DE102019116254B4 - Method for operating a power generation plant - Google Patents

Method for operating a power generation plant Download PDF

Info

Publication number
DE102019116254B4
DE102019116254B4 DE102019116254.8A DE102019116254A DE102019116254B4 DE 102019116254 B4 DE102019116254 B4 DE 102019116254B4 DE 102019116254 A DE102019116254 A DE 102019116254A DE 102019116254 B4 DE102019116254 B4 DE 102019116254B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
impressing
inverters
current
network
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102019116254.8A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102019116254A1 (en
Inventor
Alexander Unru
Moritz Welker
Andreas Knobloch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMA Solar Technology AG
Original Assignee
SMA Solar Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMA Solar Technology AG filed Critical SMA Solar Technology AG
Priority to DE102019116254.8A priority Critical patent/DE102019116254B4/en
Publication of DE102019116254A1 publication Critical patent/DE102019116254A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102019116254B4 publication Critical patent/DE102019116254B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/10Constant-current supply systems
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/40Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation wherein a plurality of decentralised, dispersed or local energy generation technologies are operated simultaneously
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Energieerzeugungsanlage (1), die mindestens zwei Wechselrichter (4) aufweist, bei dem mittels der Wechselrichter (4) elektrische Leistung zwischen Gleichstromquellen (5) und einem Wechselspannungsnetz (3) ausgetauscht wird, wobei die Wechselrichter (4) wahlweise stromeinprägend oder spannungseinprägend betrieben werden, wobei mindestens einer der Wechselrichter (4) der Energieerzeugungsanlage (1) mit einem Speicher als Gleichstromquelle (5) verbunden ist, wobei der mit dem Speicher verbundene Wechselrichter (4) im spannungseinprägenden Betrieb betrieben wird, wenn ein Ladezustand des Speichers einen ersten Grenzwert überschreitet, und zeitweise im stromeinprägenden Betrieb betrieben wird, um den Speicher zu laden, wenn der Ladezustand des Speichers einen zweiten Grenzwert unterschreitet, wobei mindestens einer der Wechselrichter (4) der Energieerzeugungsanlage (1) mit einem PV-Generator als Gleichstromquelle (5) verbunden ist, wobei die Energieerzeugungsanlage (1) eine elektrische Gesamtleistung (P_Netz) mit dem Wechselspannungsnetz (3) austauscht, wobei der mit dem PV-Generator verbundene Wechselrichter (4) im stromeinprägenden Betrieb betrieben wird und die ausgetauschte Gesamtleistung (P_Netz) eine maximal mögliche PV-Leistung (P_MPP) des PV-Generators umfasst und wobei die Wechselrichter (4) einzeln oder gruppenweise zwischen einem stromeinprägenden Betrieb und einem spannungseinprägenden Betrieb umgeschaltet werden, so dass die Energieerzeugungsanlage (1) insgesamt in einem stromeinprägenden Gesamtbetrieb, in einem spannungseinprägenden Gesamtbetrieb oder in einem Mischbetrieb betrieben wird.Method for operating a power generation plant (1) which has at least two inverters (4), in which electrical power is exchanged between direct current sources (5) and an alternating voltage network (3) by means of the inverters (4), the inverters (4) optionally injecting current or operated with voltage impressing, wherein at least one of the inverters (4) of the energy generation system (1) is connected to a memory as a direct current source (5), the inverter (4) connected to the memory being operated in voltage impressing mode when a charge state of the memory exceeds a first limit value, and is operated temporarily in current-impressing mode in order to charge the storage unit when the state of charge of the storage unit falls below a second limit value, with at least one of the inverters (4) of the energy generation system (1) having a PV generator as a direct current source ( 5) is connected, with the energy generation plant ge (1) exchanges a total electrical power (P_Netz) with the AC voltage network (3), the inverter (4) connected to the PV generator being operated in current-impressing mode and the exchanged total power (P_Netz) a maximum possible PV power (P_MPP ) of the PV generator and wherein the inverters (4) are switched individually or in groups between a current-impressing operation and a voltage-impressing operation, so that the energy generation system (1) is operated as a whole in a current-impressing overall operation, in a voltage-impressing overall operation or in a mixed operation .

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum netzdienlichen Betrieb einer Energieerzeugungsanlage, bei dem elektrische Leistung mit einem Wechselspannungsnetz ausgetauscht wird, sowie eine Energieerzeugungsanlage, die zum Betrieb mit einem entsprechenden Verfahren eingerichtet ist.The invention relates to a method for network-beneficial operation of an energy generation plant, in which electrical power is exchanged with an alternating voltage network, as well as an energy generation plant which is set up for operation with a corresponding method.

Eine Energieerzeugungsanlage kann eine Energieerzeugungseinheit, insbesondere eine erneuerbare Energiequelle umfassen, sowie einen elektrischen Speicher aufweisen. Energiequelle und Speicher können jeweils über einen Wechselrichter mit einem Wechselspannungsnetz verbunden sein und als Gleichstromquelle bzw. -senke für den jeweiligen Wechselrichter dienen. Die Wechselrichter können gleichstromseitig elektrische Leistung mit der jeweiligen Gleichstromquelle austauschen, in eine Wechselspannung bzw. einen Wechselstrom umwandeln und wechselstromseitig mit einem Wechselspannungsnetz oder untereinander austauschen. Dabei kann eine Gleichstromquelle elektrische Leistung sowohl abgeben als auch aufnehmen, d.h. als Gleichstromsenke wirken, und das Wechselspannungsnetz kann elektrische Leistung ebenfalls sowohl aufnehmen als auch abgeben.An energy generation system can include an energy generation unit, in particular a renewable energy source, and an electrical storage device. The energy source and storage unit can each be connected to an AC voltage network via an inverter and serve as a direct current source or sink for the respective inverter. The inverters can exchange electrical power on the direct current side with the respective direct current source, convert it into an alternating voltage or an alternating current and exchange it on the alternating current side with an alternating voltage network or with one another. A direct current source can both output and absorb electrical power, i.e. act as a direct current sink, and the AC voltage network can also both absorb and output electrical power.

Eine übliche Energieerzeugungsanlage mit mehreren Gleichstromquellen und Wechselrichtern kann Leistungen zwischen einigen Kilowatt und einigen Megawatt verarbeiten und über einen gemeinsamen Netzanschlusspunkt mit dem Wechselspannungsnetz austauschen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Energieerzeugungsanlage aus mehreren Gleichstromquellen und Wechselrichtern gebildet werden, die kommunikativ direkt oder indirekt über eine gemeinsame Steuerung miteinander verknüpft sind und über verschiedene Netzanschlusspunkte eine in Summe einstellbare elektrische Gesamtleistung mit dem Wechselspannungsnetz austauschen.A normal power generation system with several direct current sources and inverters can process outputs between a few kilowatts and a few megawatts and exchange them with the alternating voltage network via a common network connection point. Alternatively or additionally, an energy generation system can be formed from several direct current sources and inverters, which are communicatively linked directly or indirectly via a common control and exchange a total adjustable total electrical power with the alternating voltage network via various network connection points.

Bezüglich der Regelung des Verhaltens einer Energieerzeugungsanlage am Wechselspannungsnetz, d.h. insbesondere bezüglich der einzustellenden Wirkleistung und Blindleistung am Netzanschlusspunkt der Energieerzeugungsanlage oder eines Teiles davon, kann grundsätzlich zwischen netzbildenden und netzstützenden Energieerzeugungsanlagen unterschieden werden. Konventionelle Synchrongeneratoren arbeiten in der Regel spannungseinprägend und dadurch netzbildend. Erneuerbare Energieerzeugungsanlagen arbeiten vorrangig stromeinprägend, wobei der eingeprägte Strom grundsätzlich durch die Energieerzeugungsanlage selbst vorgegeben ist und sich insbesondere an den Eigenschaften und dem aktuellen Zustand der verwendeten Energiequelle orientiert.With regard to the regulation of the behavior of a power generation plant on the AC voltage network, i.e. in particular with regard to the active power and reactive power to be set at the grid connection point of the power generation plant or a part thereof, a fundamental distinction can be made between grid-forming and grid-supporting power generation plants. Conventional synchronous generators usually work voltage-impressing and thus network-forming. Renewable energy generation systems work primarily in a manner that impresses the current, with the current being impressed in principle by the energy generation system itself and, in particular, based on the properties and the current state of the energy source used.

In einer stromeinprägenden Energieerzeugungsanlage kann ein Wechselrichter die gleichstrom- und wechselstromseitig ausgetauschte Leistung selbst vorgeben, wobei die Grenzen der Leistungsfähigkeit der angeschlossenen Gleichstromquelle zu beachten sind. Insbesondere einem Photovoltaikgenerator als erneuerbare Energiequelle wird dabei möglichst die maximal verfügbare Leistung entnommen und von einem stromeinprägend betriebenen Wechselrichter als maximal möglicher Wechselstrom in ein bereits bestehendes Wechselspannungsnetz eingespeist (Netzparallelbetrieb).In a power generating system that impresses current, an inverter can itself specify the power exchanged on the DC and AC sides, whereby the limits of the performance of the connected DC source must be observed. In particular, the maximum available power is drawn from a photovoltaic generator as a renewable energy source and fed into an existing AC voltage network as the maximum possible alternating current by an inverter operated to inject current.

Ein stromeinprägender Wechselrichter synchronisiert sich dabei im Betrieb fortlaufend auf eine vorhandene Netzspannung. z.B. mittels einer Phasenregelschleife (PLL). Er ist dazu eingerichtet, der Netzspannung zu folgen sowie seine Stromabgabe an die Netzspannung anzupassen. Diese Anpassung erfordert eine endliche Anpassungszeit, um die verfügbare oder geforderte elektrische Leistung mit dem Wechselspannungsnetz auszutauschen.A current-collecting inverter is continuously synchronized to an existing grid voltage during operation. e.g. by means of a phase locked loop (PLL). It is set up to follow the mains voltage and to adapt its current output to the mains voltage. This adaptation requires a finite adaptation time in order to exchange the available or required electrical power with the AC voltage network.

Dabei kann die ausgetauschte Leistung eines stromeinprägenden Wechselrichters zusätzlich variiert werden, so dass beispielsweise einem Photovoltaik-Generator bewusst weniger als seine maximal mögliche Leistung entnommen und in das Wechselspannungsnetz eingespeist wird. Insofern kann die auszutauschende elektrische Leistung aufgrund übergeordneter Erwägungen gezielt eingestellt werden, z.B. um einen Eigenverbrauch zu optimieren, eine Einspeisevergütung zu maximieren, eine Reserveleistung bereitzuhalten und/oder zur Netzstützung in Abhängigkeit von elektrischen Eigenschaften des Wechselspannungsnetz beitragen zu können.The exchanged power of a current-injecting inverter can also be varied so that, for example, less than its maximum possible power is deliberately drawn from a photovoltaic generator and fed into the AC voltage network. In this respect, the electrical power to be exchanged can be set in a targeted manner on the basis of overriding considerations, e.g. to optimize self-consumption, to maximize feed-in tariffs, to keep reserve power available and / or to be able to contribute to network support depending on the electrical properties of the AC voltage network.

Eine stromeinprägende Energieerzeugungsanlage kann insofern zusätzlich netzstützende Funktionen erfüllen, indem die mit dem Wechselspannungsnetz ausgetauschte elektrische Leistung ggf. mittelbar von Eigenschaften des Wechselspannungsnetzes, z.B. der Frequenz und/oder der Amplitude der Netzspannung abhängt. Die ausgetauschte Leistung kann dazu im Rahmen der verfügbaren Leistung der Energiequelle variiert werden, beispielsweise bei einer Abweichung der Netzfrequenz von einer Nennfrequenz oder der Netzspannung von der sinusförmigen Nennspannung des Wechselspannungsnetzes. Das Wechselspannungsnetz kann stabilisiert werden, indem die ausgetauschte Leistung so von den elektrischen Eigenschaften des Wechselspannungsnetzes abhängt, dass derartigen Abweichungen entgegengewirkt wird, beispielsweise anhand von Wirkleistungs-Frequenz-Kennlinien (P(f)) oder Blindleistung-Spannungs-Kennlinien (Q(U)). Ein Anpassung der ausgetauschten Leistung an einen sich ändernden Sollwert ist jedoch aufgrund der oben erwähnten endlichen Anpassungszeit gegenüber der die Anpassung induzierenden Abweichung im Wechselspannungsnetz inhärent verzögert.A current-injecting power generation system can also fulfill network-supporting functions in that the electrical power exchanged with the AC voltage network is indirectly dependent on properties of the AC voltage network, for example the frequency and / or the amplitude of the network voltage. For this purpose, the exchanged power can be varied within the scope of the available power of the energy source, for example in the event of a deviation of the network frequency from a nominal frequency or the network voltage from the sinusoidal nominal voltage of the AC voltage network. The AC voltage network can be stabilized in that the exchanged power depends on the electrical properties of the AC voltage network in such a way that such deviations are counteracted, for example using active power-frequency characteristics (P (f)) or reactive power-voltage characteristics (Q (U) ). An adaptation of the exchanged power to a changing target value is, however, due to the above-mentioned finite adaptation time compared to the Adaptation inducing deviation in the AC voltage network is inherently delayed.

