DE102018130453A1

DE102018130453A1 - Verfahren zur elektrischen Versorgung eines Wechselrichters, Anlagenkomponente, Wechselrichter und Energieerzeugungsanlage mit einer derartigen Anlagenkomponente

Info

Publication number: DE102018130453A1
Application number: DE102018130453.6A
Authority: DE
Inventors: Tim Roesinger; Michael Krug; Andreas Kluger
Original assignee: SMA Solar Technology AG
Current assignee: SMA Solar Technology AG
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2020-06-04
Also published as: WO2020108959A1

Abstract

Die Anmeldung beschreibt ein Verfahren zur elektrischen Versorgung eines Wechselrichters (1) mit einer Wechselspannung, wobei der Wechselrichter (1) einen Wechselspannungs (AC) - Ausgang (11) zum Anschluss des Wechselrichters (1) an ein Wechselspannungs (AC) - Netz (21), einen Gleichspannungs (DC) - Eingang (12) zum Anschluss des Wechselrichters (1) an eine DC-Quelle (19), einen DC/AC-Wandler (2) zum Wandeln einer Gleichspannung der DC-Quelle (19) in eine Wechselspannung und eine Steuerungseinheit (3) zur Steuerung des DC/AC-Wandlers (2) aufweist. Die Steuerungseinheit (3) ist mit einer Schalteinheit (8) verbunden, die eingerichtet ist, die Steuerungseinheit (3) in einem ersten Schaltzustand über das AC-Netz (21) und in einem zweiten Schaltzustand über eine eine Wechselspannung bereitstellende Hilfsenergiequelle (22) zu versorgen. Der Wechselrichter (1) weist ferner eine Netzüberwachungseinheit (4) auf, die eingerichtet ist, eine Eigenschaft einer in dem AC-Netz (21) vorliegenden Wechselspannung zu detektieren. Das Verfahren beinhaltet die Verfahrensschritte:- Betreiben der Schalteinheit (8) in dem zweiten Schaltzustand, wenn die Wechselspannung in dem AC-Netz (21) nicht detektiert wird, oder die von der Netzüberwachungseinheit (4) detektierte Eigenschaft der in dem AC-Netz (21) herrschenden Wechselspannung vorgegebenen Kriterien nicht genügt, und- Betreiben der Schalteinheit (8) in dem ersten Schaltzustand, wenn die von der Netzüberwachungseinheit (4) detektierte Eigenschaft der in dem AC-Netz (21) herrschenden Wechselspannung den vorgegebenen Kriterien genügt. Die Anmeldung offenbart zudem eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Anlagenkomponente (17) mit einem Wechselrichter (1) und einer Schalteinheit (8), einen zur Verwendung innerhalb der Anlagenkomponente (17) geeigneten Wechselrichter (1) und eine Energieerzeugungsanlage (EEA) mit zumindest einem derartigen Wechselrichter.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrischen Versorgung eines Wechselrichters mit Wechselspannung, eine zur Durchführung des Verfahrens ausgelegte Anlagenkomponente mit einem Wechselrichter, einen als Bestandteil der Anlagenkomponente geeigneten Wechselrichter, sowie eine Energieerzeugungsanlage, insbesondere eine Photovoltaik (PV) - Anlage, mit zumindest einer derartigen Anlagenkomponente
Stand der Technik
Zukünftig müssen größere regenerative Energieerzeugungsanlagen (EEA) zur Durchführung eines Schwarzstarts geeignet sein. Bei einem derartigen Schwarzstart muss die EEA in der Lage sein, bei einem Ausfall des öffentlichen Energieversorgungsnetzes (EVN), in einem Inselnetz, beispielsweise in einem lokalen Inselnetz der EEA, eine Wechselspannung aufzubauen, die Wechselspannung mit einer weiteren Wechselspannung eines weiteren benachbarten Inselnetzes zu synchronisieren und bei Zusammenschaltung beider Inselnetze stabil zu halten.
Aus der Schrift WO 2014 / 140281 A1 ist ein Verfahren zum Schwarzstart eines Photovoltaik (PV) - Kraftwerks mit mehreren einem lokalen Wechselstromnetz zuschaltbaren Wechselrichtern bekannt. Dabei wird mit einem ersten Wechselrichter eine erste Wechselspannung in dem lokalen Wechselstromnetz aufgebaut, die gegenüber einer Nominalspannung des lokalen Wechselstromnetzes reduziert ist. Ein zweiter Wechselrichter wird dem Wechselstromnetz nach Synchronisation mit der ersten Wechselspannung zugeschaltet. Nach dem Zuschalten des zweiten Wechselrichters wird dann eine gegenüber der ersten Wechselspannung erhöhte zweite Wechselspannung in dem Wechselstromnetz aufgebaut. Der Aufbau der Wechselspannung erfolgt so in mehreren Stufen mit ansteigender Amplitude der Wechselspannung, bis die Nominalspannung der Wechselspannung in dem lokalen Wechselstromnetz erreicht ist. Die in der ersten Stufe, gegebenenfalls auch in weiter folgenden Stufen des Verfahrens aufgebauten Wechselspannungen sind gegenüber der Nominalspannung deswegen erniedrigt, um zu gewährleisten, dass die an das lokale Wechselspannungsnetz angeschlossenen Wechselrichter unterhalb ihrer jeweiligen Leistungsgrenze operieren können.
Das bekannte Verfahren ist für Wechselrichter ausgelegt, die sich selbst, insbesondere jedoch ihre Steuerungseinheit, aus einem eingangsseitig an den Wechselrichter angeschlossenen PV-Generator versorgen. Diese Eigenschaft ist jedoch bei herkömmlichen Wechselrichtern oftmals nicht gegeben, da diese, insbesondere deren Steuerungseinheit, eingerichtet ist, aus einem an den Ausgang des Wechselrichters angeschlossenen Wechselspannungsnetz versorgt zu werden.
Aus der Schrift US 2008 0284172 A1 wird ein Verfahren zum Schwarzstart eines Windparks beschrieben, der an ein externes Energieversorgungsnetz angeschlossen ist. Der Windpark weist eine Vielzahl von Windenergieanlagen und mindestens eine Hilfsenergiequelle auf, die zum Schwarzstart einem lokalen Wechselspannungsnetz des Windparks zugeschaltet wird. Bei dem Schwarzstart - wie sonst auch - werden die Windenergieanlagen aus dem lokalen Wechselspannungsnetz versorgt, über das die Windenergieanlagen ausgangsseitig angeschlossen sind und über das bei ordnungsgemäß operierendem Windpark auch eine Einspeisung elektrischer Leistung der Windenergieanlagen in das an den Windpark angeschossene öffentliche Energieversorgungsnetz erfolgt. Die Hilfsenergiequelle ist so dimensioniert, dass auch alle weiteren an das interne Wechselspannungsnetz angeschlossenen ohmschen, kapazitiven und induktiven Lasten versorgt werden können. Gerade bei ausgedehnten regenerativen EEAs ist hier noch eine relativ groß zu dimensionierende Hilfsenergiequelle vorzusehen.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur elektrischen Versorgung eines Wechselrichters mit einer Wechselspannung anzugeben, mit dem der Wechselrichter besonders aufwandsarm und kostengünstig elektrisch versorgt werden kann. Es ist zudem Aufgabe der Erfindung, eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete und den Wechselrichter umfassende Anlagenkomponente, einen zur Verwendung innerhalb der Anlagenkomponente geeigneten Wechselrichter, sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Energieerzeugungsanlage mit einer derartigen Anlagenkomponente anzugeben.
Lösung
Die Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe, eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete und den Wechselrichter umfassende Anlagenkomponente anzugeben, wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 8 gelöst. Die Aufgabe, einen zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Wechselrichter anzugeben, wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 16 gelöst. Die Aufgabe, eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Energieerzeugungsanlage mit einer derartigen Anlagenkomponente anzugeben, wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 17 gelöst.
Beschreibung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahre wird mit einer Anlagenkomponente durchgeführt, die einen Wechselrichter und eine Schalteinheit umfasst. Die Schalteinheit kann in den Wechselrichter integriert sein. Das erfindungsgemäße Verfahren zielt auf eine elektrische Versorgung des Wechselrichters mit einer Wechselspannung ab. Der Wechselrichter umfasst einen Wechselspannungs (AC) - Ausgang zum Anschluss des Wechselrichters an ein Wechselspannungs (AC) - Netz, einen Gleichspannungs (DC) - Eingang zum Anschluss des Wechselrichters an eine DC-Quelle, einen DC/AC-Wandler zum Wandeln einer an dem DC-Eingang anliegenden Gleichspannung in eine Wechselspannung und eine Steuerungseinheit zur Steuerung des DC/AC-Wandlers. Dabei ist die Steuerungseinheit mit der Schalteinheit elektrisch verbunden. Die Schalteinheit ist eingerichtet, die Steuerungseinheit in einem ersten Schaltzustand über das AC-Netz und in einem zweiten Schaltzustand über eine eine Wechselspannung bereitstellende Hilfsenergiequelle zu versorgen. Der Wechselrichter weist ferner eine Netzüberwachungseinheit auf, die eingerichtet ist, eine Eigenschaft einer in dem AC-Netz vorliegenden Wechselspannung zu detektieren. Das Verfahren umfasst die Verfahrensschritte:

- Betreiben der Schalteinheit in dem zweiten Schaltzustand, wenn die Wechselspannung in dem AC-Netz nicht detektiert wird, oder die detektierte Eigenschaft der in dem AC-Netz herrschenden Wechselspannung vorgegebenen Kriterien nicht genügt, und
- Betreiben der Schalteinheit in dem ersten Schaltzustand, wenn die von der Netzüberwachungseinheit detektierte Eigenschaft der in dem AC-Netz herrschenden Wechselspannung den vorgegebenen Kriterien genügt.

Die Netzüberwachungseinheit des Wechselrichters kann als eine separate Komponente mit einer separaten elektrischen Versorgung ausgebildet sein. Dabei kann die Netzüberwachungseinheit zusammen mit der Steuerungseinheit in dem ersten Schaltzustand der Schalteinheit über das AC-Netz und in dem zweiten Schaltzustand der Schalteinheit über die Hilfsenergiequelle versorgt werden. Alternativ dazu kann die Netzüberwachungseinheit jedoch auch über die Steuerungseinheit versorgt werden. In einer weiteren Variante kann die Netzüberwachungseinheit als integraler Bestandteil der Steuerungseinheit ausgebildet sein und keine separate elektrische Versorgung zum ordnungsgemäßen Betrieb benötigen. Die Schalteinheit kann dazu ausgebildet und eingerichtet sein, dass ein Umschalten der Schalteinheit in den zweiten Schaltzustand und ein Aufrechterhalten des zweiten Schaltzustandes passiv, und insbesondere ohne ein explizites Steuersignal durchzuführen.
Das Betreiben der Schalteinheit in dem ersten Schaltzustand, kann - muss aber nicht zwingenderweise bedeuten, dass die Schalteinheit dauerhaft und so lange in dem ersten Schaltzustand betrieben wird, wie auch die von der Netzüberwachungseinheit detektierte Eigenschaft der in dem AC-Netz herrschenden Wechselspannung den vorgegebenen Kriterien genügt. Vielmehr ist es ausreichend, dass die Schalteinheit lediglich für einen begrenzten Zeitraum in dem ersten Schaltzustand betrieben wird, wenn die detektierte Eigenschaft der Wechselspannung in dem AC-Netz den vorgegebenen Kriterien genügt. Beispielsweise kann ein weiterer Zeitraum existieren, bei der die von der Netzüberwachungseinheit detektierte Eigenschaft der in dem AC-Netz herrschenden Wechselspannung den vorgegebenen Kriterien genügt, die Schalteinheit aber trotzdem nicht in dem ersten Schaltzustand, sondern gegebenenfalls in einem dritten Schaltzustand betrieben wird. Hingegen gilt jedoch, dass immer dann, wenn die Schalteinheit in dem ersten Schaltzustand betrieben wird, die detektierte Eigenschaft der in dem AC-Netz herrschenden Wechselspannung auch den vorgegebenen Kriterien genügt. Eine entsprechende Betrachtung gilt sinngemäß so auch für das Betreiben der Schalteinheit in dem zweiten Schaltzustand. Auch das Betreiben der Schalteinheit in dem zweiten Schaltzustand kann, muss jedoch nicht zwingenderweise dauerhaft und solange erfolgen, wie die Wechselspannung in dem AC-Netz nicht detektiert wird, oder die detektierte Eigenschaft der in dem AC-Netz herrschenden Wechselspannung den vorgegebenen Kriterien nicht genügt. Vielmehr ist ein einmaliges und zeitlich begrenztes Betreiben der Schalteinheit in dem zweiten Schaltzustand ausreichend, sofern zumindest eine der nach dem Begriff „wenn“ genannten Voraussetzungen erfüllt sind. Aus diesem Grund ist der Begriff „wenn“ innerhalb der Verfahrensschritte insbesondere nicht im Sinne von „genau dann, wenn“ oder „immer dann, wenn“ zu verstehen.
Dass die Wechselspannung in dem AC-Netz nicht detektiert wird kann derart verstanden werden, dass die Netzüberwachungseinheit ordnungsgemäß operiert und deswegen keine Wechselspannung detektiert, weil keine Wechselspannung mit einer Spannungsamplitude > 0V in dem AC-Netz vorhanden ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Schalteinheit auch in dem zweiten Schaltzustand betrieben werden, wenn die Steuerungseinheit einen Ausfall/Defekt der Netzüberwachungseinheit detektiert oder übermittelt bekommt. In diesem Fall kann beispielsweise die Steuerungseinheit ein Umschalten der Schalteinheit vom ersten in den zweiten Schaltzustand steuern. Ein Umschalten der Schalteinheit von dem ersten in den zweiten Schaltzustand kann, wie nachfolgend erläutert, jedoch auch passiv und ohne explizite Beteiligung der Steuerungseinheit erfolgen.
Der Begriff „Betreiben“ beinhaltet erfindungsgemäß sowohl ein aktives Betreiben, als auch ein passives Betreiben. Während bei einem aktiven Betreiben Einwirkungen auf die Schalteinheit erforderlich sind, um den jeweiligen Schaltzustand aufrechtzuerhalten, ist dies bei einem passiven Betreiben nicht der Fall. Vielmehr wird hier der entsprechende Schaltzustand von der Schalteinheit von selbst gehalten, mit anderen Worten: Die Schalteinheit liegt - gegebenenfalls nach aktiv initiierter Durchführung einer Schalthandlung - sich selbst überlassen und ohne weitere Einwirkung auf die Schalteinheit in dem entsprechenden Schaltzustand vor. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass jeder der beiden Schaltzustände aktiv betrieben werden kann. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass nur einer der beiden Schaltzustände aktiv betrieben wird während der jeweils andere Schaltzustand passiv betrieben wird. Auch ein passives Betreiben der Schalteinheit in dem ersten bzw. in dem zweiten Schaltzustand ist von der Erfindung umfasst, wobei dann jedoch ein Wechsel des einen Schaltzustandes in den jeweils anderen Schaltzustand aktiv durchgeführt wird, beispielsweise ähnlich der Funktion eines bistabilen Relais. Das Betreiben der Schalteinheit in dem zweiten Schaltzustand kann auch beinhalten, dass die Schalteinheit, gegebenenfalls anfänglich und einmalig in den zweiten Schaltzustand versetzt wird. Analoges gilt auch für das Betreiben der Schalteinheit in dem ersten Schaltzustand.
Die Erfindung nutzt den Effekt, dass die von der Hilfsenergiequelle bereitgestellte Wechselspannung nicht an dem AC-Ausgang des Wechselrichters, sondern an einem Kontakt der Schalteinheit bereitgestellt wird. Dabei ist der der Kontakt der Schalteinheit - zumindest für eine gewisse Zeitdauer - von dem AC-Ausgang des Wechselrichters getrennt. Die Hilfsenergiequelle muss somit nicht das mit dem AC-Ausgang des Wechselrichters verbundene AC-Netz samt der darin enthaltenen Impedanzen energetisch versorgen. Dies wäre nämlich bei einer größeren regenerativen Erzeugungsanlage mit mehreren über ein lokales Inselnetz verbundenen Wechselrichtern, deren Steuerungseinheiten sich über den AC-Ausgang der Wechselrichter versorgen, aufgrund der in dem lokalen Inselnetz vorhandenen Impedanzen nur mit einem vergleichsweise hohen Energieaufwand möglich. Entsprechend groß müsste daher die Hilfsenergiequelle herkömmlicherweise ausgelegt werden. Indem nun jedoch erfindungsgemäß die Hilfsenergiequelle an der Schalteinheit angeschlossen ist, die in ihrem zweiten Schaltzustand lediglich die Steuerungseinheit, und gegebenenfalls weitere wenig Energie verbrauchende Komponenten des Wechselrichters versorgt und insbesondere nicht mit dem AC-Ausgang des Wechselrichters verbunden ist, muss die Hilfsenergiequelle auch nicht weitere in dem lokalen Inselnetz angeschlossene Impedanzen versorgen. Aus diesem Grund es möglich, die Hilfsenergiequelle auf eine geringe Nominalleistung und damit kostengünstig auszulegen. Dies ist auch dann noch der Fall, wenn die Steuerungseinheiten mehrerer Wechselrichter über den jeweiligen Wechselrichtern zugeordnete Schalteinheiten gleichzeitig von der Hilfsenergiequelle versorgt werden oder die Hilfsenergiequelle über die Schalteinheit die Steuerungseinheiten mehrerer Wechselrichter oder eine übergeordnete Steuerung elektrisch versorgt.
Die von der Netzüberwachungseinheit detektierte Eigenschaft kann mehrere Größen umfassen, beispielsweise die Höhe einer Amplitude und die Frequenz einer in dem AC-Netz herrschenden Wechselspannung. Die vorgegebenen Kriterien, bei denen die Schalteinheit in dem ersten Schaltzustand betrieben wird, können zumindest eines der folgenden Kriterien umfassen:

- eine Amplitude U₀ der in dem AC-Netz herrschenden Wechselspannung ist - insbesondere mindestens für eine vorgegebene erste Zeitdauer Δt_SW,1 - innerhalb eines vordefinierten Toleranzbereiches um einen Nominalwert U_0,nom für die Amplitude der Wechselspannung in dem AC-Netz,
- eine Frequenz f₀ der Wechselspannung ist - insbesondere für eine vorgegebene zweite Zeitdauer - innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches um einen Nominalwert f_0,nom für die Frequenz der Wechselspannung in dem AC-Netz.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen angegeben, deren Merkmale einzeln und in beliebiger Kombination miteinander angewendet werden können.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens kann ein Versetzen der Schalteinheit in den ersten Schaltzustand und/oder das Betreiben der Schalteinheit in dem ersten Schaltzustand über die Netzüberwachungseinheit oder über diese in Verbindung mit der Steuerungseinheit gesteuert werden. Mit der Netzüberwachungseinheit und gegebenenfalls mit der Steuerungseinheit für die Steuerung der Schalteinheit werden somit Komponenten verwendet, die in dem Wechselrichter ohnehin vorhanden sind. Die zusätzlich erforderlichen Komponenten beschränken sich daher lediglich auf eine steuerbare Schalteinheit, nicht aber deren messwertgesteuerte Ansteuerungselektronik, weswegen hierdurch die anfallenden Kosten nochmals reduziert werden können.
Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass ein Versetzen der Schalteinheit in den zweiten Schaltzustand und insbesondere auch das Betreiben der Schalteinheit in dem zweiten Schaltzustand bei einem Netzausfall des AC-Netzes passiv erfolgt.
Sofern lediglich die detektierten Eigenschaften der in dem AC-Netz herrschenden Wechselspannung den vorgegebenen Kriterien nicht genügt, kann ein Versetzen der Schalteinheit in den zweiten Schaltzustand und/oder das Betreiben der Schalteinheit in dem zweiten Schaltzustand über die Netzüberwachungseinheit oder über diese in Verbindung mit der Steuerungseinheit gesteuert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens kann in dem zweiten Schaltzustand der Schalteinheit zusätzlich zu der Steuerungseinheit zumindest eine weitere Komponente des Wechselrichters ausgewählt aus der Gruppe: Lüfter, Heizung, AC-Schalter, DC-Schalter, und Kommunikationseinheit von der Hilfsenergiequelle versorgt werden. Die Versorgung kann über eine mit der Schalteinheit verbundene Versorgungseinheit erfolgen, die aus der Wechselspannung der Hilfsenergiequelle gegebenenfalls unterschiedliche Spannungen zum Betrieb der Komponenten bereitstellt. Die Komponenten sind dann mit entsprechenden Anschlüssen der Versorgungseinheit verbunden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann die Hilfsenergiequelle dann, wenn die Schalteinheit in dem ersten Schaltzustand betrieben wird, insbesondere dann, wenn die Schalteinheit schon seit einer bestimmten Zeitdauer in dem ersten Schaltzustand betrieben wird, deaktiviert werden. Hierzu kann der Wechselrichter ein Deaktivierungssignal an die Hilfsenergiequelle senden, wodurch diese deaktiviert wird. Durch die Deaktivierung kann eine Primärenergie der Hilfsenergiequelle eingespart werden, wenn deren Wechselspannungsleistung nicht mehr benötigt wird. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn bereits eine Wechselspannung sicher und in ausreichender Qualität an dem AC-Ausgang des Wechselrichters anliegt, z.B. weil die Wechselspannung von dem Wechselrichter selbst oder von einem anderen mit dem AC-Ausgang des Wechselrichters verbundenen Wechselrichter erzeugt wird. Die Hilfsenergiequelle kann vorteilhafterweise als eine mobile Hilfsenergiequelle ausgebildet sein, die dann, wenn die Schalteinheit in dem ersten Schaltzustand betrieben wird, oder dann, wenn die Schalteinheit bereits seit einer bestimmten Zeitdauer in dem ersten Schaltzustand betrieben wird, von der Schalteinheit oder von dem Wechselrichter getrennt wird. Eine mobile und lösbar mit dem Wechselrichter verbundene Hilfsenergiequelle kann nacheinander für mehrere regenerative EEA verwendet werden. Sie ist daher für die mehreren EEA nur einmalig anzuschaffen.
Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass die Schalteinheit unter der Voraussetzung, dass die Wechselspannung in dem AC-Netz den vorgegebenen Kriterien genügt, insbesondere in Abhängigkeit mindestens eines Zustandes der Hilfsenergiequelle, für eine Zeitdauer in einem dritten Schaltzustand betrieben wird, der einen Leistungsfluss sowohl zwischen der Steuerungseinheit und dem AC-Netz als auch zwischen der Hilfsenergiequelle und dem AC-Netz ermöglicht.
Die Hilfsenergiequelle, die über die Schalteinheit mit dem Wechselrichter, insbesondere mit dessen Steuerungseinheit verbunden ist, kann einen über eine Batterie gespeisten Batterie-Wechselrichter oder einen Dieselgenerator umfassen. Gerade im Falle eines bidirektional operierenden Batterie-Wechselrichters kann es vorteilhaft sein, wenn die Schalteinheit bei einer den vorgegebenen Kriterien genügenden Wechselspannung in dem AC-Netz für eine dritte Zeitdauer in einem dritten Schaltzustand betrieben wird, der einen Leistungsfluss zwischen der Steuerungseinheit und dem AC-Netz einerseits und zwischen der Hilfsenergiequelle und dem AC-Netz andererseits ermöglicht. Hierdurch kann ein Aufladen der Batterie über den (bidirektional operierenden) Batteriewechselrichter der Hilfsenergiequelle aus dem AC-Netz erfolgen. Die Umschaltung der Schalteinheit in den dritten Schaltzustand kann insbesondere von einem Ladezustand der Batterie abhängig sein.
Eine erfindungsgemäße zur Durchführung des Verfahrens ausgelegte Anlagenkomponente umfasst einen Wechselrichter zur Umwandlung von Gleichspannung in Wechselspannung und eine Schalteinheit. Dabei kann die Schalteinheit als ein Bestandteil des Wechselrichters oder als separate Komponente ausgebildet sein, die außerhalb eines Gehäuses des Wechselrichters vorliegt. Dabei umfasst der Wechselrichter:

- einen Gleichspannungs (DC) - Eingang zum Anschluss des Wechselrichters an eine die Gleichspannung bereitstellende DC-Quelle,
- einen Wechselspannungs (AC) - Ausgang zum Anschluss des Wechselrichters an ein Wechselspannungs (AC) - Netz
- eine Netzüberwachungseinheit, die eingerichtet ist, eine Eigenschaft einer Wechselspannung in dem AC-Netz zu detektieren,
- einen DC/AC-Wandler, und
- eine Steuerungseinheit zur Steuerung des DC/AC-Wandlers.

