technik kommt es vor, dass über eine Phase Leistung in ein Netz gespeist wird, während über eine andere Phase gleichzeitig Leistung aus dem Netz bezogen wird. Das angeschlossene Netz muss in diesem Fall die Leistung in einer Phase aufnehmen und in einer anderen Phase zur Verfügung stellen, was gegebenenfalls bei phasenselektiver Leistungsberechnung zu Kosten führen kann, auf jeden Fall aber zu Verlusten im Netz führt. Gemäß der ersten Betriebsart verteilt der Wechselrichter 100 dagegen seine Ausgangsleistung auf die einzelnen Phasen 104, 106, 108 so, dass die Strombelastung auf allen Phasen 104, 106, 108 am Netzübergabepunkt 324 gleich groß ist. Erst bei Erreichen des Maximalstroms des Wechselrichters 100 kann der Wechselrichter 100 gegebenenfalls die Ströme am Netzübergabepunkt 324 nicht mehr vollständig ausgleichen.A first operating mode is based on a regulation for minimum network load. In a state-of-the-art feed-in, it is possible for one phase to supply power to one network, while for another phase to simultaneously draw power from the network. The connected network must in this case absorb the power in one phase and make it available in a different phase, which may possibly result in phase-selective power calculation at a cost, but in any case leads to losses in the network. In accordance with the first operating mode, the inverter distributes 100 its output power to the individual phases 104 . 106 . 108 so that the current load on all phases 104 . 106 . 108 at the grid transfer point 324 is the same size. Only when the maximum current of the inverter is reached 100 can the inverter 100 if applicable, the currents at the grid transfer point 324 not fully compensate.

Eine zweite Betriebsart basiert auf dem reinen Eigenverbrauch. Dazu kann der Wechselrichter 100 so konfiguriert werden, dass er nur so viel Leistung einspeist, wie auch innerhalb des Teilnetzes bis zum Übergabepunkt verbraucht wird. In diesem Fall speist der Wechselrichter 100 maximal mit derjenigen Leistung ein, die auch verbraucht wird. Dadurch wird keine Energie in das Versorgungsnetz 326 eingespeist. Ein Betrieb des Wechselrichters 100 ist daher auch ohne Einspeisevertrag oder EVU-Einverständnis möglich, da keine Energie in das Netz 326 gespeist, sondern nur der Verbrauch reduziert wird. Selbstverständlich sind auch Zwischenlösungen denkbar, wo die Leistung pro Phase 104, 106, 108 auf einen Wert zwischen 0 und der maximal möglichen Einspeiseleistung pro Phase limitiert wird. Analog kann auch auf den Strom und nicht auf die Leistung geregelt werden.A second operating mode is based on pure self-consumption. This can be done by the inverter 100 be configured so that it only feeds as much power as is consumed within the subnetwork to the transfer point. In this case, the inverter feeds 100 maximum with the one power that is also consumed. As a result, no energy in the supply network 326 fed. An operation of the inverter 100 is therefore also possible without a feed-in contract or RU consent, as there is no energy in the grid 326 fed, but only the consumption is reduced. Of course, intermediate solutions are also conceivable, where the power per phase 104 . 106 . 108 is limited to a value between 0 and the maximum possible feed power per phase. Analog can also be regulated on the power and not on the performance.