Mit steigendem Anteil stromgeregelt betriebener Energieerzeugungsanlagen in einem Wechselspannungsnetz steigt deren Einfluss auf die elektrische Eigenschaften des Wechselspannungsnetzes, insbesondere auf die Netzspannung und die Netzfrequenz. Dieser Einfluss kann sich negativ auf das Wechselspannungsnetz auswirken. Beispielsweise kann eine hohe, mittels stromeinprägender Wechselrichter eingespeiste Wirkleistung je nach Netzbeschaffenheit eine lokale Überhöhung der Netzspannung hervorrufen. In einem Netzabschnitt, der einerseits schwach an ein Wechselspannungsnetz angebundenen ist und andererseits eine Vielzahl stromeinprägender Energieerzeugungsanlagen aufweist, können Flickereffekte in der Netzspannung verursacht werden, wenn die Energieerzeugungsanlagen aktive oder eskalierende Verfahren zur normativ geforderte Inselnetzerkennung (Active Islanding Detection, AID) durchführen. Weiterhin können Oberschwingungen und Harmonische im Wechselspannungsnetz auftreten, denen durch stromeinprägende Wechselrichter nicht entgegengewirkt wird, sondern die durch stromeinprägende Wechselrichter unter ungünstigen Umständen sogar befördert werden, beispielsweise wenn einzelne Energieerzeugungsanlagen oder Wechselrichter einen hohen Anteil der Gesamtleistung im Wechselspannungsnetz liefern und die Netzspannung schon somit wesentlich beeinflussen.As the proportion of power-controlled power generation systems in an AC voltage network increases, their influence on the electrical properties of the AC voltage network, in particular on the network voltage and the network frequency, increases. This influence can have a negative effect on the AC voltage network. For example, depending on the nature of the network, a high active power fed in by means of current-impressing inverters can cause a local increase in the network voltage. In a network section that on the one hand is weakly connected to an AC voltage network and on the other hand has a large number of power-generating power generation plants, flicker effects can be caused in the grid voltage if the power generation plants carry out active or escalating processes for normatively required islanding detection (AID). Furthermore, harmonics and harmonics can occur in the AC voltage network, which are not counteracted by current-injecting inverters, but are even conveyed by current-injecting inverters under unfavorable circumstances, for example if individual power generation systems or inverters supply a high proportion of the total power in the AC voltage network and thus significantly influence the network voltage .

Im herkömmlichen Betrieb stromeinprägender Energieerzeugungsanlagen orientiert sich die mit dem Wechselspannungsnetz ausgetauschte Leistung an der optimalen Nutzung der Gleichstromquelle und ihrer aktuellen und/oder voraussichtlichen Leistung bzw. gespeicherten Energie. Daher sind stromeinprägend betriebene Energieerzeugungsanlagen regelmäßig nicht dazu eingerichtet, die gleichstrom- und wechselstromseitig ausgetauschte Leistung instantan als Reaktion auf schnelle Änderungen der elektrischen Eigenschaften des Wechselspannungsnetz anzupassen. Darüber hinaus können stromeinprägende Energieerzeugungsanlagen das Wechselspannungsnetz zusätzlich schwächen, indem sie einen einzuprägenden Sollstrom aufrecht zu erhalten versuchen, weitgehend unabhängig davon, ob dies für die Stabilität des Wechselspannungsnetz förderlich ist oder nicht. Eine stromeinprägend betriebene Energieerzeugungsanlage kann zusätzlich lediglich netzstützende Funktionen umfassen, indem die Energieerzeugungsanlage auf Abweichungen elektrischer Eigenschaften des Wechselspannungsnetzes von Normwerten reagiert und den Sollstrom variiert. Die resultierende Änderung der ausgetauschten Leistung weist dabei aufgrund von Mess- und Auswertezeiträumen sowie endlicher Regelungsreaktionszeiten eine inhärente Verzögerung gegenüber dem Auftreten der Abweichungen auf.In the conventional operation of power-injecting power generation systems, the power exchanged with the AC voltage network is based on the optimal use of the direct current source and its current and / or anticipated power or stored energy. For this reason, power generation systems operated in a current-impressing manner are generally not set up to adapt the power exchanged on the DC and AC sides instantaneously in response to rapid changes in the electrical properties of the AC voltage network. In addition, power-injecting power generation systems can additionally weaken the AC voltage network by attempting to maintain a nominal current to be impressed, largely regardless of whether this is beneficial for the stability of the AC voltage network or not. A power generation plant operated with an injection of current can additionally only include network-supporting functions, in that the power generation plant reacts to deviations in electrical properties of the AC voltage network from standard values and varies the setpoint current. The resulting change in the exchanged power has an inherent delay compared to the occurrence of the deviations due to measurement and evaluation periods and finite control reaction times.

Eine Energieerzeugungsanlage kann auch spannungseinprägend betrieben werden. Spannungseinprägend betriebene Wechselrichter formen und stabilisieren die Netzspannung an ihren Anschlussklemmen durch Regelung der elektrischen Leistung in Abhängigkeit von der Netzspannung. Eine spannungseinprägende Energieerzeugungsanlage ist grundsätzlich selbst in der Lage, netzbildend zu arbeiten, d.h. insbesondere ein begrenztes Inselnetz aufzubauen und aufrecht zu erhalten. Dabei kann die zwischen einem spannungseinprägend betriebenen Wechselrichter und dem Wechselspannungsnetz ausgetauschte Leistung unmittelbar von den Eigenschaften des Wechselspannungsnetzes abhängen, d.h. insbesondere eine Funktion der Frequenz und/oder der Spannung im Wechselspannungsnetz sein. Dadurch reagiert eine spannungseinprägend betriebene Energieerzeugungsanlage unmittelbar auf Änderungen des Leistungsgleichgewichts im Wechselspannungsnetz. Darüber hinaus kann eine spannungseinprägende Energieerzeugungsanlage zur Glättung des sinusförmigen Verlaufs der Netzspannung beitragen, indem unerwünschten Frequenzanteilen mit hoher Dynamik entgegengewirkt wird.A power generation system can also be operated with voltage impressing. Inverters operated with voltage impressions shape and stabilize the line voltage at their connection terminals by regulating the electrical power as a function of the line voltage. A voltage-impressing power generation plant is basically able to work in a grid-forming manner, i.e. in particular to set up and maintain a limited island grid. The power exchanged between a voltage-impressing inverter and the AC voltage network can depend directly on the properties of the AC voltage network, i.e. in particular it can be a function of the frequency and / or the voltage in the AC voltage network. As a result, a power generation system operated with a voltage impression reacts immediately to changes in the power balance in the AC voltage network. In addition, a voltage-impressing power generation system can contribute to smoothing the sinusoidal curve of the mains voltage by counteracting undesired frequency components with high dynamics.

Ein spannungseinprägend betriebener Wechselrichter kann beispielsweise eine sogenannte Droop-Regelung umfassen und/oder als sogenannte virtuelle Synchronmaschine betrieben werden. Mithilfe einer derartigen, dem Fachmann grundsätzlich bekannten Regelung kann ein Inselnetz aufgebaut werden, wobei ein solches Inselnetz synchron mit einem übergeordneten und ggf. räumlich deutlich ausgedehnten Wechselspannungsnetz betrieben werden kann. Über einen Netzanschlusspunkt kann dann zwischen dem Wechselspannungsnetz und dem Inselnetz mit der Energieerzeugungsanlage elektrische Leistung ausgetauscht werden. Alternativ können die Wechselrichter einer spannungseinprägenden Energieerzeugungsanlage auch direkt über einen gemeinsamen Netzanschlusspunkt an ein Wechselspannungsnetz angeschlossen sein. Dadurch kann das Wechselspannungsnetz stabilisiert und die Netzspannungsqualität verbessert werden.An inverter operated in a voltage-impressing manner can, for example, include what is known as a droop control and / or be operated as a so-called virtual synchronous machine. With the aid of such a control system, which is basically known to the person skilled in the art, an island network can be set up, such an island network being able to be operated synchronously with a higher-level and possibly spatially significantly expanded AC voltage network. Electrical power can then be exchanged between the AC voltage network and the stand-alone network with the power generation system via a network connection point. Alternatively, the inverters of a voltage-impressing power generation system can also be connected directly to an AC voltage network via a common network connection point. As a result, the AC voltage network can be stabilized and the network voltage quality can be improved.

Der spannungseinprägende Betrieb einer Energieerzeugungsanlage als proaktiver Netzbildner fordert dabei eine deutlich höhere Dynamik der angeschlossenen Gleichstromquelle als der bloß stromeinprägende und optional bestenfalls netzstützende Betrieb. Ein Netzbildner muss auf ein Leistungsungleichgewicht im Wechselspannungsnetz, das in einer Netzfrequenzänderung resultiert, mit einer sofortigen, hochdynamischen Leistungsanpassung reagieren. Daher wird insbesondere eine sogenannte Momentanreserve, die unter anderem durch eine instantane Reaktion der Energieerzeugungsanlage auf einen Gradienten der Netzfrequenz gekennzeichnet ist, bevorzugt von spannungseinprägend betriebenen Energieerzeugungsanlagen bereitgestellt.The voltage-impressing operation of a power generation plant as a proactive network builder demands a significantly higher dynamic of the connected direct current source than the current-impressing and optionally, at best, network-supporting operation. A network builder must react to a power imbalance in the AC voltage network that results in a change in network frequency with an immediate, highly dynamic power adjustment. Therefore, in particular, a so-called instantaneous reserve, which, among other things, instantaneous reaction of the power generation system to a gradient of the network frequency is characterized, preferably provided by voltage-impressively operated power generation systems.

Spannungseinprägend betriebene Energieerzeugungsanlagen orientieren sich an der optimalen Stabilisierung der Netzspannung unter Verwendung der gleichstromseitig verfügbaren Ressourcen, d.h. der verfügbaren Leistung der Gleichstromquelle und ihrer aktuell und/oder voraussichtlich gespeicherten Energie. Dabei ergibt sich die wechselstromseitig ausgetauschte Leistung jedoch weitgehend aus den Eigenschaften des Wechselspannungsnetzes. Insofern sind spannungseinprägend betriebene Energieerzeugungsanlagen regelmäßig nicht dazu eingerichtet, die gleichstromseitig verfügbaren Ressourcen aufgrund gleichstromseitig orientierter Vorgaben zu nutzen, beispielsweise um die verfügbare Leistung eines Photovoltaik-Generator als Gleichstromquelle abzurufen und kontinuierlich zu verwerten. Daher können spannungseinprägende Energieerzeugungsanlagen das Wechselspannungsnetz optimal stabilisieren, indem sie eine dazu notwendige elektrische Leistung auszutauschen bestrebt sind; dieses Verhalten ist jedoch weitgehend unabhängig davon, ob die notwendige elektrische Leistung gleichstromseitig gerade günstig verfügbar ist, beispielsweise aus einem Photovoltaik-Generator, oder mit einer Batterie ausgetauscht werden kann, sofern deren Ladezustand dies zulässt, oder womöglich gerade nicht verfügbar ist.Power generation systems operated with impressing voltage are based on the optimal stabilization of the network voltage using the resources available on the DC side, i.e. the available power of the DC source and its currently and / or likely stored energy. In this case, however, the power exchanged on the AC side results largely from the properties of the AC voltage network. In this respect, voltage-impressing power generation systems are usually not set up to use the resources available on the DC side due to specifications oriented on the DC side, for example to call up the available power of a photovoltaic generator as a DC source and to use it continuously. Therefore, voltage-impressing power generation systems can optimally stabilize the AC voltage network by attempting to exchange the electrical power required for this; However, this behavior is largely independent of whether the necessary electrical power is currently available cheaply on the DC side, for example from a photovoltaic generator, or can be exchanged with a battery if its state of charge allows this or is possibly not available at the moment.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Aus der US 2017 / 0 353 127 A1 ist eine Wechselrichtervorrichtung bekannt, bei der mehrere Wechselrichter ausgangsseitig parallelgeschaltet sind und autonom, d.h. ohne Verbindung mit einem Wechselspannungsnetz, eine Last mit einer vorgegebenen Wechselspannung versorgen, indem einer der Wechselrichter als Spannungsquelle und alle anderen Wechselrichter als Stromquelle betrieben werden.From US 2017/0 353 127 A1 an inverter device is known in which several inverters are connected in parallel on the output side and autonomously, ie without connection to an AC voltage network, supply a load with a predetermined AC voltage by using one of the inverters as a voltage source and all other inverters as Power source are operated.

Aus der EP 2 182 626 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Stromrichters bekannt, in der Halbleiterschalter wahlweise oder kombiniert mittels einer spannungseinprägenden und/oder einer stromeinprägenden Modulation angesteuert werden. Dadurch sollen die in dieser EP 2 182 626 A1 ausführlich beschriebenen Eigenschaften der verschiedenen Modulationsarten, die ein spannungseinprägendes bzw. stromeinprägendes Verhalten des Stromrichters ergeben, vorteilhaft in einem Stromrichter kombiniert werden.From the EP 2 182 626 A1 a method for operating a power converter is known, in which semiconductor switches are selectively or in combination controlled by means of a voltage-impressing and / or a current-impressing modulation. As a result, the in this EP 2 182 626 A1 Properties of the various types of modulation, which are described in detail and which result in a voltage-impressing or current-impressing behavior of the converter, are advantageously combined in a converter.

Ausführungsformen eines spannungseinprägenden Betriebs eines Wechselrichters sind beispielsweise aus der DE 10 2006 047 792 A1 bekannt, in der eine sogenannte Virtuelle Synchronmaschine (VISMA) zur Netzstützung verwendet wird, wobei das Verhalten einer Synchronmaschine durch ständige Lösung von Differentialgleichungen angenähert wird. In der EP 3 376 627 A1 ist ein spannungseinprägender Wechselrichter (Voltage Source Inverter, VSI) beschrieben ist, dessen Regelung eine Struktur zur Erzeugung einer virtuellen Trägheit umfasst, so dass der Umrichter das Verhalten eines Synchrongenerators nachahmt.Embodiments of voltage-impressing operation of an inverter are, for example, from FIG DE 10 2006 047 792 A1 known, in which a so-called virtual synchronous machine (VISMA) is used for network support, the behavior of a synchronous machine being approximated by constantly solving differential equations. In the EP 3 376 627 A1 describes a voltage source inverter (VSI) whose regulation includes a structure for generating a virtual inertia so that the converter mimics the behavior of a synchronous generator.