In einer Ausführungsform der Anlagenkomponente kann die mit dem Wechselrichter verbundene Schalteinheit ein „normally-off“ und/oder ein „normally-on“ Relais umfassen. Auf diese Weise ist die Schalteinheit in der Lage, von sich aus und ohne Einwirkung von außen einen bestimmten Schaltzustand einzunehmen. Vorteilhafterweise kann es sich hierbei um den zweiten Schaltzustand handeln. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Anlagenkomponente kann die Schalteinheit in einem Gehäuse des Wechselrichters angeordnet sein, so, dass der Wechselrichter die Schalteinheit umfasst und der Wechselrichter die Anlagenkomponente ist. In einer Ausführungsform der Anlagenkomponente kann der Wechselrichter optional einen Anschluss zum Anschließen der Hilfsenergiequelle aufweisen, der mit einem Kontakt der Schalteinheit verbunden ist. In diesem Fall muss das Gehäuse des Wechselrichters nicht geöffnet werden, um die Hilfsenergiequelle mit der Schalteinheit zu verbinden. In einer weiteren Ausführungsform der Anlagenkomponente kann der Wechselrichter einen weiteren Ausgang aufweisen, der einen über die Schalteinheit vermittelten Leistungsfluss aus dem AC-Netz oder aus der Hilfsenergiequelle ermöglicht. Über den weiteren Ausgang können weitere außerhalb eines Gehäuses des Wechselrichters angeordnete und mit dem weiteren Ausgang verbundene Baugruppen, beispielsweise eine Kraftwerks-Steuerung, abhängig von dem Schaltzustand der Schalteinheit entweder durch die Hilfsenergiequelle oder durch das AC-Netz versorgt werden. Der Wechselrichter kann in einer Ausführungsform der Anlagenkomponente dazu eingerichtet sein, in dem zweiten Schaltzustand der Schalteinheit nicht nur die Steuerungseinheit, sondern auch zumindest eine weitere seiner Komponenten, beispielsweise einen Lüfter, einen AC-Schalter, einen DC-Schalter, eine Kommunikationseinheit und/oder eine Heizung über die Hilfsenergiequelle zu versorgen.
Prinzipiell kann die erfindungsgemäße Anlagenkomponente einen stromstellenden oder einen spannungsstellenden Wechselrichter umfassen. In einer besonders bevorzugten Variante der Anlagenkomponente kann der Wechselrichter für einen spannungstellenden Betrieb eingerichtet sein. Der Wechselrichter der Anlagenkomponente kann als Photovoltaik (PV) - Wechselrichter ausgebildet sein, dessen DC-Eingang mit einem PV-Generator verbunden ist. Alternativ kann der Wechselrichter der Anlagenkomponente auch als Batterie-Wechselrichter ausgebildet sein, wobei dessen DC-Eingang mit einer Batterie verbindbar oder verbunden ist. Der Wechselrichter kann auch mehrere DC-Eingänge aufweisen, von denen ein DC-Eingang mit einem PV-Generator und ein weiterer DC-Eingang mit einer Batterie verbindbar oder verbunden ist.
Ein erfindungsgemäßer Wechselrichter ist dazu ausgebildet und eingerichtet, als Wechselrichter der Anlagenkomponente verwendbar zu sein. Hierzu ist seine Steuerungseinheit dazu ausgebildet, mit einer Schalteinheit der Anlagenkomponente verbindbar zu sein. Dies kann beispielsweise über einen Anschluss am Gehäuse des Wechselrichters realisiert werden, der mit der Steuerungseinheit gegebenenfalls unter Zwischenschaltung der Schalteinheit elektrisch verbunden ist und der ausgelegt ist, die Steuerungseinheit über eine mit dem Anschluss verbundene eine Wechselspannung bereitstellende Hilfsenergiequelle elektrisch zu versorgen.
Eine erfindungsgemäße Energie-Erzeugungs-Anlage (EEA), umfasst eine Mehrzahl von Wechselrichtern und zumindest eine erfindungsgemäße Anlagenkomponente, wobei die Anlagenkomponente zumindest einen erfindungsgemäßen Wechselrichter aus der Mehrzahl von Wechselrichtern, dessen Steuerungseinheit mit der Schalteinheit der Anlagenkomponente verbunden ist. Die EEA kann als regenerative EEA, insbesondere als Photovoltaik (PV) - Anlage ausgebildet sein. In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die EEA eine Kraftwerkssteuerung zur Steuerung eines Betriebs der Mehrzahl von Wechselrichtern aufweisen, die ebenfalls mit der Schalteinheit der zumindest einen Anlagenkomponente verbundenen ist und ausgebildet und eingerichtet ist, bei einem Betrieb der Schalteinheit in dem zweiten Schaltzustand über die Hilfsenergiequelle und bei einem Betrieb der Schalteinheit in dem ersten Schaltzustand über das AC-Netz versorgt zu werden. Dabei kann die Kraftwerkssteuerung als separate Komponente ausgebildet sein, die außerhalb eines Gehäuses des Wechselrichters der Anlagenkomponente angeordnet ist. In diesem Fall kann die Kraftwerkssteuerung an den weiteren Anschluss des der Anlagenkomponente zugeordneten Wechselrichters angeschlossen und über diesen mit der Schalteinheit elektrisch verbunden sein. Alternativ dazu kann die Kraftwerkssteuerung aber auch in einem Gehäuse des Wechselrichters der Anlagenkomponente angeordnet und somit integraler Bestandteil des Wechselrichters der Anlagenkomponente sein.
Figurenliste
Im Folgenden wird die Erfindung mithilfe von Figuren dargestellt. Von diesen zeigen

1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlagenkomponente mit einem Wechselrichter und einer Schalteinheit;
2 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur elektrischen Versorgung eines Wechselrichters in einer Ausführungsform.