Eine dritte Betriebsart basiert auf einem spannungsgesteuerten Modus. Eine am Einspeiseknoten 324 stark belastete Phase zeichnet sich gegenüber den anderen Phasen 104, 106, 108 durch eine geringere Spannung durch den Spannungsabfall auf der Leitung aus. Dies wird im spannungsgesteuerten Modus durch den Wechselrichter 100 erkannt und dadurch ein Stellsignal generiert, welches die Einspeiseleistung in diese Phase gegenüber den anderen Phasen 104, 106, 108 automatisch erhöht. Im umgekehrten Fall kann der Wechselrichter 100, sollte sich die Spannung einer Phase übermäßig gegenüber den anderen Phasen 104, 106, 108 erhöhen, die Einspeiseleistung in diese Phase gegenüber den anderen Phasen 104, 106, 108 reduzieren. Dies gilt sowohl für die Wirkleistungseinspeisung als auch für die Blindleistungseinspeisung. In beiden Fällen ist es dadurch möglich, Grenzwertverletzungen durch Überspannung bzw. Unterspannung und Störungen an Verbrauchern 322, 822 durch zu hohe oder zu niedrige Spannungen zu verhindern oder zumindest zu reduzieren. Dies ist durch die erfindungsgemäße Ausführung nicht nur für alle drei Phasen 104, 106, 108 gleichmäßig, sondern sogar phasenselektiv möglich.A third mode is based on a voltage controlled mode. One at the feed-in node 324 heavily loaded phase is distinguished from the other phases 104 . 106 . 108 due to a lower voltage due to the voltage drop on the line. This is done in voltage controlled mode by the inverter 100 detected and thereby generates a control signal which the feed rate in this phase compared to the other phases 104 . 106 . 108 automatically increased. In the opposite case, the inverter 100 , the voltage of one phase should be excessive over the other phases 104 . 106 . 108 Increase the feed-in capacity in this phase compared to the other phases 104 . 106 . 108 to reduce. This applies to both the active power supply and the reactive power feed. In both cases, it is possible, limit violations by overvoltage or undervoltage and disturbances to consumers 322 . 822 due to excessive or too low voltages to prevent or at least reduce. This is due to the embodiment of the invention not only for all three phases 104 . 106 . 108 even, but even phase selective possible.