Aus der EP 1 286 444 B1 ist eine sogenannte Droop-Regelung für einen spannungseinprägenden Wechselrichter bekannt, wobei der Wechselrichter anhand einer Frequenzstatik f(P) und einer Spannungsstatik U(Q) betrieben wird, so dass der Wechselrichter unmittelbar auf Frequenzänderungen im Wechselspannungsnetz mit einer Änderung der Wirkleistung reagiert und insofern zum Parallelbetrieb mit weiteren Wechselrichtern und insbesondere zum Aufbau eines Inselnetzes geeignet ist.From the EP 1 286 444 B1 a so-called droop control for a voltage-impressing inverter is known, the inverter being operated on the basis of a frequency droop f (P) and a voltage droop U (Q), so that the inverter reacts directly to frequency changes in the AC voltage network with a change in the active power and, in this respect, to the Parallel operation with other inverters and is particularly suitable for setting up an island grid.

Die DE 10 2017 112 944 A1 und die DE 10 2017 112 936 A1 offenbaren Windparks mit einer Vielzahl an Windenergieanlagen, deren Betriebsmodus aus einem stromprägenden Betriebsmodus und einem spannungsprägenden Betriebsmodus gewählt werden kann, wobei an einem jeweiligen Netzanschlusspunkt ein Mischbetriebsmodus resultieren kann, der stromprägende und spannungsprägende Eigenschaften hat bzw. kombiniert.The DE 10 2017 112 944 A1 and the DE 10 2017 112 936 A1 disclose wind farms with a large number of wind turbines, the operating mode of which can be selected from a current-defining operating mode and a voltage-defining operating mode, with a mixed operating mode that has or combines current-defining and voltage-defining properties at a respective network connection point.

Die WO 2017/ 097 354 A1 offenbart ein Mikronetz mit einer Vielzahl an verteilten Generatoren, das über einen Schalter an ein Energienetz anschließbar ist, wobei der Betrieb einzelner der verteilen Generatoren in Abhängigkeit des Schaltzustandes des Schalters zwischen einem netzfolgendem und einem netzformenden Modus umgeschaltet werden.WO 2017/097 354 A1 discloses a microgrid with a large number of distributed generators that can be connected to an energy grid via a switch, the operation of individual distributed generators being switched between a grid-following and a grid-shaping mode depending on the switching state of the switch.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Energieerzeugungsanlage mit mehreren Wechselrichtern aufzuzeigen, das einen effizienten und profitablen Betrieb der Energieerzeugungsanlage ermöglicht, indem die Gleichstromquellen energetisch optimal eingesetzt werden, und mit dem gleichzeitig die Spannungs- und Frequenzqualität sowie die Stabilität des Wechselspannungsnetzes verbessert wird.The invention is based on the object of showing a method for operating an energy generation system with several inverters, which enables efficient and profitable operation of the energy generation system by using the direct current sources in an energetically optimal manner, and with which, at the same time, the voltage and frequency quality and the stability of the alternating voltage network is improved.

LÖSUNGSOLUTION

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie mit einer Energieerzeugungsanlage gemäß Anspruch 17 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.The object is achieved by a method with the features of independent claim 1 and with an energy generation plant according to claim 17. Preferred embodiments are defined in the dependent claims.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer Energieerzeugungsanlage, die mindestens zwei Wechselrichter aufweist, bei dem mittels der Wechselrichter elektrische Leistung zwischen Gleichstromquellen und einem Wechselspannungsnetz ausgetauscht wird, wobei die Wechselrichter wahlweise stromeinprägend oder spannungseinprägend betrieben werden. Die Wechselrichter werden einzeln oder gruppenweise zwischen einem stromeinprägenden Betrieb und einem spannungseinprägenden Betrieb umgeschaltet werden, so dass die Energieerzeugungsanlage insgesamt in einem stromeinprägenden Gesamtbetrieb, in einem spannungseinprägenden Gesamtbetrieb oder in einem Mischbetrieb betrieben wird.The object is achieved by a method for operating a power generation plant which has at least two inverters, in which electrical power is exchanged between direct current sources and an alternating voltage network by means of the inverters, the inverters being operated either with current impressing or voltage impressing. The inverters are switched individually or in groups between a current-impressing operation and a voltage-impressing operation, so that the energy generation system as a whole is operated in a current-impressing overall operation, in a voltage-impressing overall operation or in a mixed operation.

Die Energieerzeugungsanlage kann somit komplett stromeinprägend oder komplett spannungseinprägend betrieben werden, je nachdem, ob ein netzstützender oder netzbildender Betrieb für die Stabilität bzw. den Aufbau das Wechselspannungsnetz vorteilhaft ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dabei insbesondere durch die Möglichkeit des wahlweise stromeinprägenden oder spannungseinprägenden Betriebs eines Teils der Energieerzeugungsanlage oder der Energieerzeugungsanlage insgesamt gegenüber herkömmlichen Verfahren zum Betrieb einer Energieerzeugungsanlage aus. Damit kann das Verhalten der Energieerzeugungsanlage wahlweise und bedarfsgerecht auf die Belange des Wechselspannungsnetz ausgerichtet werden, insbesondere um zur Stabilisierung des Wechselspannungsnetzes beizutragen, oder die verfügbaren gleichstromseitigen Ressourcen in den Vordergrund stellen, insbesondere um die verfügbare Leistung einer volatilen erneuerbaren Energiequelle und/oder die Speicherkapazität eines Energiespeichers maximal zu nutzen. Zudem kann die Gewichtung zwischen diesen an sich widerstrebenden Ziele durch das Umschalten einzelner Wechselrichter der Energieerzeugungsanlage nach Bedarf geändert werden.The power generation plant can thus be operated completely with current impressing or completely with voltage impressing, depending on whether a network-supporting or network-forming operation is advantageous for the stability or the structure of the AC voltage network. The method according to the invention is characterized in particular by the possibility of operating part of the power generation plant or the power generation plant as a whole, with either current impressing or voltage impressing, compared to conventional methods for operating an energy generation plant. In this way, the behavior of the power generation system can be tailored to the needs of the AC voltage network as required, in particular to help stabilize the AC voltage network, or to focus on the resources available on the DC side, in particular around the available power of a volatile renewable energy source and / or the storage capacity of a To use energy storage to the maximum. In addition, the weighting between these conflicting goals can be changed as required by switching over individual inverters of the power generation system.

Je nach Netzqualität bzw. -zustand sowie Betriebszustand von Wechselrichtern einer Energieerzeugungsanlage kann autonom oder von extern oder intern gesteuert über den konkreten Betriebsmodus der einzelnen Wechselrichter oder Wechselrichter-Gruppen der Energieerzeugungsanlage entschieden werden. Dadurch wird festgelegt, ggf. unter Berücksichtigung aktueller interner Randbedingungen, ob und in welchem Maße ein spannungseinprägender Betrieb von Teilen der Energieerzeugungsanlage notwendig und möglich ist.Depending on the network quality or status as well as the operating status of inverters in a power generation plant, decisions can be made autonomously or externally or internally controlled via the specific operating mode of the individual inverters or inverter groups of the power generation plant. This determines, if necessary taking into account current internal boundary conditions, whether and to what extent a stress-absorbing operation of parts of the energy generation plant is necessary and possible.

Konkret können die Wechselrichter beispielsweise in einem Normalbetrieb im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens, das heißt insbesondere bei einer Netzfrequenz, die einer Nennfrequenz des Wechselspannungsnetzes entspricht, überwiegend oder vollständig stromeinprägend betrieben werden. Je nach Bedarf, insbesondere abhängig von der Netzqualität, können einzelne Wechselrichter in den spannungseinprägenden Betrieb umgeschaltet werden. Je schlechter die Netzqualität, d.h. beispielsweise je größer Spannungs- oder Stromverzerrungen, Flicker oder ähnliches werden, desto mehr Wechselrichter können in den in den spannungseinprägenden Betrieb umgeschaltet werden, um so die Netzspannung und Frequenz stabil und im normativen Bereich zu halten. Dabei erweist es sich als vorteilhaft, möglichst unterbrechungsfrei und ohne nennenswerte Ausgleichvorgänge den Betriebsmodus zu wechseln.Specifically, the inverters can, for example, be operated predominantly or completely in a current-impressing manner in normal operation within the scope of the method according to the invention, that is to say in particular at a network frequency that corresponds to a nominal frequency of the AC voltage network. Depending on requirements, in particular depending on the network quality, individual inverters can be switched to voltage-impressing mode. The worse the network quality, i.e. for example the greater the voltage or current distortion, flicker or the like, the more inverters can be switched to voltage-impressing mode in order to keep the network voltage and frequency stable and within the normative range. It proves to be advantageous to change the operating mode with as little interruption as possible and without significant compensation processes.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens können den Wechselrichtern Umschaltvorgaben übermittelt werden, wobei die Wechselrichter in Abhängigkeit von den Umschaltvorgaben zwischen dem stromeinprägenden Betrieb und dem spannungseinprägenden Betrieb wechseln. Die Umschaltvorgaben können insbesondere von einer Steuereinheit der Energieerzeugungsanlage an die Wechselrichter übermittelt werden. Die Umschaltvorgaben können unmittelbar vorgeben, ob die Wechselrichter im stromeinprägenden oder im spannungseinprägenden Betrieb betrieben werden. Alternativ oder zusätzlich können die Umschaltvorgaben Grenzwerte umfassen, wobei die Wechselrichter elektrische Eigenschaften des Wechselspannungsnetz ermitteln und bei Überschreiten der Grenzwerte autonom zwischen dem stromeinprägenden Betrieb und den spannungseinprägenden Betrieb umschalten. Durch die Umschaltvorgaben können einzelne Wechselrichter explizit aufgrund einer übergeordneten Entscheidung, beispielsweise der Steuereinheit, umgeschaltet werden, oder es können konkrete Bedingungen festgelegt werden, aufgrund derer die Wechselrichter autonom entscheiden, welcher Betriebsmodus aktuell einzustellen ist. Darüber hinaus ist eine Vorkonfiguration der Wechselrichter denkbar, so dass diese je nach Netzzustand oder Betriebsbedingungen der Energieerzeugungsanlage selbstständig automatisch den Betriebszustand wechseln. Solch eine Vorkonfiguration kann initial über eine zentrale Steuereinheit veranlasst werden und/oder gelegentlich oder regelmäßig aktualisiert werden.In the context of the method according to the invention, switching specifications can be transmitted to the inverters, the inverters changing between the current-impressing operation and the voltage-impressing operation as a function of the switching specifications. The switching specifications can in particular be transmitted to the inverters by a control unit of the power generation system. The switchover specifications can directly specify whether the inverters are operated in current-impressing or in voltage-impressing mode. As an alternative or in addition, the switching specifications can include limit values, the inverters determining electrical properties of the AC voltage network and, when the limit values are exceeded, autonomously switch between the current-impressing operation and the voltage-impressing operation. Through the switching specifications, individual inverters can be switched explicitly on the basis of a higher-level decision, for example by the control unit, or specific conditions can be established on the basis of which the inverters autonomously decide which operating mode is currently to be set. In addition, a preconfiguration of the inverters is conceivable, so that they automatically change the operating state independently depending on the grid status or the operating conditions of the power generation plant. Such a preconfiguration can be initiated initially via a central control unit and / or updated occasionally or regularly.

In einer Ausführungsform des Verfahrens ist die Energieerzeugungsanlage während des Umschaltens einzelner oder mehrerer Wechselrichter zwischen dem stromeinprägenden Betrieb und dem spannungseinprägenden Betrieb mit dem Wechselspannungsnetz verbunden, d.h. etwaige Trenneinrichtungen zwischen Wechselrichter bzw. Energieerzeugungsanlage und Netz werden nicht betätigt. Dadurch ist ein kontinuierlicher Betrieb der Energieerzeugungsanlage gewährleistet. Zudem kann die die Energieerzeugungsanlage während des Umschaltens einzelner oder mehrerer Wechselrichter zwischen dem stromeinprägenden Betrieb und dem spannungseinprägenden Betrieb unterbrechungsfrei Wirkleistung und/oder Blindleistung mit dem Wechselspannungsnetz austauschen, insbesondere indem die einzelnen Wechselrichter der Energieerzeugungsanlage unterbrechungsfrei Wirkleistung und/oder Blindleistung mit dem Wechselspannungsnetz austauschen, wenn sie zwischen dem stromeinprägenden Betrieb und dem spannungseinprägenden Betrieb umgeschaltet werden. Eine unterbrechungsfreie Umschaltung zwischen dem stromeinprägenden Betrieb und dem spannungseinprägenden Betrieb ist insbesondere in Teilnetzen mit einem knappen Verhältnis zwischen erzeugbarer und verbrauchter Leistung vorteilhaft, da im Falle einer Unterbrechung des Leistungsaustausches zwischen Energieerzeugungsanlage und Netz Lasten unterversorgt werden und die Frequenz im Netz sinken könnte, was wiederum einen Lawineneffekt zur Folge haben kann.In one embodiment of the method, the energy generation plant is during the Switching over one or more inverters between the current-impressing operation and the voltage-impressing operation connected to the AC voltage network, ie any separating devices between the inverter or power generation system and the network are not operated. This ensures continuous operation of the energy generation system. In addition, the power generation plant can exchange active power and / or reactive power with the AC voltage network without interruption during the switchover of one or more inverters between the current-impressing operation and the voltage-impressing operation, in particular by the individual inverters of the energy generation plant exchanging active power and / or reactive power with the AC voltage network without interruption, if they can be switched between current-impressing operation and voltage-impressing operation. An uninterrupted switchover between the current-impressing operation and the voltage-impressing operation is particularly advantageous in sub-networks with a tight ratio between the power that can be generated and the power consumed, since in the event of an interruption in the exchange of power between the power generation system and the network, loads would be undersupplied and the frequency in the network could drop, which in turn could can result in an avalanche effect.