Figurenbeschreibung
In 1 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlagenkomponente 17 mit einem Wechselrichters 1 zur Umwandlung einer Gleichspannung in eine Wechselspannung und einer Schalteinheit 8 illustriert. Der Wechselrichter 1 weist einen Gleichspannungs (DC) - Eingang 12 auf, an den eine die Gleichspannung bereitstellende DC-Quelle 19, beispielsweise ein Photovoltaik (PV) - Generator 15 angeschlossen ist. Alternativ dazu kann der Wechselrichter 1 auch einen Batterie-Wechselrichter umfassen, an dessen DC-Eingang 12 eine Batterie 16 angeschlossen ist, was in 1 in Form von gestrichelt gezeichneten Symbolen illustriert ist. Der Wechselrichter 1 weist einen Wechselspannungs (AC) - Ausgang 11 auf, über den ein Leistungsaustausch mit einem an den AC - Ausgang 11 angeschlossenen Wechselspannungs (AC) - Netz 21 erfolgt. Der Wechselrichter 1 beinhaltet weiterhin einen DC/AC-Wandler 2, der die an dem DC Eingang 12 anliegende Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelt, die an einem Ausgang 13 des DC/AC-Wandlers 2 ausgegeben wird und über ein Netzrelais 6 an den AC Ausgang 11 des Wechselrichters 1 übermittelt wird. Eine Netzüberwachungseinheit 4 dient dazu, auch bei geöffnetem Netzrelais 6 eine Eigenschaft des AC-Netzes 21, beispielsweise eine Spannungsamplitude U₀ und oder eine Frequenz f einer in dem AC-Netz 21 vorliegenden Wechselspannung zu detektieren. Hierzu ist die Netzüberwachungseinheit 4 mit einem netzseitigen Kontakt des Netzrelais' 6 verbunden. Der Wechselrichter 1 beinhaltet weiterhin eine Steuerungseinheit 3 zur Steuerung des DC/AC-Wandlers. Die Schalteinheit 8 der Anlagenkomponente 17 ist ausgelegt, die Steuerungseinheit 3 wahlweise entweder über den AC Ausgang 11 oder über eine an einen Anschluss 18 des Wechselrichters 1 angeschlossene eine Wechselspannung bereitstellende Hilfsenergiequelle 22 zu versorgen.
In der in 1 mittels einer durchgezogenen Linie dargestellten Schalterstellung liegt die Schalteinheit 8 einem ersten Schaltzustand vor, bei dem die Steuerungseinheit 3 über das an den AC-Ausgang 11 angeschlossene AC-Netz 21 versorgt wird. Dabei erfolgt ein Leistungsfluss aus dem AC-Netz 21 über einen Transformator 9, der eine Nominalspannung des AC-Netzes 21 auf eine zur Versorgung der Steuerungseinheit 3 geeignete Wechselspannung transformiert, über die Schaltungseinheit 8 zur Steuerungseinheit 3. In dem in 1 dargestellten Fall wird die von dem AC-Netz 21 über die Schalteinheit 8 fließende Leistung zunächst an eine Versorgungsschaltung 5 weitergeleitet, die die eingehende Wechselspannung zur Versorgung weiterer Komponenten des Wechselrichters aufbereitet und an diese weiterleitet. Als weitere Komponenten des Wechselrichters 1 ist in 1 exemplarisch ein Lüfter 10 des Wechselrichters 1 dargestellt. Von der Versorgungsschaltung 5 wird auch eine externe Komponente 25 versorgt, die außerhalb des Wechselrichters 1 angeordnet ist. Hierzu ist die externe Komponente 25 an einen weiteren Ausgang 14 des Wechselrichters 1 angeschlossenen und über diesen mit der Versorgungsschaltung 5 verbunden. Exemplarisch handelt es sich bei der weiteren Komponente 25 um eine Kraftwerkssteuerung 20 zu übergeordneten Steuerung einer Mehrzahl von Wechselrichtern innerhalb einer regenerativen EEA. In 1 ist ein zweiter Schaltzustand der Schalteinheit 8 durch eine gestrichelt dargestellte Schalterstellung symbolisiert. In dem zweiten Schaltzustand erfolgt ein Leistungsfluss von der Hilfsenergiequelle 22 - hier: exemplarisch ein von einer Batterie 23 gespeister Batterie-Wechselrichter 24 - über die Schalteinheit 8 zu der Steuerungseinheit 3. Auch die Versorgungsschaltung 5 empfängt in dem zweiten Schaltzustand der Schalteinheit 8 einen Leistungsfluss von der Hilfsenergiequelle 22, der nach Aufbereitung zur Versorgung des Lüfters 10 und der externen Komponente 25 dient.
In 1 ist der Wechselrichter 1 exemplarisch als ein dreiphasiger Wechselrichter mit drei Phasenausgängen ausgebildet. Im Rahmen der Erfindung ist jedoch auch ein Wechselrichter mit einer anderen Anzahl von Phasenausgängen, beispielsweise ein einphasiger Wechselrichter möglich. Die Schalteinheit 8 ist in 1 exemplarisch in einem Gehäuse des Wechselrichters 1 angeordnet. Sie ist damit integraler Bestandteil des Wechselrichters 1, der somit auch die Anlagenkomponente 17 ausbildet. Dies ist jedoch nicht zwingend. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, dass die Schalteinheit 8 außerhalb des Wechselrichters 1 angeordnet ist. Zudem ist die in 1 dargestellte Versorgungsschaltung 5 nicht zwingend erforderlich, insbesondere dann nicht, wenn die weiteren zu versorgenden Komponenten - hier der Lüfter 10 und die externe Komponente 25 - mit einer Wechselspannung gleicher Qualität versorgt werden, wie sie auch von der Steuerungseinheit 3 benötigt wird.
In 2 ist ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur elektrischen Versorgung eines Wechselrichters 1 in einer Ausführungsform dargestellt. Das Verfahren wird im Folgenden am Beispiel eines Schwarzstarts einer regenerativen Energieerzeugungsanlage, hier: einer PV-Anlage, erklärt, die zumindest einen - vorteilhafterweise mehrere spannungsstellend operierende Wechselrichter aufweist. Die EEA weist zudem eine Anlagenkomponente 17 auf, die exemplarisch aus einem Wechselrichter 1 der mehreren Wechselrichter und einer Schalteinheit 8 gebildet ist. Ziel des Schwarzstarts ist es, eine Wechselspannung in einem lokalen Wechselspannungsnetz der EEA aufzubauen, das während dem Schwarzstart von dem öffentlichen Energieversorgungsnetz (EVN) abgetrennt ist. Zu Beginn des Schwarzstarts ist lediglich ein erster Wechselrichter 1 über sein geschlossenes Netzrelais 6 mit dem lokalen Wechselspannungsnetz, nachfolgend als AC-Netz 21 bezeichnet, verbunden.