Eine vierte Betriebsart basiert auf einer Vorgabe durch eine Netzsteuerung. Die Einspeiseleistung kann dabei extern durch ein Steuersignal sowohl für Blind- als auch für Wirkleistung vorgegeben werden. In einer Ausprägung ist dies entweder über ein analoges Steuersignal oder durch Übermittelung eines digitalen Soll-Signals an den Wechselrichter 100 möglich. Auch hier kann wieder unterschieden werden zwischen einer phasenselektiven Regelung der Einspeiseleistung an den Klemmen 104, 106, 108 des Wechselrichters 100 oder am Netzübergabepunkt 324, wobei bei Letzterem die Verbraucher 322, 822 mitberücksichtigt werden.A fourth mode is based on a default by a network controller. The feed-in power can be specified externally by a control signal for both reactive and active power. In one embodiment, this is either via an analog control signal or by transmitting a digital setpoint signal to the inverter 100 possible. Again, a distinction can be made between a phase-selective regulation of the feed-in power at the terminals 104 . 106 . 108 of the inverter 100 or at the grid transfer point 324 , with the latter being the consumer 322 . 822 be taken into account.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eine Verbrauchersteuerung realisiert. In einer Ausführungsform kann der Wechselrichter mithilfe einer Kommunikationseinheit, z. B. ein schaltbarer Relaiskontakt, eine digitale Information oder ein analoges Signal abhängig von seiner Einspeiseleistung auf den einzelnen Phasen 104, 106, 108 verschiedene Verbraucher 322, 822 ansteuern, speziell, wenn dies zur Erhöhung des Eigenverbrauchs oder aus anderen wirtschaftlichen Gründen günstig ist. Dies kann beispielsweise eine geringere Belastung für den Wechselrichter 100 sein, um die Verlustleistung zu reduzieren, wenn die Einspeisung auf den Phasen 104, 106, 108 sehr ungleichmäßig wird. Gegenüber dem Stand der Technik ist dies im hier beschriebenen Rahmen wieder phasenselektiv möglich. Die Ansteuerung des Verbrauchers 322, 822 kann entweder direkt über eine Schnittstelle oder indirekt über eine Schalteinheit durchgeführt werden. Dazu muss der Wechselrichter 100 die Zuordnung des Verbrauchers 322, 822 zu den Phasen 104, 106, 108 kennen. Dies kann entweder mithilfe einer Zeitinformation über den Verlauf der Phasenspannung geschehen – z. B. durch einen Zeitstempel des Nulldurchgangs – welches der Verbraucher 322, 822 dem Wechselrichter 100 mitteilt und wodurch die Phase eindeutig identifiziert werden kann oder, indem der Wechselrichter 100 den Verbraucher 322, 822 testweise einschalten kann und anschließend den Mehrverbrauch des Verbrauchers 322, 822 am Netzübergabepunkt 324 messen oder den Spannungseinbruch feststellen kann. Denkbar ist auch ein manuelles Zuordnen des Verbrauchers 322, 822 über eine Benutzerschnittstelle. Der Wechselrichter 100 ist darüber hinaus in einer Ausführungsform, welche für die Einstellung der vorangegangen genannten ersten und zweiten Betriebsart zwingend notwendig und für die anderen Betriebsarten hilfreich ist, so ausgeführt, dass er über einen Anschluss für eine Messeinrichtung 770 am Netzübergabepunkt 324 verfügt. Dies kann ein analoger Eingang mit mehreren Signalen oder eine digitale Schnittstelle sein.According to a further embodiment, a consumer control is realized. In one embodiment, the inverter may be powered by a communication unit, e.g. As a switchable relay contact, digital information or an analog signal depending on its feed power to the individual phases 104 . 106 . 108 different consumers 322 . 822 especially if this is favorable to increase self-consumption or for other economic reasons. This can, for example, lower the load on the inverter 100 be to reduce the power loss when feeding on the phases 104 . 106 . 108 becomes very uneven. Compared to the prior art, this is again phase-selectively possible in the frame described here. The control of the consumer 322 . 822 can be carried out either directly via an interface or indirectly via a switching unit. This requires the inverter 100 the assignment of the consumer 322 . 822 to the phases 104 . 106 . 108 know. This can be done either by using a time information about the course of the phase voltage - z. B. by a timestamp of the zero crossing - which the consumer 322 . 822 the inverter 100 communicates and whereby the phase can be uniquely identified or by the inverter 100 the consumer 322 . 822 test mode and then the additional consumption of the consumer 322 . 822 at the grid transfer point 324 measure or detect the voltage dip. It is also conceivable manual assignment of the consumer 322 . 822 via a user interface. The inverter 100 moreover, in an embodiment which is imperative for the adjustment of the aforementioned first and second modes of operation and which is helpful for the other modes, is arranged to have a connection for a measuring device 770 at the grid transfer point 324 features. This can be an analog input with multiple signals or a digital interface.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Wechselrichter 100 mit einem genauen Zeitempfänger, z. B. einem GPS-Empfänger oder einem Empfänger eines Synchronisierungssignals, welches vom Wechselrichter gesendet wird, ausgestattet, um aus einem Zeitsignal eine Zuordnung bestimmter Phasen 104, 106, 108 zu ermöglichen. So kann die Phasenverschiebung einer Phase zu diesem Zeitsignal bestimmt werden und damit die relative Zuordnung der Phasen 104, 106, 108 zur Anschlussklemme L1 am Wechselrichter in eine absolute Zuordnung der Phasen 104, 106, 108 beispielsweise zu der Phasenbezeichnung am Netzübergabepunkt 324 automatisch bestimmt werden.In a further embodiment, the inverter is 100 with an exact time receiver, z. B. a GPS receiver or a receiver of a synchronization signal, which is sent from the inverter, equipped to from a time signal assignment of certain phases 104 . 106 . 108 to enable. Thus, the phase shift of a phase can be determined at this time signal and thus the relative assignment of the phases 104 . 106 . 108 to the terminal L1 on the inverter in an absolute assignment of the phases 104 . 106 . 108 For example, to the phase designation at the grid transfer point 324 be determined automatically.