In einer Ausführungsform des Verfahrens kann die Umschaltung der Wechselrichter der Energieerzeugungsanlage zwischen dem stromeinprägenden und dem spannungseinprägenden Betrieb in Abhängigkeit von folgenden Parametern durchgeführt werden:

  • - der Spannungsqualität, d.h. insbesondere der Amplitude der Netzspannung, dem Gradienten der Netzspannung, einem Maß für den Spannungsflicker und/oder für die harmonischen Verzerrungen der Netzspannung;
  • - der Netzstabilität, d.h. insbesondere den Verzerrungen des zwischen Energieerzeugungsanlage und Wechselspannungsnetz ausgetauschten Wechselstroms;
  • - der Frequenzstabilität, d.h. insbesondere der Abweichung der Netzfrequenz von einer Nennfrequenz und/oder dem Netzfrequenzgradienten, die einen jeweiligen Frequenzregelungs- bzw. Regelreservebedarf erzeugen;
  • - der Netzimpedanz, wobei eine ggf. plötzliche Inselnetzbildung als Extremfall für die Netzimpedanz anzusehen ist.
In one embodiment of the method, the inverters of the energy generation system can be switched between current-impressing and voltage-impressing operation depending on the following parameters:
  • the voltage quality, ie in particular the amplitude of the network voltage, the gradient of the network voltage, a measure for the voltage flicker and / or for the harmonic distortions of the network voltage;
  • the network stability, ie in particular the distortion of the alternating current exchanged between the energy generation plant and the alternating voltage network;
  • the frequency stability, ie in particular the deviation of the network frequency from a nominal frequency and / or the network frequency gradient, which generate a respective frequency control or control reserve requirement;
  • - the network impedance, whereby a possibly sudden island network formation is to be regarded as an extreme case for the network impedance.

Für diese Parameter können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Grenzwerte festgelegt werden, deren Überschreiten wiederum in den Umschaltvorgaben an die Wechselrichter der Energieerzeugungsanlage abgebildet werden kann.Suitable limit values can be established for these parameters within the scope of the method according to the invention, the exceeding of which can in turn be mapped in the switchover specifications to the inverters of the energy generation system.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens können die im stromeinprägenden Betrieb betriebenen Wechselrichter eine elektrische Leistung mit dem Wechselspannungsnetz austauschen, deren Wirkleistung und/oder Blindleistung abhängig von der Spannung und/oder der Frequenz des Wechselspannungsnetz eingestellt werden. Dadurch beteiligen sich die im stromeinprägenden Betrieb betriebenen Wechselrichter vorteilhaft an der Netzstützung, indem sie Primär- und/oder Sekundärregelleistung bereitstellen können.In a further embodiment of the method, the inverters operated in current-impressing mode can exchange electrical power with the AC voltage network, the active power and / or reactive power of which are set depending on the voltage and / or the frequency of the AC voltage network. As a result, the inverters operated in current-impressing mode advantageously participate in grid support by being able to provide primary and / or secondary control power.

Alternativ oder zusätzlich können die im spannungseinprägenden Betrieb betriebenen Wechselrichter eine elektrische Leistung mit dem Wechselspannungsnetz derart austauschen, dass sie eine Momentanreserveleistung bereitstellen. Dies ist besonders vorteilhaft im spannungseinprägenden Betrieb möglich und kann entscheidend zur Verbesserung der Stabilität des Wechselspannungsnetzes beitragen. Dazu kann beispielsweise eine Regelungsstruktur verwendet werden, die das Verhalten einer Synchronmaschine bei Frequenzänderungen nachbildet, so dass die Netzfrequenz in vergleichbarer Weise wie durch herkömmliche Kraftwerke mit rotierenden Massen stabilisiert wird. Alternativ oder zusätzlich kann eine Droop-Mode-Regelung verwendet werden, die eine Frequenz-Leistungs-Kennlinie umfasst. Eine derartige Regelung ist ebenfalls in der Lage, die Netzfrequenz zu stabilisieren und kann zusätzlich eine Spannungs-Blindleistungs-Kennlinie umfassen, mittels der zusätzlich zur Netzfrequenz auch die Netzspannung stabilisiert und ggf. ein Inselnetz aufgebaut werden kann.As an alternative or in addition, the inverters operated in voltage-impressing mode can exchange electrical power with the AC voltage network in such a way that they provide instantaneous reserve power. This is possible in a particularly advantageous manner in voltage-impressing operation and can make a decisive contribution to improving the stability of the AC voltage network. For this purpose, for example, a control structure can be used that simulates the behavior of a synchronous machine when the frequency changes, so that the network frequency is stabilized in a manner comparable to that of conventional power plants with rotating masses. Alternatively or additionally, a droop mode control can be used, which comprises a frequency-power characteristic. Such a control is also able to stabilize the network frequency and can additionally include a voltage-reactive power characteristic curve, by means of which, in addition to the network frequency, the network voltage can also be stabilized and, if necessary, an island network can be set up.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens können einzelne oder alle Wechselrichter der Energieerzeugungsanlage im Falle eines Netzfehlers in den stromeinprägenden Betrieb gebracht werden, d.h. ggf. ausgehend vom spannungseinprägenden Betrieb in den stromeinprägenden Betrieb umschalten. Im Falle eines Netzfehlers sind regelmäßig definierte Vorgaben zu erfüllen, die insbesondere in Netzrichtlinien festgelegt sein können und den definierten Austausch von Wirk- und/oder Blindleistung zum Durchfahren eines Netzfehlers fordern. Durch das Umschalten in den in den stromeinprägenden Betrieb im Falle eines Netzfehlers können diese Vorgaben optimal erfüllt werden. Optional können die Wechselrichter nach Fehlerklärung wieder zurück in den Betriebsmodus zurückkehren, den sie vor dem Fehlereintritt innehatten, d.h. ggf. in den spannungseinprägenden Betrieb zurück umschalten. Dabei können die Wechselrichter das Vorliegen des Netzfehlers selbst erkennen und im Falle eines Netzfehlers eigenständig in den stromeinprägenden Betrieb umschalten sowie optional ein Ende des Vorliegens des Netzfehlers selbst erkennen und eigenständig in die ggf. abweichende Betriebsweise vor dem Netzfehler zurück umschalten.In a further embodiment of the method, individual or all inverters of the power generation system can be brought into current-impressing mode in the event of a network fault, i.e., if necessary, switch from voltage-impressing operation to current-impressing mode. In the event of a network fault, regularly defined requirements must be met, which can be specified in network guidelines in particular and which require the defined exchange of active and / or reactive power in order to drive through a network fault. By switching over to current impressing operation in the event of a network fault, these requirements can be optimally met. Optionally, after the error has been cleared, the inverters can return to the operating mode they were in before the error occurred, i.e. switch back to voltage-impressing mode if necessary. The inverters can recognize the presence of the grid fault themselves and, in the event of a grid fault, switch over to current-impressing operation themselves and optionally recognize the end of the presence of the grid fault themselves and independently switch back to the possibly different operating mode before the grid fault.

In dem Verfahren, in dem mindestens einer der Wechselrichter der Energieerzeugungsanlage mit einem Speicher als Gleichstromquelle verbunden ist, kann der mit dem Speicher verbundene Wechselrichter bevorzugt im spannungseinprägenden Betrieb betrieben werden, wenn ein Ladezustand des Speichers einen ersten Grenzwert überschreitet. In diesem Fall steht ausreichend elektrische Energie zur Verfügung, um die zwischen diesem Wechselrichter und dem Wechselspannungsnetz ausgetauschte Leistung im Rahmen des spannungseinprägenden Betriebs zur Stabilisierung des Wechselspannungsnetzes in beide Richtungen zu variieren, d.h. zu erhöhen oder zu verringern und ggf. sogar umzukehren. Der betreffende Wechselrichter kann zusätzlich zeitweise im stromeinprägenden Betrieb betrieben werden, um den Speicher zu laden, wenn der Ladezustand des Speichers einen zweiten Grenzwert unterschreitet.In the method in which at least one of the inverters of the energy generation system is connected to a storage unit as a direct current source, the inverter connected to the storage unit can preferably be used in voltage-impressing operation are operated when a charge state of the memory exceeds a first limit value. In this case, sufficient electrical energy is available to vary the power exchanged between this inverter and the AC voltage network in both directions, i.e. to increase or decrease and possibly even to reverse it, as part of the voltage-impressing operation to stabilize the AC voltage network. The relevant inverter can also be operated temporarily in current-impressing mode in order to charge the storage unit when the charge state of the storage unit falls below a second limit value.

In dem Verfahren, in dem mindestens einer der Wechselrichter der Energieerzeugungsanlage mit einem PV-Generator als Gleichstromquelle verbunden ist und die Energieerzeugungsanlage eine elektrische Gesamtleistung mit dem Wechselspannungsnetz austauscht, kann der mit dem PV-Generator verbundene Wechselrichter bevorzugt im stromeinprägenden Betrieb betrieben werden, wobei die ausgetauschte Gesamtleistung eine maximal mögliche PV-Leistung des PV-Generators umfasst. Dadurch wird erreicht, dass der PV-Generator energetisch und wirtschaftlich optimal eingesetzt.In the method in which at least one of the inverters of the energy generation system is connected to a PV generator as a direct current source and the energy generation system exchanges a total electrical power with the AC voltage network, the inverter connected to the PV generator can preferably be operated in current-injecting mode, whereby the exchanged total power includes a maximum possible PV power of the PV generator. This ensures that the PV generator is used optimally in terms of energy and economy.

Eine Energieerzeugungsanlage mit Gleichstromquellen, die unter anderem Speicher umfassen, kann mit einer Ausführungsform des Verfahren betrieben werden, in der bei einem Übergang vom stromeinprägenden Gesamtbetrieb zum Mischbetrieb der Energieerzeugungsanlage bevorzugt der mindestens eine mit dem Speicher verbundene Wechselrichter in den spannungseinprägenden Betrieb umgeschaltet wird. Sofern die Gleichstromquellen sowohl Speicher als auch PV-Generatoren umfassen, können im Mischbetrieb der Energieerzeugungsanlage alle Wechselrichter, die mit einem Speicher verbundenen sind, in dem spannungseinprägenden Betrieb betrieben werden, sofern der jeweilige Ladezustand dies erlaubt und kein Netzfehler vorliegt, und alle Wechselrichter, die mit einem PV-Generator verbunden sind, im stromeinprägenden Betrieb betrieben werden. Dadurch werden die Speicher einerseits optimal zur Stabilisierung des Wechselspannungsnetz eingesetzt, während die von den PV-Generatoren erzeugbare Energie vollständig abgerufen und genutzt wird.An energy generation system with direct current sources, which among other things include storage, can be operated with an embodiment of the method in which the at least one inverter connected to the storage is preferably switched to voltage impressing mode during a transition from the current-impressing overall operation to mixed operation of the energy-generating system. If the direct current sources include both storage systems and PV generators, all inverters connected to a storage system can be operated in the voltage-impressing mode in mixed operation of the energy generation system, provided that the respective state of charge allows this and there is no grid fault, and all inverters that are connected to a PV generator, operated in current-impressing mode. As a result, the storage systems are used optimally to stabilize the AC voltage network, while the energy that can be generated by the PV generators is fully retrieved and used.

In einer konkreten Ausführungsform des Verfahrens umfassen die Wechselrichter eine Regelungsstruktur mit einer Stromregelung und Spannungsregelung umfasst, wobei die Stromregelung und die Spannungsregelung jeweils Steuersignale zur Ansteuerung von Leistungsschaltern der Wechselrichter ausgeben und mittels eines Umschalters im jeweiligen Wechselrichter ausgewählt wird, welche der ausgegebenen Steuersignale zur Ansteuerung der Leistungsschaltern des jeweiligen Wechselrichter verwendet werden. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens sind die Stromregelung und die Spannungsregelung im Rahmen der Regelungsstruktur über gegenseitige Vorsteuerungen miteinander gekoppelt sind. Dadurch wird erreicht, dass ein Umschalten zwischen dem stromeinprägenden Betrieb und dem spannungseinprägenden Betrieb sowohl unterbrechungsfrei als auch stetig, d.h. ohne Sprünge oder Verzerrungen im ausgetauschten Wechselstrom durchgeführt werden kann.In a specific embodiment of the method, the inverters comprise a control structure with a current control and voltage control, the current control and the voltage control each outputting control signals for controlling the power switches of the inverters and which of the output control signals for controlling the inverters is selected by means of a changeover switch in the respective inverter Circuit breakers of the respective inverter can be used. In a particularly advantageous embodiment of the method, the current regulation and the voltage regulation are coupled to one another within the framework of the regulation structure via mutual pilot controls. This means that switching between current-impressing operation and voltage-impressing operation can be carried out both without interruption and continuously, i.e. without jumps or distortions in the exchanged alternating current.