Das Verfahren beginnt mit dem Verfahrensschritt S1, bei dem keine Wechselspannung mit einer Amplitude U₀ > 0V in dem AC-Netz 21 vorliegt. In dem Verfahrensschritt S2 wird abgefragt, ob eine Detektion einer Wechselspannung in dem AC-Netz 21 durch die Netzüberwachungseinheit 4 möglich ist. Zu Beginn des Schwarzstarts ist dies nicht der Fall, weswegen das Verfahren zu einem Schritt S3 verzweigt, bei dem die Schalteinheit 8 in dem zweiten Schaltzustand betrieben wird.
Hierzu kann die Schalteinheit 8 - gegebenenfalls mittels eines Leistungsbezuges aus der Hilfsenergiequelle 22 - gezielt in den zweiten Zustand versetzt werden, sofern sie nicht ohnehin schon in dem zweiten Schaltzustand vorliegt, beispielsweise weil die Schalteinheit 8 den zweiten Schaltzustand von selbst bzw. passiv einnimmt. In dem folgenden Schritt S4 wird die Hilfsenergiequelle 22 - falls noch nicht erfolgt - gestartet und betrieben. Sie erzeugt somit eine Wechselspannung zur Versorgung der Steuerungseinheit 3 des Wechselrichters 1. Indem die Steuerungseinheit 3 elektrisch versorgt wird, kann diese den DC/AC-Wandler 2 des Wechselrichters 1 zum Stellen einer Wechselspannung mit der Nominalamplitude U_0,nom des AC-Netzes 21 ansteuern. Dabei kann die Wechselspannung je nach Nominalleistung des Wechselrichters 1 unmittelbar mit der Nominalamplitude U_0,nom des AC-Netzes 21 erzeugt werden. Alternativ dazu kann die von dem DC/AC-Wandler 2 erzeugte Wechselspannung aber auch stufenartig auf die Nominalamplitude U_0,nom des AC-Netzes 21 ansteigen, wobei nach jeder Stufe - wie in der Schrift WO 2014 / 140281 A1 beschrieben - weitere Wechselrichter 1 der EEA dem AC-Netz 21 hinzugeschaltet werden. In diesem Fall stellt der Wechselrichter 1 eine Spannungsamplitude Uo, die sich aus seiner Nominalleistung und der Impedanz des AC-Netzes 21 ergibt. Ist die Nominalamplitude U_0,nom oder eine Leistungsgrenze des Wechselrichters 1 erreicht, verzweigt das Verfahren zurück zum Schritt S2.
Nach dem Aufbau einer Wechselspannung mit der Amplitude U₀ mit 0V < U₀ ≤ U_0,nom ist in dem Schritt S2 eine Detektion der Wechselspannung in dem AC-Netz 21 möglich. Daher verzweigt das Verfahren zu dem Schritt S6, bei dem eine Eigenschaft der Wechselspannung in dem AC-Netz 21 - hier: die Amplitude U₀ und eine Frequenz f der Wechselspannung - durch die Netzüberwachungseinheit 4 detektiert wird. Im Schritt S7 wird abgefragt, ob die detektierte Eigenschaft vorgegebenen Kriterien genügt. Als vorgegebene Kriterien ist in 2 exemplarisch jeweils ein erlaubter Toleranzbereich von 20% um die Nominalamplitude U_0,nom und um die Nominalfrequenz f_0,nom der Wechselspannung des AC-Netzes 21 angegeben. Genügen die detektierten Werte von Amplitude U₀ und Frequenz f der Wechselspannung diesen Kriterien nicht, verzweigt das Verfahren zurück zum Schritt S3, wobei die Schalteinheit 8 weiterhin in dem 2. Schaltzustand betrieben wird. Genügen hingegen die Amplitude U₀ und die Frequenz f den vorgegebenen Kriterien, so verzweigt das Verfahren zu einem Schritt S8, bei dem überprüft wird ob die Wechselspannung in dem AC-Netz 21 stabil ist. Hierbei kann beispielsweise abgefragt werden, ob die detektierte Amplitude U₀ für eine vorgegebene erste Zeitdauer Δt_SW,1 innerhalb eines vordefinierten Toleranzbereiches um den Nominalwert U_0,nom der Amplitude der Wechselspannung U_0,nom liegt. Alternativ oder kumulativ kann abgefragt werden, ob die detektierte Frequenz f der Wechselspannung bereits für eine vorgegebene zweite Zeitdauer innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches um den Nominalwert für die Frequenz der Wechselspannung f_nom liegt. Bei nicht zutreffender Stabilitätsbedingung verzweigt das Verfahren zurück zum Schritt S6 bei dem abermals die Amplitude U₀ und die Frequenz f der Wechselspannung in dem AC-Netz 21 detektiert werden. Ist hingegen die Stabilitätsbedingung erfüllt, verzweigt das Verfahren zum Schritt S9, bei dem die Schalteinheit 8 nunmehr in dem ersten Schaltzustand betrieben wird. Das Betreiben der Schalteinheit 8 in dem ersten Schaltzustand kann auch beinhalten, dass die Schalteinheit 8 gegebenenfalls anfänglich in den ersten Schaltzustand versetzt wird. In dem ersten Schaltzustand wird die Steuerungseinheit 3 über das an den Ausgang 11 des Wechselrichters 1 angeschlossene AC-Netz 21 versorgt. In einem nachfolgenden Schritt S10 wird die Hilfsenergiequelle 22 deaktiviert und das Verfahren endet mit dem Schritt S11.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist es möglich, die Schalteinheit 8 zwischen dem Verfahrensschritten S8 und S9 für eine bestimmte Zeitdauer in einem dritten Schaltzustand zu betreiben, der sowohl einen Leistungsfluss zwischen dem AC-Netz 21 und der Steuerungseinheit 3, als auch einen Leistungsfluss zwischen dem AC-Netz 21 und der Hilfsenergiequelle 22 erlaubt. Dabei ermöglicht der dritte Schaltzustand der Schalteinheit 8 ein Aufladen der Batterie 24 der Hilfsenergiequelle 22 durch den bidirektional operierenden Batterie-Wechselrichter 24 bei gleichzeitiger Versorgung der Steuerungseinheit 3 aus dem AC-Netz 21.
Bezugszeichenliste