Eine Ausführung des Netzübergabepunktes 324 kann wie folgend beschrieben sein. Um die entsprechende Betriebsstrategie einzustellen, ist es notwendig, am Netzübergabepunkt 324 eine Strom-Messeinrichtung 770 zu installieren, die neben einer Strom- bzw. Leistungsinformation auch die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung der Phasen 104, 106, 108 phasenselektiv messen kann.An execution of the grid transfer point 324 can be described as follows. To set the appropriate operating strategy, it is necessary at the grid transfer point 324 a current measuring device 770 to install, in addition to a current or power information and the phase shift between current and voltage of the phases 104 . 106 . 108 can measure phase-selectively.

In einer ersten Ausführungsform ist die Messeinrichtung 770 derart aufgebaut, dass sie für jede Phase 104, 106, 108 über einen eigenen Stromsensor 771 verfügt. Dieser Stromsensor 771 liefert entweder einen gemittelten Wert des Stromes, z. B. den Effektivwert zusammen mit einer Zeitinformation an den Wechselrichter 100 oder Momentanwerte an den Wechselrichter 100. Die Zeitinformation z. B. in Form eines Triggersignals oder eines genauen Zeitstempels beispielsweise aus einem GPS-Empfänger oder einem Empfänger eines Synchronisierungssignals, welches vom Wechselrichter gesendet wird, enthält einen Referenzzeitpunkt einer Phase. Dies kann beispielsweise der Nulldurchgang mit positiver Steigung des Stromsignals sein.In a first embodiment, the measuring device 770 built to fit every phase 104 . 106 . 108 via its own current sensor 771 features. This current sensor 771 provides either an average value of the current, e.g. B. the rms value along with a time information to the inverter 100 or instantaneous values to the inverter 100 , The time information z. Example, in the form of a trigger signal or an exact time stamp, for example, from a GPS receiver or a receiver of a synchronization signal, which is sent from the inverter, contains a reference time of a phase. This can be, for example, the zero crossing with a positive slope of the current signal.

Da die Spannungslage nicht bekannt ist, wird die Phase dem Wechselrichter 100 entweder manuell zugeordnet oder der Wechselrichter 100 kann diesen Stromsensor 771 automatisch erkennen, in dem ein Teststrom auf einer Phase 104, 106, 108 eingespeist wird, der anschließend mit dem Stromsensor 771 der entsprechenden Phase 104, 106, 108 am Netzanschlusspunkt 324 erfasst wird. So können nacheinander alle Phasenanschlüsse 104, 106, 108 des Wechselrichters 100 den Phasenanschlüssen am Netzübergabepunkt eindeutig zugeordnet werden. Since the voltage level is unknown, the phase is the inverter 100 either manually assigned or the inverter 100 can this current sensor 771 automatically detect in which a test current on one phase 104 . 106 . 108 is then fed with the current sensor 771 the appropriate phase 104 . 106 . 108 at the grid connection point 324 is detected. So you can successively all phase connections 104 . 106 . 108 of the inverter 100 be clearly assigned to the phase connections at the grid transfer point.

Nach dieser Zuordnung kann aus der Zeitinformation zusammen mit dem gemittelten Wert beziehungsweise dem Momentanwert des Phasenstromes am Netzübergabepunkt 324 der Phasenwinkel sowie die Einspeise- oder Bezugsleistung berechnet werden, wenn dafür die Spannung an den Anschlussklemmen 104, 106, 108 als Spannungswert verwendet wird. Der Spannungsabfall auf der Leitung zwischen Netzübergabepunkt 324 und Wechselrichteranschluss 104, 106, 108 kann entweder vernachlässigt oder geschätzt werden. Zur Schätzung kann der vom Wechselrichter 100 selbst gemessene Einspeisestrom der Phase am Wechselrichter 100 in Kombination mit dem ohmschen und induktiven Widerstand der Leitung verwendet werden. In einer weiteren Ausführungsform verfügt die Messeinrichtung 770 sowohl über einen Stromsensor 771 als auch über einen Spannungssensor 773 pro Phase 104, 106, 108.After this assignment can from the time information together with the averaged value or the instantaneous value of the phase current at the grid transfer point 324 the phase angle as well as the supply or reference power are calculated, if for the voltage at the terminals 104 . 106 . 108 is used as the voltage value. The voltage drop on the line between grid transfer point 324 and inverter connection 104 . 106 . 108 can either be neglected or appreciated. For the estimation of the inverter 100 self-measured feed-in current of the phase at the inverter 100 used in combination with the ohmic and inductive resistance of the line. In a further embodiment, the measuring device has 770 both via a current sensor 771 as well as a voltage sensor 773 per phase 104 . 106 . 108 ,