Eine erfindungsgemäße Energieerzeugungsanlage mit einer Steuerungseinheit und mehreren Wechselrichtern, die mit der Steuerungseinheit verbunden sind und elektrische Leistung mit einem Wechselspannungsnetz austauschen, ist dadurch gekennzeichnet, dass sie dazu eingerichtet ist, dass beanspruchte Verfahren auszuführen. Insbesondere kann die Steuereinheit den einzelnen Wechselrichter Umschaltvorgaben übermitteln, so dass die Wechselrichter je nach Netzqualität einen konkreten Betriebsmodus einstellen, also entweder stromeinprägend oder spannungseinprägend betrieben werden.A power generation system according to the invention with a control unit and a plurality of inverters which are connected to the control unit and exchange electrical power with an AC voltage network is characterized in that it is set up to carry out the claimed method. In particular, the control unit can transmit switching specifications to the individual inverters, so that the inverters set a specific operating mode depending on the network quality, that is to say they are operated either with current impressing or voltage impressing.

FigurenlisteFigure list

Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

  • 1 zeigt eine Energieerzeugungsanlage mit mehreren Wechselrichtern in einem stromeinprägenden Gesamtbetrieb;
  • 2 zeigt eine Energieerzeugungsanlage mit mehreren Wechselrichtern in einem spannungseinprägenden Gesamtbetrieb;
  • 3 zeigt eine Energieerzeugungsanlage in einem Mischbetrieb mit überwiegend stromeinprägenden Wechselrichtern;
  • 4 zeigt eine Energieerzeugungsanlage in einem Mischbetrieb mit überwiegend spannungseinprägenden Wechselrichtern;
  • 5 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform einer Regelungsstruktur eines Wechselrichters einer Energieerzeugungsanlage;
  • 6 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform einer Regelungsstruktur eines Wechselrichters einer Energieerzeugungsanlage;
  • 7 zeigt eine erste Ausführungsform eines Ablaufdiagramms eines Verfahrens zum Betrieb einer Energieerzeugungsanlage;
  • 8 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Ablaufdiagramms eines Verfahrens zum Betrieb einer Energieerzeugungsanlage.
In the following, the invention is further explained and described with reference to the exemplary embodiments shown in the figures.
  • 1 shows a power generation plant with several inverters in a current-impressing overall operation;
  • 2 shows a power generation plant with several inverters in a voltage-impressing overall operation;
  • 3rd shows a power generation system in mixed operation with predominantly current-injecting inverters;
  • 4th shows a power generation system in mixed operation with predominantly voltage-impressing inverters;
  • 5 shows schematically a first embodiment of a control structure of an inverter of a power generation plant;
  • 6th shows schematically a further embodiment of a control structure of an inverter of a power generation plant;
  • 7th shows a first embodiment of a flow chart of a method for operating an energy generation plant;
  • 8th shows a further embodiment of a flow chart of a method for operating an energy generation plant.

FIGURENBESCHREIBUNGFIGURE DESCRIPTION

1 zeigt eine Energieerzeugungsanlage 1, die über einen Netzanschlusspunkt 2 mit einem Wechselspannungsnetz 3 verbunden ist. Die Energieerzeugungsanlage 1 tauscht über den Netzanschlusspunkt 2 elektrische Leistung in Form eines Wechselstroms mit dem Wechselspannungsnetz 3 aus. Die ausgetauschte elektrische Leistung kann Wirkleistung und/oder Blindleistung umfassen. 1 shows a power generation plant 1 that have a network connection point 2 with an alternating voltage network 3rd connected is. The power generation plant 1 exchanges via the network connection point 2 electrical power in the form of an alternating current with the alternating voltage network 3rd out. The exchanged electrical power can comprise active power and / or reactive power.

Das Wechselspannungsnetz 3 kann ein überregionales Verbundnetz sein, wobei die Energieerzeugungsanlage 1 auf einer der Spannungsebenen des Verbundnetzes elektrische Leistung mit dem Wechselspannungsnetz 3 austauscht. Der Netzabschnitt, an dem die Energieerzeugungsanlage 1 mit dem Wechselspannungsnetz 3 verbunden ist, kann die unterste Spannungsebene des Wechselspannungsnetzes 3 bilden und ein räumlich begrenztes Gebiet, beispielsweise ein Verteilnetz einer Liegenschaft umfassen, oder selbst weitere unterlagerte Spannungsebenen aufweisen, die eine größere Region umfassen, beispielsweise eine Mittelspannungsebene mit mehreren angeschlossenen Ortsnetzen.The alternating voltage network 3rd can be a supra-regional network, whereby the energy generation plant 1 on one of the voltage levels of the interconnected network electrical power with the AC voltage network 3rd exchanges. The section of the network on which the power generation plant 1 with the AC voltage network 3rd connected, the lowest voltage level of the AC voltage network 3rd and comprise a spatially limited area, for example a distribution network of a property, or even have further subordinate voltage levels that cover a larger region, for example a medium-voltage level with several connected local networks.

Die Energieerzeugungsanlage 1 weist mehrere Wechselrichter 4 auf. Die Wechselrichter 4 sind jeweils direkt oder mittelbar über nicht dargestellte Anschlussanlagen, beispielsweise über Transformatoren und Trenneinrichtungen mit dem Netzanschlusspunkt 2 verbunden.The power generation plant 1 has multiple inverters 4th on. The inverters 4th are each directly or indirectly via connection systems (not shown), for example via transformers and isolating devices with the network connection point 2 connected.

In einer hier nicht dargestellten alternativen Ausführungsform können die Wechselrichter 4 auch räumlich verteilt angeordnet und über mehrere Netzanschlusspunkte 2 mit dem Wechselspannungsnetz 3 verbunden sein.In an alternative embodiment not shown here, the inverters 4th also arranged spatially and over several network connection points 2 with the AC voltage network 3rd be connected.

An die Wechselrichter 4 sind jeweils Gleichstromquellen 5 angeschlossen. Die Gleichstromquellen 5 können Generatoren, insbesondere Photovoltaik-Generatoren, und/oder Energiespeicher, insbesondere Batterien umfassen.To the inverters 4th are each DC sources 5 connected. The direct current sources 5 can include generators, in particular photovoltaic generators, and / or energy stores, in particular batteries.

Die Energieerzeugungsanlage 1 kann weitere, nicht dargestellte elektrische Komponenten umfassen, beispielsweise weitere leistungselektronische Umrichter sowie Wechselstrom- und/oder Gleichstromlasten.The power generation plant 1 can include further electrical components, not shown, for example further power electronic converters as well as alternating current and / or direct current loads.

Die Wechselrichter 4 sind dazu eingerichtet, den Gleichstromquellen 5 elektrische Leistung zu entnehmen und als Wechselstrom über den Netzanschlusspunkt 2 in das Wechselspannungsnetz 3 einzuspeisen und/oder Wechselstrom aus dem Wechselspannungsnetz 3 zu entnehmen und als Gleichstrom in die Gleichstromquellen 5 einzuspeisen. Dazu können die Wechselrichter 4 eine Mehrzahl an Leistungsschaltern, insbesondere Halbleiterschalter aufweisen, die in einer an sich bekannten Brückenkonfiguration angeordnet sein können, so dass die Wechselrichter 4 durch eine geeignete Taktung der Leistungsschalter elektrische Leistung bidirektional zwischen ihrer jeweiligen Gleichspannungs- und Wechselspannungsseite transferieren können.The inverters 4th are set up to use the direct current sources 5 to take electrical power and as alternating current via the grid connection point 2 in the alternating voltage network 3rd feed and / or alternating current from the alternating voltage network 3rd and as direct current in the direct current sources 5 to feed. The inverters can do this 4th have a plurality of power switches, in particular semiconductor switches, which can be arranged in a bridge configuration known per se, so that the inverters 4th can transfer electrical power bidirectionally between their respective DC voltage and AC voltage side by means of suitable clocking of the circuit breakers.

Die Wechselrichter 4 umfassen jeweils eine Steuerung 6, die zur Ansteuerung der Leistungsschalter des jeweiligen Wechselrichter 4 eingerichtet ist. Die Steuerungen 6 sind mit Messeinrichtungen 7 verbunden, die an Ausgangsleitungen der Wechselrichter 4 angeordnet sind. Die Messeinrichtungen 7 erfassen elektrische Eigenschaften, die zumindest mittelbar den elektrischen Eigenschaften des Wechselspannungsnetzes 3 entsprechen. Insbesondere können die Messeinrichtungen 7 die vom jeweiligen Wechselrichter 4 ausgegebenen Wechselströme I bzw. Wechselspannungen V und/oder die Spannungen V des Wechselspannungsnetzes 3 mittels Stromsensoren bzw. Spannungsmessmitteln erfassen.The inverters 4th each include a controller 6th that are used to control the circuit breakers of the respective inverter 4th is set up. The controls 6th are with measuring devices 7th connected to the output lines of the inverter 4th are arranged. The measuring devices 7th record electrical properties that at least indirectly reflect the electrical properties of the AC voltage network 3rd correspond. In particular, the measuring devices 7th those from the respective inverter 4th Output alternating currents I or alternating voltages V and / or the voltages V of the alternating voltage network 3rd record by means of current sensors or voltage measuring devices.

Die Steuerungen 6 der Wechselrichter 4 sind dazu eingerichtet, die Wechselrichter 4 individuell wahlweise in einem stromeinprägenden Betriebsmodus, im Folgenden kurz I-Mode genannt, oder in einem spannungseinprägenden Betriebsmodus, im Folgenden kurz V-Mode zu betreiben.The controls 6th the inverter 4th are set up to do this, the inverters 4th can be operated individually either in a current-impressing operating mode, hereinafter referred to as I-mode for short, or in a voltage-impressing operating mode, hereinafter referred to as V-mode for short.

In dem stromeinprägenden I-Mode wird ein Wechselrichter 4 derart gesteuert, dass ein Wechselstrom I mit einer vorgebbaren Amplitude und somit einer entsprechenden Leistung ausgegeben wird, die sich beispielsweise an einer gewünschten oder verfügbaren Leistung der angeschlossenen Gleichstromquelle 5 orientiert. Insbesondere kann es sich dabei um eine maximal verfügbare Leistung eines Photovoltaik-Generators als Gleichstromquelle 5 oder eine Lade- oder Entladeleistung zum Auf- bzw. Entladen einer Batterie als Gleichstromquelle 5 handeln.An inverter is used in the current-impressing I-mode 4th controlled in such a way that an alternating current I is output with a predeterminable amplitude and thus a corresponding power, which is, for example, a desired or available power of the connected direct current source 5 oriented. In particular, it can be a maximum available power of a photovoltaic generator as a direct current source 5 or a charging or discharging capacity for charging or discharging a battery as a direct current source 5 act.

Zur Einstellung der Austauschleistung, im I-Mode, kann die betreffende Steuerung 6 beispielsweise den von den Messeinrichtungen 7 erfassten Istwert des Wechselstroms I mit einem Sollwert vergleichen und die Ansteuerung der Leistungsschalter derart takten, dass der Wechselstroms I weitgehend dem Sollwert entspricht. Dazu geeignete Taktverfahren, z.B. Pulsweitenmodulations-Verfahren (PWM), sind dem Fachmann hinlänglich bekannt.To set the exchange rate, in I-mode, the relevant control can 6th for example that of the measuring devices 7th Compare the detected actual value of the alternating current I with a setpoint value and clock the control of the circuit breakers in such a way that the alternating current I largely corresponds to the setpoint value. Clock methods suitable for this, for example pulse width modulation methods (PWM), are sufficiently known to the person skilled in the art.

In dem spannungseinprägenden V-Mode wird ein Wechselrichter 4 derart angesteuert, dass die Wechselspannung V des Wechselspannungsnetzes 3 durch den Austausch elektrischer Leistung über den Wechselrichter 4 in Richtung eines vorgebbaren Nominalwertes beeinflusst wird. Konkret kann die betreffende Steuerung 6 den von den Messeinrichtungen 7 erfassten Istwert der Wechselspannung V mit einem Nominalwert vergleichen, der beispielsweise einen idealen Verlauf der Wechselspannung V im Wechselspannungsnetz 3 abbildet. Die Ansteuerung der Leistungsschalter kann dann derart getaktet werden, dass ein Wechselstrom I erzeugt wird, der einer Abweichung der Wechselspannung V vom Nominalwert entgegenwirkt. Dazu geeignete Regelverfahren, beispielsweise Droop-Regelungen oder Virtuelle Synchronmaschinen bzw. Synchronmaschinen-Emulationen, sind dem Fachmann hinlänglich bekannt.In the voltage-impressing V-mode, an inverter is used 4th controlled in such a way that the alternating voltage V of the alternating voltage network 3rd by exchanging electrical power via the inverter 4th is influenced in the direction of a specifiable nominal value. Specifically, the controller in question 6th that of the measuring devices 7th recorded actual value of the alternating voltage V Compare with a nominal value which, for example, shows an ideal course of the alternating voltage V in the alternating voltage network 3rd maps. The control of the power switches can then be clocked in such a way that an alternating current I is generated, which counteracts a deviation of the alternating voltage V from the nominal value. Control methods suitable for this, for example droop controls or virtual synchronous machines or synchronous machine emulations, are sufficiently known to the person skilled in the art.

Alternativ oder zusätzlich zur Wechselspannung V kann die ausgetauschte Leistung, im V-Mode, auch von einer aus der erfassten Wechselspannung V hergeleiteten Größe abhängen, insbesondere von der Netzfrequenz, deren Abweichung von einer Nominalfrequenz und/oder deren Änderungsgradienten.As an alternative or in addition to AC voltage V, the exchanged power, in V mode, can also depend on a variable derived from the detected AC voltage V, in particular on the network frequency, its deviation from a nominal frequency and / or its change gradient.