1: Wechselrichter
2: DC/AC-Wandler
3: Steuerungseinheit
4: Netzüberwachungseinheit
5: Versorgungseinheit
6: Netzrelais
7: DC-Schalter
8: Schalteinheit
9: Transformator
10: Lüfter
11: AC-Ausgang
12: DC-Eingang
13: Ausgang
14: weiterer Ausgang
15: Photovoltaik (PV) - Generator
16: Batterie
17: Anlagenkomponente
18: Anschluss
19: DC-Quelle
20: Kraftwerks-Steuerung
21: AC-Netz
22: Hilfsenergiequelle
23: Batterie
24: Batterie-Wechselrichter
25: Komponente
S1-S11: Verfahrensschritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 20080284172 A1 [0005]
WO 2014/140281 A1 [0034]

Claims

Verfahren zur elektrischen Versorgung eines Wechselrichters (1) mit einer Wechselspannung, wobei der Wechselrichter einen Wechselspannungs (AC) - Ausgang (11) zum Anschluss des Wechselrichters (1) an ein Wechselspannungs (AC) - Netz (21), einen Gleichspannungs (DC) - Eingang (12) zum Anschluss des Wechselrichters (1) an eine DC-Quelle (19), einen DC/AC-Wandler (2) zum Wandeln einer Gleichspannung der DC-Quelle (19) in eine Wechselspannung und eine Steuerungseinheit (3) zur Steuerung des DC/AC-Wandlers (2) umfasst, - wobei die Steuerungseinheit (3) mit einer Schalteinheit (8) verbunden ist, die eingerichtet ist, die Steuerungseinheit (3) in einem ersten Schaltzustand über das AC-Netz (21) und in einem zweiten Schaltzustand über eine eine Wechselspannung bereitstellende Hilfsenergiequelle (22) zu versorgen, - wobei der Wechselrichter (1) ferner eine Netzüberwachungseinheit (4) aufweist, die eingerichtet ist, eine Eigenschaft einer in dem AC-Netz (21) vorliegenden Wechselspannung zu detektieren, mit den Schritten: - Betreiben der Schalteinheit (8) in dem zweiten Schaltzustand, wenn die Wechselspannung in dem AC-Netz (21) nicht detektiert wird, oder die von der Netzüberwachungseinheit (4) detektierte Eigenschaft der in dem AC-Netz (21) herrschenden Wechselspannung vorgegebenen Kriterien nicht genügt, und - Betreiben der Schalteinheit (8) in dem ersten Schaltzustand, wenn die von der Netzüberwachungseinheit (4) detektierte Eigenschaft der in dem AC-Netz (21) herrschenden Wechselspannung den vorgegebenen Kriterien genügt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Versetzen der Schalteinheit (8) in den ersten Schaltzustand und/oder das Betreiben der Schalteinheit (8) in dem ersten Schaltzustand über die Netzüberwachungseinheit (4) oder über diese in Verbindung mit der Steuerungseinheit (3) gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem zweiten Schaltzustand der Schalteinheit (8) zusätzlich zu der Steuerungseinheit (3) zumindest eine weitere Komponente des Wechselrichters ausgewählt aus der Gruppe: Lüfter (10), Heizung, AC-Schalter (6), DC-Schalter (7), und Kommunikationseinheit von der Hilfsenergiequelle (22) versorgt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Hilfsenergiequelle (22) dann, wenn die Schalteinheit (8) in dem ersten Schaltzustand betrieben wird, insbesondere dann, wenn die Schalteinheit (8) seit einer bestimmten Zeitdauer in dem ersten Schaltzustand betrieben wird, deaktiviert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Hilfsenergiequelle (22) als eine mobile Hilfsenergiequelle ausgebildet ist, die dann, wenn die Schalteinheit (8) in dem ersten Schaltzustand betrieben wird, oder dann, wenn die Schalteinheit (8) seit einer bestimmten Zeitdauer in dem ersten Schaltzustand betrieben wird, von der Schalteinheit (8) oder von dem Wechselrichter (1) getrennt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die vorgegebenen Kriterien, bei denen die Schalteinheit (8) in dem ersten Schaltzustand betrieben wird, zumindest eines der folgenden Kriterien umfasst: - eine Amplitude U₀ der in dem AC-Netz (21) herrschenden Wechselspannung ist - insbesondere mindestens für eine vorgegebene erste Zeitdauer Δt_SW,1 - innerhalb eines vordefinierten Toleranzbereiches um einen Nominalwert U_0,nom für die Amplitude der Wechselspannung in dem AC-Netz (21), - eine Frequenz f₀ der Wechselspannung ist - insbesondere für eine vorgegebene zweite Zeitdauer Δt_SW,2 - innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches um einen Nominalwert f_0,nom für die Frequenz der Wechselspannung in dem AC-Netz (21).
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schalteinheit (8) unter der Voraussetzung, dass die Wechselspannung in dem AC-Netz (21) den vorgegebenen Kriterien genügt, für eine Zeitdauer in einem dritten Schaltzustand betrieben wird, der einen Leistungsfluss zwischen der Steuerungseinheit (3) und dem AC-Netz (21) und zwischen der Hilfsenergiequelle (22) und dem AC-Netz (21) ermöglicht.