Die Messeinrichtung 770 kann dabei durch den Spannungssensor 773 die Phasenverschiebung direkt bestimmen und diese Information entweder als Winkelinformation oder als Wirk- und Blindanteil des Stromes oder der Leistung dem Wechselrichter 100 zur Verfügung stellen, beispielsweise über die Datenverbindung 777.The measuring device 770 can by the voltage sensor 773 determine the phase shift directly and this information either as angle information or as active and reactive component of the current or the power of the inverter 100 make available, for example via the data connection 777 ,

Weiter kann die Zuordnung der Phasen am Übergabepunkt 324 zu den Phasen an den Anschlussklemmen 104, 106, 108 am Wechselrichter 100 entweder über eine Zeitinformation aus einem Triggersignal der Spannung erfolgen, z. B. Nulldurchgang bei positiver Änderung, oder alternativ durch einen Belastungstest des Wechselrichters 100 mit Rückmeldung der Phasenströme automatisch zugeordnet werden.Next, the assignment of the phases at the transfer point 324 to the phases at the terminals 104 . 106 . 108 at the inverter 100 either via a time information from a trigger signal of the voltage, z. B. zero crossing with positive change, or alternatively by a load test of the inverter 100 be assigned automatically with feedback of the phase currents.

Natürlich ist es auch möglich, Spannung und Ströme als Ist-Werte an den Wechselrichter 100 zu übermitteln. Dann ist eine Zuordnung direkt aus der Spannungsinformation möglich, da durch die Parallelschaltung der Mess-Einrichtung 770 mit dem Wechselrichter 100 die Spannungen näherungsweise zeitsynchron und gleich groß sind.Of course it is also possible to apply voltage and currents as actual values to the inverter 100 to convey. Then an assignment directly from the voltage information is possible, since the parallel connection of the measuring device 770 with the inverter 100 the voltages are approximately time synchronous and equal.

In beiden Ausführungsformen ist eine manuelle Zuordnung dadurch möglich, dass der Installateur die Leitung durchmisst, die Leitungen codiert sind (Farbe oder Text) oder aus verfolgbaren Einzeladern bestehen.In both embodiments, a manual assignment is possible in that the installer durchmisst the line, the lines are coded (color or text) or consist of traceable individual wires.

Bei Kopplung mit einem Batteriesystem kann in Kombination mit dem Batteriesystem auf der DC-Seite des Wechselrichters 100, die abzugebende Wirkleistung nicht mehr direkt von einem Generator, speziell einem PV-Generator abhängig sein, sondern unter Annahme einer ausreichend großen Kapazität und innerhalb der Leistungsgrenzen des Wechselrichters frei einstellbar sein. Wird das Batteriesystem auf der AC-Seite des Wechselrichters 100 angeschlossen, so kann es wie ein Verbraucher 322, 822 betrachtet werden, dessen Leistungsabgabe bzw. Aufnahme vom Wechselrichter 100 über eine Kommunikationsverbindung geregelt werden.When paired with a battery system can be used in combination with the battery system on the DC side of the inverter 100 , the active power to be delivered no longer be directly dependent on a generator, especially a PV generator, but be freely adjustable assuming a sufficiently large capacity and within the performance limits of the inverter. Will the battery system be on the AC side of the inverter 100 Connected, it may be like a consumer 322 . 822 be considered, the power output or recording from the inverter 100 be controlled via a communication connection.

Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. The embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment.

Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Furthermore, method steps according to the invention can be repeated as well as carried out in a sequence other than that described.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

Claims (10)

Verfahren zum Einspeisen elektrischer Energie in ein Wechselspannungsnetz unter Verwendung eines Wechselrichters (100), der zumindest eine Eingangsschnittstelle (102) und eine Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen (104, 106, 108) zum Bereitstellen der elektrischen Energie aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bestimmen (210) einer für das Wechselspannungsnetz benötigten Anzahl von Einspeisephasen; und Bereitstellen (212) der elektrischen Energie an einer der Anzahl von Einspeisephasen entsprechenden Anzahl von Ausgangsschnittstellen (104, 106, 108) aus der Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen (104, 106, 108) unter Verwendung einer an der zumindest einen Eingangsschnittstelle (102) anliegenden Gleichspannung.Method for feeding electrical energy into an alternating voltage network using an inverter ( 100 ), which has at least one input interface ( 102 ) and a plurality of output interfaces ( 104 . 106 . 108 ) for providing the electrical energy, the method comprising the steps of: determining ( 210 ) a number of feed phases required for the AC mains; and deploy ( 212 ) of the electrical energy at a number of output interfaces corresponding to the number of injection phases ( 104 . 106 . 108 ) from the plurality of output interfaces ( 104 . 106 . 108 ) using a at the at least one input interface ( 102 ) applied DC voltage. Verfahren gemäß Anspruch 1, mit einem Schritt des Auswählens einer Phasenkonfiguration für die Anzahl von Einspeisephasen, wobei im Schritt des Bereitstellens (212) die elektrische Energie unter Verwendung der Phasenkonfiguration an der Anzahl von Ausgangsschnittstellen (104, 106, 108) bereitgestellt wird. Method according to claim 1, comprising a step of selecting a phase configuration for the number of feed-in phases, wherein in the step of providing ( 212 ) the electrical energy using the phase configuration at the number of output interfaces ( 104 . 106 . 108 ) provided. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt des Bestimmens (210) die benötigte Anzahl von Einspeisephasen wahlweise als eine Einspeisephase, zwei Einspeisephasen oder mehr als zwei Einspeisephasen bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, in which in the step of determining ( 210 ) the required number of feed phases is optionally determined as one feed phase, two feed phases or more than two feed phases. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche mit einem Schritt des Schließens einer elektrischen Verbindungsleitung (541, 542) zwischen zumindest zwei der Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen (104, 106, 108), wenn die Anzahl von Ausgangsschnittstellen (104, 106, 108) kleiner als die Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen (104, 106, 108) ist.Method according to one of the preceding claims, comprising a step of closing an electrical connection line ( 541 . 542 ) between at least two of the plurality of output interfaces ( 104 . 106 . 108 ), if the number of output interfaces ( 104 . 106 . 108 ) smaller than the plurality of output interfaces ( 104 . 106 . 108 ). Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem der Schritt des Schließens unter Verwendung einer Messspannung durchgeführt wird, wobei die Messspannung eine an zumindest einer der zwei der Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen (104, 106, 108) anliegende Spannung repräsentiert.The method of claim 4, wherein the step of closing is performed using a measurement voltage, the measurement voltage being at least one of the two of the plurality of output interfaces. 104 . 106 . 108 ) represents voltage applied. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem im Schritt des Auswählens die Phasenkonfiguration bei einer Anzahl von zumindest zwei Einspeisephasen wahlweise als eine Phasenkonfiguration mit einer Phasendifferenz zwischen den zumindest zwei Einspeisephasen oder als eine Phasenkonfiguration mit einer Phasengleichheit zwischen den zumindest zwei Einspeisephasen ausgewählt wird.Method according to one of claims 2 to 5, wherein in the step of selecting the phase configuration at a number of at least two supply phases is optionally selected as a phase configuration with a phase difference between the at least two supply phases or as a phase configuration with a phase equality between the at least two supply phases , Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt des Ermittelns einer Einspeiseleistung für jede der Anzahl von Ausgangsschnittstellen (104, 106, 108), und bei dem im Schritt des Bereitstellens (212) an jeder der Anzahl von Ausgangsschnittstellen (104, 106, 108) die für diese Ausgangsschnittstelle (104, 106, 108) ermittelte Einspeiseleistung bereitgestellt wird. Method according to one of the preceding claims, comprising a step of determining a feed-in power for each of the number of output interfaces ( 104 . 106 . 108 ), and in the step of providing ( 212 ) at each of the number of output interfaces ( 104 . 106 . 108 ) for this output interface ( 104 . 106 . 108 ) provided feed-in power is provided. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt des Einlesens eines eine Messspannung und/oder einen Messstrom darstellenden Messwertes für jede der Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen, (104, 106, 108) wobei ein Messwert einen an einer Ausgangsschnittstelle (104, 106, 108), an einer mit der Ausgangsschnittstelle (104, 106, 108) verbundenen Ausgangsleitung oder an einem mit der Ausgangsschnittstelle (104, 106, 108) verbundenden Netzübergangspunkt (324) erfassten Wert repräsentiert, und bei dem im Schritt des Bestimmens (219) die benötigte Anzahl von Einspeisephasen unter Verwendung der Messwerte bestimmt wird und/oder bei dem im Schritt des Auswählens die Phasenkonfiguration für die Anzahl von Einspeisephasen unter Verwendung der Messwerte ausgewählt wird.Method according to one of the preceding claims, comprising a step of reading in a measured value representing a measuring voltage and / or a measuring current for each of the plurality of output interfaces, 104 . 106 . 108 ) where a measured value is one at an output interface ( 104 . 106 . 108 ), at one with the output interface ( 104 . 106 . 108 ) or at one with the output interface ( 104 . 106 . 108 ) connected network transition point ( 324 ) and in which in the step of determining ( 219 ) the required number of feed-in phases is determined using the measured values and / or in which, in the step of selecting, the phase configuration for the number of feed-in phases is selected using the measured values. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt des Bestimmens die benötigte Anzahl von Einspeisephasen auf eine über eine Bedienschnittstelle vorgegebene Anzahl eingestellt wird und/oder bei dem im Schritt des Auswählens die Phasenkonfiguration für die Anzahl von Einspeisephasen auf eine über die Bedienschnittstelle vorgegebene Phasenkonfiguration eingestellt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein in the step of determining the required number of feed phases is set to a preset via a user interface number and / or in the step of selecting the phase configuration for the number of feed phases to a predetermined via the user interface phase configuration is set. Wechselrichter (100) zum Einspeisen elektrischer Energie in ein Wechselspannungsnetz, mit folgenden Merkmalen: zumindest einer Eingangsschnittstelle (102); einer Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen (104, 106, 108) zum Bereitstellen der elektrischen Energie; einer Einrichtung (110) zum Bestimmen einer für das Wechselspannungsnetz benötigten Anzahl von Einspeisephasen; und einer Einrichtung (112) zum Bereitstellen der elektrischen Energie an einer der Anzahl von Einspeisephasen entsprechenden Anzahl von Ausgangsschnittstellen (104, 106, 108) aus der Mehrzahl von Ausgangsschnittstellen (104, 106, 108) unter Verwendung einer an der zumindest einen Eingangsschnittstelle (102) anliegenden Gleichspannung.Inverter ( 100 ) for feeding electrical energy into an AC voltage network, having the following features: at least one input interface ( 102 ); a plurality of output interfaces ( 104 . 106 . 108 ) for providing the electrical energy; a facility ( 110 ) for determining a number of feed-in phases required for the AC power grid; and a facility ( 112 ) for providing the electrical energy at a number of output interfaces corresponding to the number of injection phases ( 104 . 106 . 108 ) from the plurality of output interfaces ( 104 . 106 . 108 ) using one at the at least one input interface ( 102 ) applied DC voltage.
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