In der 1 und in den folgenden Figuren mit Darstellungen der jeweiligen Energieerzeugungsanlage 1 sind die Betriebsmodi der Steuerungen 6 durch Kästen mit den Aufschriften „I“ für den stromeinprägenden I-Mode bzw. „V“ für den spannungseinprägenden V-Mode angedeutet. Dabei symbolisiert der jeweils mit durchgezogenen Linien und fett dargestellte Kasten den jeweils aktuell verwendeten Betriebsmodus. Details der Steuerungen 6 und der Betriebsmodi werden in den 5 und 6 näher erläutert.In the 1 and in the following figures with representations of the respective energy generation system 1 are the operating modes of the controls 6th indicated by boxes with the inscriptions “I” for the current-impressing I-mode and “V” for the voltage-impressing V-mode. The box shown with solid lines and bold symbolizes the currently used operating mode. Details of the controls 6th and the operating modes are in the 5 and 6th explained in more detail.

Eine übergeordnete Steuereinheit 8 kann mit den Steuerungen 6 der Wechselrichter 4 kommunikativ verbunden sein. Die Steuereinheit 8 kann Bestandteil der Energieerzeugungsanlage 1 sein oder außerhalb der Energieerzeugungsanlage 1 angeordnet sein. Insbesondere wenn die Wechselrichter 4 nicht über einen gemeinsamen Netzanschlusspunkt 2 mit dem Wechselspannungsnetz 3 verbunden sind, sondern räumlich verteilt im Wechselspannungsnetz 3 angeordnet sind, kann die Steuereinheit 8 als Teil einer übergeordneten Steuerung ausgeführt sein. Die Wechselrichter 4 bilden die Energieerzeugungsanlage 3 dann aufgrund einer logischen Zuordnung über die Steuereinheit 8.A higher-level control unit 8th can with the controls 6th the inverter 4th be communicatively connected. The control unit 8th can be part of the power generation system 1 be or outside of the power generation plant 1 be arranged. Especially if the inverter 4th not via a common network connection point 2 with the AC voltage network 3rd are connected, but spatially distributed in the AC voltage network 3rd are arranged, the control unit 8th be designed as part of a higher-level controller. The inverters 4th form the power generation plant 3rd then on the basis of a logical assignment via the control unit 8th .

Die Steuereinheit 8 wertet elektrische Eigenschaften des Wechselspannungsnetzes 3 aus, insbesondere die Wechselspannung V und den Wechselstrom I, die sie beispielsweise von geeigneten am Netzanschlusspunkt 2 angeordneten Messmitteln empfängt.The control unit 8th evaluates electrical properties of the AC voltage network 3rd from, in particular, the alternating voltage V and the alternating current I, which they, for example, from suitable at the network connection point 2 receives arranged measuring means.

Die Steuereinheit 8 ist dazu eingerichtet, anhand der erfassten Eigenschaften des Wechselspannungsnetzes 3 zu entscheiden, in welchen Betriebsmodi die einzelnen Wechselrichter 4 der Energieerzeugungsanlage 1 betrieben werden sollen, und übermittelt diese Entscheidungen als individuelle Umschaltvorgaben an die Steuerungen 6 der Wechselrichter 4. Dabei können die Umschaltvorgaben einen Umschalten des Betriebsmodus eines angesprochenen Wechselrichter 4 unmittelbar bewirken. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit 8 Umschaltvorgaben vorgeben, die definieren, unter welchen konkreten Bedingungen ein Wechselrichter 4 den Betriebsmodus umschalten soll, wobei die Bedingungen von den Wechselrichtern 4 selbst überprüft werden. Weiterhin zusätzlich können einzelne Wechselrichter 4 unter bestimmten Umständen eigenständig entscheiden, in welchem Betriebsmodus sie betrieben werden, beispielsweise im Falle eines Netzfehlers, der von den Wechselrichter 4 selbst detektiert werden kann.The control unit 8th is set up on the basis of the recorded properties of the AC voltage network 3rd to decide in which operating modes the individual inverters 4th the power generation plant 1 are to be operated, and transmits these decisions to the controls as individual switching specifications 6th the inverter 4th . The switchover specifications can be a switchover of the operating mode of an addressed inverter 4th effect immediately. Alternatively or additionally, the control unit 8th Specify switching specifications that define the specific conditions under which an inverter 4th to switch the operating mode, with the conditions of the inverters 4th be checked by yourself. Individual inverters can also be used 4th under certain circumstances independently decide in which operating mode they are to be operated, for example in the event of a grid failure caused by the inverter 4th can be detected by yourself.

In der Ausführungsform gemäß 1 werden alle Wechselrichter 4 im stromeinprägenden I-Mode betrieben, d.h. die Energieerzeugungsanlage 1 arbeitet im stromeinprägenden Gesamtbetrieb. Die Energieerzeugungsanlage 1 verhält sich insgesamt stromeinprägend, d.h. die zwischen Energieerzeugungsanlage 1 und Wechselspannungsnetz 3 ausgetauschte elektrische Leistung wird von der Energieerzeugungsanlage 1 selbst vorgegeben und hängt gegebenenfalls lediglich mittelbar von Eigenschaften des Wechselspannungsnetzes 3 ab.In the embodiment according to 1 become all inverters 4th operated in the current-impressing I-mode, ie the power generation plant 1 works in the current-impressing overall operation. The power generation plant 1 behaves as a whole in a current-impressing manner, ie between the energy generation plant 1 and AC voltage network 3rd exchanged electrical power is generated by the power generation plant 1 specified itself and possibly only indirectly depends on the properties of the AC voltage network 3rd from.

Ein Sollwert für die ausgetauschte elektrische Leistung beim Betrieb der Energieerzeugungsanlage 1 gemäß 1 kann dabei von verschiedenen internen und externen Parameter abhängen. Insbesondere kann grundsätzlich die maximal verfügbare Leistung der als Gleichstromquellen verwendeten erneuerbaren Energiequellen oder ein vorgegebener Anteil davon in das Wechselspannungsnetz 3 eingespeist werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Betreiber der Energieerzeugungsanlage 1 vorgeben, wie sich die Energieerzeugungsanlage 1 im Falle von Abweichungen der elektrischen Parameter des Wechselspannungsnetzes 3 von Normwerten verhalten soll. Insbesondere können Frequenz-Wirkleistungs-Kennlinien P(f) oder Spannungs-Blindleistungs-Kennlinien Q(U) in an sich bekannter Weise in den stromeinprägenden I-Mode integriert sein.A target value for the exchanged electrical power when operating the power generation plant 1 according to 1 can depend on various internal and external parameters. In particular, in principle the maximum available power of the renewable energy sources used as direct current sources or a predetermined proportion thereof can be fed into the alternating voltage network 3rd be fed in. Alternatively or in addition, an operator of the energy generation plant can 1 dictate how the power generation system is 1 in the event of deviations in the electrical parameters of the AC voltage network 3rd should behave according to normal values. In particular, frequency-active power characteristics P (f) or voltage-reactive power characteristics Q (U) can be integrated into the current-impressing I-mode in a manner known per se.

Zusätzlich oder alternativ kann ein Sollwert für die elektrische Leistung der Energieerzeugungsanlage 1 von der Steuereinheit 8 oder einer anderen übergeordneten Steuerung fest und/oder beispielsweise im Rahmen einer Primär- oder Sekundärregelung variabel vorgegeben werden. Darüber hinaus können die Wechselrichter 4 im stromeinprägenden I-Mode dazu eingerichtet sein, im Falle eines Netzfehlers geeignete Blind- und/oder Wirkströme zur dynamischen Netzstützung einspeisen.Additionally or alternatively, a setpoint value for the electrical power of the energy generation system can be used 1 from the control unit 8th or another higher-level controller and / or, for example, can be specified in a variable manner within the framework of a primary or secondary control. In addition, the inverter can 4th be set up in the current-impressing I-mode to feed in suitable reactive and / or active currents for dynamic network support in the event of a network fault.

2 zeigt eine Energieerzeugungsanlage 1, die weitgehend baugleich mit der Energieerzeugungsanlage 1 gemäß 1 ist. In der Energieerzeugungsanlage 1 gemäß 2 werden die Wechselrichter 4 im spannungseinprägenden V-Mode betrieben. Diese Betriebsart kann insbesondere dadurch zu Stande kommen, dass in der Steuereinheit 8 entschieden wurde, die Energieerzeugungsanlage 1 insgesamt spannungseinprägend zu betreiben, und die Steuereinheit 8 daraufhin die entsprechenden identischen individuellen Vorgaben an die Steuerungen 6 der Wechselrichter 4 übermittelt hat. Alternativ können die Wechselrichter 4 autonom in den spannungseinprägenden V-Mode umgeschaltet haben, nachdem die Wechselrichter 4 festgestellt haben, dass durch die Umschaltvorgaben definierte Bedingungen zum Umschalten eingetreten sind. 2 shows a power generation plant 1 , which are largely identical to the power generation plant 1 according to 1 is. In the power generation plant 1 according to 2 will the Inverter 4th operated in voltage-impressing V-mode. This operating mode can in particular come about in that in the control unit 8th it was decided the power generation plant 1 overall to operate voltage-impressing, and the control unit 8th then the corresponding identical individual specifications to the controls 6th the inverter 4th has transmitted. Alternatively, the inverter 4th have switched autonomously to the voltage-impressing V-mode after the inverters 4th have determined that the conditions for the switchover defined by the switchover specifications have occurred.

Da alle Wechselrichter 4 im spannungseinprägenden V-Mode betrieben werden, arbeitet die Energieerzeugungsanlage 1 gemäß 2 im spannungseinprägenden Gesamtbetrieb und verhält sich insgesamt spannungseinprägend. Dabei stellt sich die zwischen Energieerzeugungsanlage 1 und Wechselspannungsnetz 3 ausgetauschte elektrische Leistung unmittelbar in Abhängigkeit von den elektrischen Eigenschaften des Wechselspannungsnetzes 3 ein.As all inverters 4th are operated in the voltage-impressing V-mode, the power generation system works 1 according to 2 in overall voltage-impressing operation and behaves in an overall voltage-impressing manner. This arises between the power generation plant 1 and AC voltage network 3rd exchanged electrical power directly dependent on the electrical properties of the AC voltage network 3rd a.

Die im spannungseinprägenden V-Mode betriebenen Wechselrichter 4 können sich beispielsweise analog zu Synchronmaschinen bzw. Synchrongeneratoren verhalten, indem die jeweils eingespeiste Leistung unmittelbar von einer Abweichung eines Istwertes einer elektrischen Eigenschaft des Wechselspannungsnetzes 3 von einem zugehörigen Nennwert und/oder von einer Änderungsrate eines Istwertes einer elektrischen Eigenschaft des Wechselspannungsnetzes 3 abhängt. Insbesondere kann die elektrische Leistung der Energieerzeugungsanlage 1 im reinen V-Mode-Betrieb von der Abweichung der aktuellen Frequenz und/oder der aktuellen Spannung von einer Nennfrequenz bzw. einer Nennspannung des Wechselspannungsnetzes 3 sowie von der Änderungsrate der Frequenz und/oder der Spannung des Wechselspannungsnetzes 3 abhängen.The inverters operated in voltage-impressing V-mode 4th can behave analogously to synchronous machines or synchronous generators, for example, in that the power fed in in each case is directly dependent on a deviation of an actual value of an electrical property of the AC voltage network 3rd from an associated nominal value and / or from a rate of change of an actual value of an electrical property of the AC voltage network 3rd depends. In particular, the electrical power of the power generation plant 1 in pure V-mode operation on the deviation of the current frequency and / or the current voltage from a nominal frequency or a nominal voltage of the AC voltage network 3rd as well as the rate of change of the frequency and / or the voltage of the AC voltage network 3rd depend.

In einer Ausführungsform kann der spannungseinprägenden V-Mode derart realisiert sein, dass die Wechselrichter 4 jeweils eine wechselspannungsseitig angeordnete Entkopplungsdrossel aufweisen. Der Spannungsabfall über die Entkopplungsdrossel kann im Rahmen des spannungseinprägenden V-Modes als Regelgröße verwendet werden, so dass der Wechselrichter 4 unmittelbar auf Gradienten der Frequenz des Wechselspannungsnetzes 3 reagiert.In one embodiment, the voltage-impressing V-mode can be implemented in such a way that the inverter 4th each have a decoupling choke arranged on the AC voltage side. The voltage drop across the decoupling reactor can be used as a control variable in the V mode, which is applied to the voltage, so that the inverter 4th directly on gradients of the frequency of the AC voltage network 3rd responds.