Anlagenkomponente (17) mit einem Wechselrichter (1) zur Umwandlung von Gleichspannung in Wechselspannung, wobei der Wechselrichter umfasst - einen Gleichspannungs (DC) - Eingang (12) zum Anschluss des Wechselrichters (1) an eine die Gleichspannung bereitstellende DC-Quelle (19), - einen Wechselspannungs (AC) - Ausgang (11) zum Anschluss des Wechselrichters (1) an ein Wechselspannungs (AC) - Netz (21) - eine Netzüberwachungseinheit (4), die eingerichtet ist, eine Eigenschaft einer Wechselspannung in dem AC-Netz (21) zu detektieren, - einen DC/AC-Wandler (2), und - eine Steuerungseinheit (3) zur Steuerung des DC/AC-Wandlers (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagenkomponente (17) eine Schalteinheit (8) umfasst, und die Steuerungseinheit (3) mit der Schalteinheit (8) elektrisch verbunden ist, wobei die Schalteinheit dazu ausgebildet und eingerichtet ist, die Steuerungseinheit (3) in einem ersten Schaltzustand über das AC-Netz (21) und in einem zweiten Schaltzustand über eine eine Wechselspannung bereitstellende Hilfsenergiequelle (22) zu versorgen, und - wobei die Netzüberwachungseinheit (4) gegebenenfalls in Verbindung mit der Steuerungseinheit (3) eingerichtet ist, die Schalteinheit (8) in Abhängigkeit der detektierten Eigenschaft der Wechselspannung in dem AC-Netz (21) in dem ersten oder in dem zweiten Schaltzustand zu betreiben.
Anlagenkomponente (17) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagenkomponente (17) der Wechselrichter (1) ist und der Wechselrichter (1) die Schalteinheit (8) umfasst, wobei der Wechselrichter (1) optional einen Anschluss (18) zum Anschließen der Hilfsenergiequelle (22) aufweist.
Anlagenkomponente (17) nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (8) ein „normally-off“ und/oder ein „normally-on“ Relais umfasst.
Anlagenkomponente (17) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (1) einen weiteren Ausgang (14) aufweist, der einen über die Schalteinheit (8) vermittelten Leistungsfluss aus dem AC-Netz (21) oder der Hilfsenergiequelle (22) ermöglicht, und über den weitere außerhalb eines Gehäuses des Wechselrichters (1) angeordnete Baugruppen, beispielsweise eine Kraftwerks-Steuerung (20), elektrisch versorgbar sind.
Anlagenkomponente (17) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (1) eingerichtet ist, weitere seiner Komponenten, beispielsweise einen Lüfter (10), einen AC-Schalter (6), einen DC-Schalter (7), eine Kommunikationseinheit und/oder eine Heizung in dem zweiten Schaltzustand der Schalteinheit (8) über die Hilfsenergiequelle (22) zu versorgen.
Anlagenkomponente (17) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (1) für einen spannungsstellenden Betrieb eingerichtet ist.
Anlagenkomponente (17) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (1) als Photovoltaik (PV) - Wechselrichter ausgebildet ist, dessen DC-Eingang (12) mit einem PV-Generator (15) verbindbar ist, oder dass der Wechselrichter (1) als Batterie-Wechselrichter ausgebildet ist, dessen DC-Eingang (12) mit einer Batterie (16) verbindbar ist.
Anlagenkomponente (17) nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (8) mit einer Hilfsenergiequelle (22) verbindbar ist, die einen über eine Batterie (23) gespeisten Batterie-Wechselrichter (24) oder einen Dieselgenerator umfasst.
Wechselrichter, dadurch gekennzeichnet, dass er dazu ausgebildet und eingerichtet ist, als Wechselrichter (1) der Anlagenkomponente (17) nach einem der Ansprüche 8 bis 15 verwendbar zu sein.
Energie-Erzeugungs-Anlage (EEA), insbesondere Photovoltaik (PV) - Anlage, mit einer Mehrzahl von Wechselrichtern, und zumindest einer Anlagenkomponente (17) nach einem der Ansprüche 8 bis 15, wobei die Anlagenkomponente (17) zumindest einen Wechselrichter (1) aus der Mehrzahl der Wechselrichter umfasst.
Energie-Erzeugungs-Anlage (EEA) nach Anspruch 17, weiterhin umfassend eine Kraftwerkssteuerung (20) zur übergeordneten Steuerung eines Betriebs der Mehrzahl von Wechselrichtern, wobei die Kraftwerkssteuerung (20) mit einer Schalteinheit (8) der mindestens einen Anlagenkomponente (17) elektrisch verbundenen ist und eingerichtet ist, bei einem Betrieb der Schalteinheit (8) in dem zweiten Schaltzustand über die Hilfsenergiequelle (22) und bei einem Betrieb der Schalteinheit (8) in dem ersten Schaltzustand über das AC-Netz (21) versorgt zu werden.