Im Vergleich zum rein stromeinprägenden Betrieb gemäß 1 werden im spannungseinprägenden Betrieb der Energieerzeugungsanlage 1 gemäß 2 erhöhte Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Gleichstromquellen 5 gestellt. Insbesondere muss die Energieerzeugungsanlage 1 in der Lage sein, die mit dem Wechselspannungsnetz 3 ausgetauschte Leistung in beide Richtungen zu ändern, d.h. sowohl zu erhöhen als auch zu verringern, je nachdem, in welche Richtung sich die elektrischen Parameter des Wechselspannungsnetz relativ zu den jeweiligen Sollwerten verändern. Sofern sichergestellt ist, dass die Energieerzeugungsanlage 1 diese Anforderungen erfüllt, kann die Energieerzeugungsanlage 1 insbesondere im spannungseinprägenden Gesamtbetrieb als sogenannte Momentanreserve verwendet werden. Die Energieerzeugungsanlage 1 kann auch ein Inselnetz bilden und aufrechterhalten, indem die im Inselnetz benötigte elektrische Leistung ausschließlich von der Energieerzeugungsanlage 1 im spannungseinprägenden Gesamtbetrieb bereitgestellt wird. Grundsätzlich kann ein solches Inselnetz durch die Energieerzeugungsanlage 1 übergangsweise versorgt werden, wenn ein an sich vorhandenes übergeordnetes Wechselspannungsnetz 3 nicht in Anspruch genommen werden soll oder kann, beispielsweise im Falle eines Netzausfalls.Compared to the purely current-impressing operation according to 1 are in the voltage-impressing operation of the power generation plant 1 according to 2 increased demands on the performance of the direct current sources 5 posed. In particular, the power generation plant must 1 be able to work with the AC mains 3rd to change exchanged power in both directions, ie both to increase and to decrease, depending on the direction in which the electrical parameters of the AC voltage network change relative to the respective setpoint values. Provided that it is ensured that the energy generation system 1 meets these requirements, the power generation plant 1 can be used as a so-called instantaneous reserve, in particular in overall operation where the voltage is applied. The power generation plant 1 can also form and maintain a stand-alone network by using the electrical power required in the stand-alone network exclusively from the energy generation plant 1 is made available in the voltage-generating overall operation. In principle, such an island network can be created by the power generation plant 1 are temporarily supplied when an existing higher-level AC voltage network 3rd should not or cannot be used, for example in the event of a power failure.

3 zeigt eine Energieerzeugungsanlage 1, die weitgehend baugleich mit der Energieerzeugungsanlage 1 gemäß 1 oder 2 ist. In der Energieerzeugungsanlage 1 gemäß 3 werden die Wechselrichter 4.1 und 4.2 im stromeinprägenden I-Mode betrieben, beispielsweise indem die Steuereinheit 8 entsprechende Vorgaben an die Steuerungen 6 der Wechselrichter 4.1 und 4.2 übermittelt hat. Der Wechselrichter 4.3 wird im spannungseinprägenden V-Mode betrieben. Diese Betriebsart kann insbesondere aus der Ausführungsform gemäß 1 dadurch entstehen, dass in der Steuereinheit 8 entschieden wurde, die Energieerzeugungsanlage 1 in einem Mischbetrieb zu betreiben, und die Steuereinheit 8 eine explizite Umschaltvorgabe zum Betrieb im spannungseinprägenden V-Mode an den Wechselrichter 4.3 übermittelt hat, oder indem der Wechselrichter 4.3 festgestellt hat, dass Bedingungen eingetreten sind, die aufgrund der für ihn geltenden Umschaltvorgaben ein Umschalten in den spannungseinprägenden V-Mode veranlassen. 3rd shows a power generation plant 1 , which are largely identical to the power generation plant 1 according to 1 or 2 is. In the power generation plant 1 according to 3rd become the inverters 4.1 and 4.2 operated in the current-impressing I-mode, for example by the control unit 8th corresponding specifications to the controls 6th the inverter 4.1 and 4.2 has transmitted. The inverter 4.3 is operated in the voltage-impressing V-mode. This operating mode can in particular from the embodiment according to FIG 1 arise as a result of that in the control unit 8th it was decided the power generation plant 1 to operate in a mixed operation, and the control unit 8th an explicit switchover specification for operation in the voltage-impressing V-mode on the inverter 4.3 has transmitted, or by the inverter 4.3 has found that conditions have occurred which, based on the switchover specifications that apply to him, cause a switchover to the voltage-impressing V-mode.

Die Energieerzeugungsanlage 1 kann insbesondere aus dem stromeinprägenden Gesamtbetrieb gemäß 1 in den Mischbetrieb gemäß 3 übergehen, wenn eine Stabilisierung des Wechselspannungsnetzes 3 indiziert ist. Dies kann insbesondere von der Steuereinheit 8 anhand einer Auswertung der elektrischen Eigenschaften des Wechselspannungsnetzes 3 festgestellt werden, insbesondere hinsichtlich der Spannungsqualität und der Stabilität der Netzfrequenz bzw. des Wechselspannungsnetz insgesamt, oder indem ein Netzausfall detektiert wurde und ein verbleibendes Inselnetz durch die Energieerzeugungsanlage 1 mit elektrischer Leistung versorgt werden soll.The power generation plant 1 can in particular from the current-impressing overall operation according to 1 in mixed operation according to 3rd pass over when a stabilization of the AC voltage network 3rd is indexed. This can be done in particular by the control unit 8th based on an evaluation of the electrical properties of the AC voltage network 3rd can be determined, in particular with regard to the voltage quality and the stability of the network frequency or the AC voltage network as a whole, or by a network failure was detected and a remaining island network by the power generation plant 1 is to be supplied with electrical power.

4 zeigt eine Energieerzeugungsanlage 1, die weitgehend baugleich mit der Energieerzeugungsanlage 1 gemäß 1 ist. In der Energieerzeugungsanlage 1 gemäß 4 werden die Wechselrichter 4.1 und 4.2 im spannungseinprägenden V-Mode betrieben, insbesondere indem die Steuereinheit 8 entsprechende Vorgaben an die Steuerungen 6 der Wechselrichter 4.1 und 4.2 übermittelt hat. Der Wechselrichter 4.3 wird im stromeinprägenden I-Mode betrieben. Diese Betriebsart kann insbesondere aus der Ausführungsform gemäß 2 dadurch entstehen, dass in der Steuereinheit 8 entschieden wurde, die Energieerzeugungsanlage 1 in einem Mischbetrieb zu betreiben, und die Steuereinheit 8 eine Umschaltvorgabe zum Betrieb im stromeinprägenden I-Mode an den Wechselrichter 4.3 übermittelt hat, oder indem der Wechselrichter 4.3 festgestellt hat, dass Bedingungen eingetreten sind, die aufgrund der für ihn geltenden Umschaltvorgaben ein Umschalten in den stromeinprägenden I-Mode vorgeben. 4th shows a power generation plant 1 , which are largely identical to the Power generation plant 1 according to 1 is. In the power generation plant 1 according to 4th become the inverters 4.1 and 4.2 operated in the voltage-impressing V-mode, in particular by the control unit 8th corresponding specifications to the controls 6th the inverter 4.1 and 4.2 has transmitted. The inverter 4.3 is operated in current-impressing I-mode. This operating mode can in particular from the embodiment according to FIG 2 arise as a result of that in the control unit 8th it was decided the power generation plant 1 to operate in a mixed operation, and the control unit 8th a switchover specification for operation in current-impressing I-mode on the inverter 4.3 has transmitted, or by the inverter 4.3 has found that conditions have occurred which, based on the switchover specifications that apply to him, specify a switchover to the current-impressing I-mode.

Die Energieerzeugungsanlage 1 kann insbesondere aus dem spannungseinprägenden Gesamtbetrieb gemäß 1 in den Mischbetrieb gemäß 4 übergehen, wenn das Wechselspannungsnetz 3 durch die Energieerzeugungsanlage 1 im spannungseinprägenden Gesamtbetrieb ausreichend stabilisiert wurde und/oder für einzelne Wechselrichter 4 ein spezifischer Wirkleistungsaustausch gewünscht oder priorisiert wird. Beispielsweise kann ein Sollwert für die Leistung der Gleichstromquelle 5 am Wechselrichter 4.3 vorgegeben werden, der zur Entnahme der maximal möglichen Leistung eines Photovoltaik-Generators als Gleichstromquelle 5 führt, oder der eine Ladeleistung für eine Batterie als Gleichstromquelle 5 mit niedrigem Ladestand entspricht, oder der sich anderweitig direkt oder mittelbar durch äußere Vorgaben ergibt.The power generation plant 1 can in particular from the voltage-impressing overall operation according to 1 in mixed operation according to 4th pass over when the AC voltage network 3rd through the power generation plant 1 has been sufficiently stabilized in the overall voltage-impressing operation and / or for individual inverters 4th a specific active power exchange is desired or prioritized. For example, a setpoint for the power of the direct current source 5 on the inverter 4.3 are specified for drawing the maximum possible power of a photovoltaic generator as a direct current source 5 leads, or a charging power for a battery as a direct current source 5 with a low charge level, or which is otherwise directly or indirectly resulting from external requirements.

5 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Regelungsstruktur 50 eines Wechselrichters 4. Die Messeinrichtungen 7 des Wechselrichters 4 erfassen den Strom I_Netz und die Spannung U_Netz am Ausgang des Wechselrichters 4. Daraus werden auf an sich bekannte Weise die zwischen dem Wechselrichter 4 und dem Wechselspannungsnetz 3 ausgetauschte Wirkleistung P_Netz und die ausgetauschte Blindleistung Q_Netz ermittelt. 5 shows an exemplary embodiment of a control structure 50 of an inverter 4th . The measuring devices 7th of the inverter 4th record the current I_Netz and the voltage U_Netz at the output of the inverter 4th . From this, in a manner known per se, the between the inverter 4th and the alternating voltage network 3rd The exchanged active power P_Netz and the exchanged reactive power Q_Netz are determined.

Die Regelungsstruktur 50 umfasst eine Stromregelung 51 und eine Spannungsregelung 52. Sowohl die Stromregelung 51 als auch die Spannungsregelung 52 gemäß 5 sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt.The regulatory structure 50 includes current regulation 51 and a voltage regulation 52 . Both the current control 51 as well as the voltage regulation 52 according to 5 are basically known from the prior art.

In der Stromregelung 51 wird der erfasste Strom I_Netz mit einem vorgegebenen Sollstrom I_Soll verglichen. Der Sollstrom I_Soll kann von einer übergeordneten Regelung oder Steuerung vorgegeben sein, beispielsweise von einem Algorithmus zur Bestimmung der maximal möglichen Leistung eines Photovoltaik-Generators als Gleichstromquelle 5 (sogenanntes MPP-Tracking) oder von einem Speichermanagement einer Batterie als Gleichstromquelle 5 zum Wiederaufladen oder gezielten Entladen.In the current control 51 the detected current I_Netz is compared with a specified target current I_Soll. The target current I_Soll can be specified by a higher-level regulation or control system, for example by an algorithm for determining the maximum possible power of a photovoltaic generator as a direct current source 5 (so-called MPP tracking) or from a storage management of a battery as a direct current source 5 for recharging or targeted discharging.

Ziel der Stromregelung 51 ist es, den erfassten Strom I_Netz möglichst mit dem Sollstrom I_Soll in Einklang zu bringen. Dazu wird eine Abweichung zwischen dem erfassten Strom I_Netz und dem Sollstrom I_Soll in einem Stromregler 70 verarbeitet. Der Stromregler 70 kann insbesondere als P-Regler, Pl-Regler oder PID-Regler ausgeführt sein, d.h. einen Proportional-Anteil, einen Integral-Anteil sowie ggf. einen Differential-Anteil umfassen.Goal of the current control 51 it is to bring the recorded current I_Netz into line with the target current I_Soll as far as possible. For this purpose, a deviation between the recorded current I_Netz and the target current I_Soll is recorded in a current regulator 70 processed. The current regulator 70 can in particular be designed as a P controller, PI controller or PID controller, that is to say comprise a proportional component, an integral component and possibly a differential component.

Der Stromregler 70 berechnet eine Ausgangsspannung, die voraussichtlich am Ausgang des Wechselrichters 4 eingestellt werden muss, um einen Strom I_Netz zu erzeugen, der dem Sollstrom I_Soll entspricht oder sich diesem zumindest annähert.The current regulator 70 calculates an output voltage that is expected at the output of the inverter 4th must be set in order to generate a current I_Netz, which corresponds to the target current I_Soll or at least approximates it.

In der Spannungsregelung 52 wird die mittels der Messeinrichtung 7 des betreffenden Wechselrichters 4 erfasste Netzspannung U_Netz mit einer Wechselrichterspannung U_WR verglichen. Die Wechselrichterspannung U_WR kann beispielsweise am Ausgang einer Brückenschaltung des Wechselrichters 4 erfasst werden. Zwischen der Messeinrichtung 7 und der Brückenschaltung ist in der Regel ein Netzfilter angeordnet, das insbesondere eine Induktivität aufweist. Diese Induktivität des Netzfilters kann insbesondere im spannungseinprägenden Betrieb des Wechselrichters 4 als eine sogenannte Entkoppelungsdrossel genutzt werden. Die Spannungsregelung 52 regelt dann eine Spannungsabweichung zwischen der netzseitig der Entkopplungsdrossel erfassten Netzspannung U_Netz und der wechselrichterseitig der Entkopplungsdrossel erfassten Wechselrichterspannung U_WR auf einen vorgegebenen Wert, insbesondere auf null.In the voltage regulation 52 is the means of the measuring device 7th of the inverter concerned 4th detected grid voltage U_Netz compared with an inverter voltage U_WR. The inverter voltage U_WR can, for example, at the output of a bridge circuit of the inverter 4th are recorded. Between the measuring device 7th and a line filter, which in particular has an inductance, is usually arranged in the bridge circuit. This inductance of the line filter can in particular occur when the inverter is operating with the voltage applied 4th can be used as a so-called decoupling throttle. The voltage regulation 52 then regulates a voltage deviation between the line voltage U_Netz detected on the line side of the decoupling choke and the inverter voltage U_WR detected on the inverter side of the decoupling choke to a predetermined value, in particular to zero.

Die Spannungsregelung 52 ermittelt zusätzlich eine Leistungsabweichung zwischen einem Wirkleistungs- und/oder Blindleistungssollwert P_Soll bzw. Q_Soll und der tatsächlich mit dem Wechselspannungsnetz 3 ausgetauschten Wirkleistung P_Netz bzw. Blindleistung Q_Netz. Die Leistungssollwerte P_Soll bzw. Q_Soll sind dabei über die Netzspannung U_Netz direkt mit dem Stromsollwert I_Soll verknüpft, wobei der Wirkleistungssollwert dem Produkt aus Stromsollwert I_Soll und Netzspannung U_Netz entsprechen kann. Die tatsächlichen Werte der Wirkleistung P_Netz und der Blindleistung Q_Netz ergeben sich analog dazu aus den von der Messeinrichtung 7 des Wechselrichters 4 erfassten Werten der Netzspannung U_Netz und des Stroms I_Netz.The voltage regulation 52 additionally determines a power deviation between an active power and / or reactive power setpoint value P_Soll or Q_Soll and that actually with the AC voltage network 3rd exchanged active power P_net or reactive power Q_net. The power setpoints P_Soll and Q_Soll are directly linked to the current setpoint I_Soll via the line voltage U_Netz, whereby the active power setpoint can correspond to the product of the current setpoint I_Soll and the line voltage U_Netz. The actual values of the active power P_Netz and the reactive power Q_Netz result in an analogous manner from those of the measuring device 7th of the inverter 4th recorded values of the network voltage U_Netz and the current I_Netz.

Die Leistungsabweichung zwischen P_Soll bzw. Q_Soll und P_Netz bzw. Q_Netz wird in einem Droop-Regler 71 verarbeitet. Der Droop-Regler 71 kann insbesondere Kennlinien aufweisen, die die Leistungsabweichung auf eine durch den Wechselrichter 4 einzustellende Spannung und/oder eine einzustellende Frequenz abbilden; im Stand der Technik sind diese Abbildungen als U(P)- bzw. f(Q)-Statiken bekannt.The power deviation between P_Soll or Q_Soll and P_Netz or Q_Netz is determined in a droop controller 71 processed. The droop control 71 can in particular have characteristics that the Power deviation due to the inverter 4th map the voltage to be set and / or a frequency to be set; in the prior art, these mappings are known as U (P) or f (Q) statistics.

Das Ergebnis des Droop-Reglers 71 wird in der Spannungsregelung 52 zur Differenz aus Netzspannung U_Netz und Wechselrichterspannung U_WR addiert. Die resultierende Summe wird in einem Spannungsregler 72 verarbeitet. Der Spannungsregler 72 kann insbesondere als P-Regler, Pl-Regler oder PID-Regler ausgeführt sein und entsprechend einen Proportional-Anteil, einen Integral-Anteil sowie ggf. einen Differential-Anteil umfassen.The result of the droop control 71 is in the voltage regulation 52 added to the difference between the grid voltage U_Netz and the inverter voltage U_WR. The resulting sum is in a voltage regulator 72 processed. The voltage regulator 72 can in particular be designed as a P controller, PI controller or PID controller and accordingly comprise a proportional component, an integral component and possibly a differential component.

Der Spannungsregler 72 berechnet eine Ausgangsspannung, die voraussichtlich am Ausgang des Wechselrichters 4 eingestellt werden muss, um einen Strom I_Netz zu erzeugen, der die elektrischen Parameter des Wechselspannungsnetzes 3 derart beeinflusst, dass Abweichungen von Normwerten entgegengewirkt wird.The voltage regulator 72 calculates an output voltage that is expected at the output of the inverter 4th must be set in order to generate a current I_Netz, which the electrical parameters of the AC voltage network 3rd influenced in such a way that deviations from normal values are counteracted.

In der Ausführungsform gemäß 5 arbeiten die Regelungen 51, 52 parallel und weitgehend unabhängig voneinander. Mittels eines Umschalters 81 wird einer der beiden insofern unabhängig in den Regelungen 51, 52 berechneten Sollwerte für die vom Wechselrichter 4 einzustellende Ausgangsspannung ausgewählt und einem nachgelagerten Modulator 82 zugeführt. Der Umschalter 81 erhält dabei eine Vorgabe, ob die vom Stromregelung 51 berechneten Sollwerte verwendet und der Wechselrichter 4 damit im stromeinprägenden I-Mode betrieben werden soll, oder ob alternativ die vom Spannungsregelung 52 berechneten Sollwerte verwendet und der Wechselrichter 4 damit im spannungseinprägenden V-Mode betrieben werden soll.In the embodiment according to 5 work the regulations 51 , 52 parallel and largely independent of each other. By means of a switch 81 one of the two becomes independent in the regulations 51 , 52 calculated setpoints for the inverter 4th selected output voltage to be set and a downstream modulator 82 fed. The switch 81 receives a specification as to whether the current control 51 calculated setpoints are used and the inverter 4th so that it is to be operated in the current-impressing I-mode, or alternatively the voltage regulation 52 calculated setpoints are used and the inverter 4th so that it is to be operated in the voltage-impressing V-mode.

Der Modulator 82 berechnet abschließend eine geeignete Ansteuerung der Schalter der Brückenschaltung des Wechselrichters 4 zur Erzeugung der von der Regelungsstruktur 50 ermittelten Sollspannung des Wechselrichters 4, beispielsweise auf Basis eines an sich bekannten Pulsweitenmodulations-Verfahrens.The modulator 82 finally calculates a suitable control of the switches of the bridge circuit of the inverter 4th to generate the control structure 50 determined nominal voltage of the inverter 4th , for example on the basis of a pulse width modulation method known per se.

6 zeigt eine gegenüber 5 weiterentwickelte Regelungsstruktur 60. Die Regelungsstruktur 60 umfasst eine Stromregelung 61 und eine Spannungsregelung 62. Im Unterschied zur Regelungsstruktur 50 gemäß 5 sind die Regelungen 61, 62 miteinander über Vorsteuerungen gekoppelt. Dazu wird die vom Stromregler 70 berechnete Ausgangsspannung für den stromeinprägenden Betrieb an die Spannungsregelung 62 übergeben und dort im Spannungsregler 72 zur Berechnung der Ausgangsspannung für den spannungseinprägenden Betrieb weiterverarbeitet. Im Gegenzug wird die vom Spannungsreglers 72 berechnete Ausgangsspannung für den spannungseinprägenden Betrieb an die Stromregelung 61 übergeben und dort zu der vom Stromregler 70 berechneten Ausgangsspannung für den stromeinprägenden Betrieb addiert. 6th shows one opposite 5 further developed regulation structure 60 . The regulatory structure 60 includes current regulation 61 and a voltage regulation 62 . In contrast to the control structure 50 according to 5 are the regulations 61 , 62 coupled with each other via pilot controls. This is done by the current regulator 70 calculated output voltage for current-impressing operation to the voltage regulation 62 passed and there in the voltage regulator 72 further processed to calculate the output voltage for the voltage-impressing operation. In return, the voltage regulator 72 Calculated output voltage for the voltage-impressing operation to the current control 61 passed and there to that of the current regulator 70 calculated output voltage for current-impressing operation is added.

Im Ergebnis arbeiten die Regelungen 61, 62 zwar weiterhin parallel, sie sind jedoch durch die Querverknüpfung nach Art einer bidirektionalen Vorsteuerungen synchronisiert. Dadurch werden etwaige Sprünge des Momentanwerts bzw. der Phasenlange des ausgetauschten Wechselstroms beim Umschalten vom stromeinprägenden I-Mode zum spannungseinprägenden V-Mode und umgekehrt verhindert.As a result, the regulations work 61 , 62 they are still in parallel, but they are synchronized by the cross-linking in the manner of a bidirectional pre-control. This prevents any jumps in the instantaneous value or the phase length of the exchanged alternating current when switching from the current-impressing I-mode to the voltage-impressing V-mode and vice versa.

7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb einer Energieerzeugungsanlage 1. In dieser beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens befindet sich die Energieerzeugungsanlage 1 zunächst im Schritt S7.1 im stromeinprägenden Gesamtbetrieb, vergleiche 1 und zugehörige Beschreibung. Dabei können sich alle Wechselrichter 4 der Energieerzeugungsanlage 1 im stromeinprägenden Betrieb, im I-Mode, befinden. 7th shows a flow chart of a method for operating an energy generation plant 1 . In this exemplary embodiment of the method, the power generation plant is located 1 initially in the crotch S7.1 in the overall current-generating operation, compare 1 and related description. All inverters can 4th the power generation plant 1 are in current-impressing operation, in I-mode.

In Schritt S7.2 wird festgestellt, dass ein erstes Umschalt-Kriterium erreicht ist. Dazu kann beispielsweise die Steuereinheit 8 feststellen, dass elektrische Eigenschaften des Wechselspannungsnetzes 3 außerhalb eines jeweils erlaubten oder gewünschten Bereichs liegen. Insbesondere kann die Steuereinheit 8 dazu die elektrischen Eigenschaften selbst auswerten, beispielsweise anhand von Messwerten von Strom und Spannung, die insbesondere am Netzanschlusspunkt 2 erfasst werden können. Die Steuereinheit 8 kann auch aufgrund einer externen Vorgabe, beispielsweise einer Anforderung von Momentanreserve durch einen Netzbetreiber, das Erreichen des ersten Umschalt-Kriteriums feststellen.In step S7.2 it is determined that a first switchover criterion has been reached. For example, the control unit 8th determine that electrical properties of the alternating voltage network 3rd lie outside a permitted or desired range. In particular, the control unit 8th evaluate the electrical properties yourself, for example based on measured values of current and voltage, in particular at the network connection point 2 can be captured. The control unit 8th can also determine that the first switchover criterion has been reached on the basis of an external specification, for example a request for an instantaneous reserve by a network operator.

Alternativ oder zusätzlich können die Wechselrichter 4 selbst anhand der Messwerte der Messeinrichtungen 7 den jeweiligen Strom I und die Spannung V auswerten und in Schritt S7.2 feststellen, dass ein erstes Umschalt-Kriterium erreicht ist. Beispielsweise kann ein Wechselrichter 4 feststellen, dass die Spannung V an seinem Ausgang und/oder die Frequenz des Wechselspannungsnetzes 3 außerhalb eines Bereichs liegt, für den im Rahmen des stromeinprägenden I-Modes Kennlinien zur Netzstützung definiert sind. Wenn derartige Kennlinien, z.B. Q(U) oder P(f), somit ausgereizt werden, ohne dass ein nachhaltiger Effekt auf die entsprechenden Eigenschaften des Wechselspannungsnetzes 3 ausgeübt wird, kann dies als Erreichen des ersten Umschalt-Kriteriums gewertet werden.Alternatively or additionally, the inverter 4th even based on the measured values of the measuring devices 7th evaluate the respective current I and the voltage V and in step S7.2 determine that a first switchover criterion has been reached. For example, an inverter 4th determine that the voltage V at its output and / or the frequency of the AC voltage network 3rd lies outside a range for which characteristic curves for grid support are defined within the framework of the current-impressing I-mode. If such characteristics, for example Q (U) or P (f), are thus exhausted without having a lasting effect on the corresponding properties of the AC voltage network 3rd is exercised, this can be assessed as reaching the first switchover criterion.

Alternativ oder zusätzlich kann der Wechselrichter 4 das Erreichen des ersten Umschalt-Kriteriums anhand der aktuellen Eigenschaften der angeschlossenen Gleichstromquelle 5 feststellen. Insbesondere kann ein Wechselrichter 4, an den eine Batterie als Gleichstromquelle 5 angeschlossen ist, in den stromeinprägenden Betrieb umschalten, wenn der Ladezustand der Batterie einen ersten Grenzwert unterschreitet, so dass die Batterie nicht mehr zuverlässig zur Spannungsstabilisierung beitragen kann und im stromeinprägenden Betrieb wiederaufgeladen wird; sobald die Batterie einen ausreichenden Ladestand erreicht hat, kann der betreffende Wechselrichter 4 wieder in den ggf. bevorzugten spannungseinprägenden Betrieb umgeschaltet werden.Alternatively or additionally, the inverter can 4th reaching the first shift Criterion based on the current properties of the connected direct current source 5 determine. In particular, an inverter 4th to which a battery is used as a DC power source 5 is connected, switch to the current-impressing mode when the state of charge of the battery falls below a first limit value, so that the battery can no longer reliably contribute to voltage stabilization and is recharged in the current-impressing mode; as soon as the battery has reached a sufficient charge level, the relevant inverter can 4th can be switched back to the possibly preferred voltage-impressing mode.

In Schritt S7.3 werden einzelne Wechselrichter 4 der Energieerzeugungsanlage 1 vom stromeinprägenden Betrieb, vom I-Mode, in den spannungseinprägenden Betrieb, in den V-Mode, umgeschaltet. Dies kann auf explizite Anweisung der Steuereinheit 8 an die betroffenen Wechselrichter 4, insbesondere durch Übermittlung einer expliziten Umschaltvorgabe, oder aufgrund autonomer Entscheidungen der betroffenen Wechselrichter 4 erfolgen, insbesondere aufgrund des Feststellens des Erreichens einer für den Wechselrichter 4 festgelegten Umschaltvorgabe.In step S7.3 become individual inverters 4th the power generation plant 1 switched from current-impressing operation, from I-mode, to voltage-impressing operation, to V-mode. This can be done on the explicit instruction of the control unit 8th to the inverters concerned 4th , in particular by transmitting an explicit switchover specification or based on autonomous decisions by the inverters concerned 4th take place, in particular due to the detection of the achievement of a for the inverter 4th specified switching default.

Die Energieerzeugungsanlage 1 wird dann in Schritt S7.4 in einem Mischbetrieb betrieben, d.h. ein Teil der Wechselrichter 4 wird stromeinprägend betrieben und ein anderer Teil der Wechselrichter 4 wird spannungseinprägend betrieben; vergleiche die 3 und 4 sowie die zugehörige Beschreibung. Während des Mischbetriebs, d.h. im Rahmen von Schritt S7.4 können weitere Wechselrichter 4 umgeschaltet werden, vom I-Mode in den V-Mode und/oder umgekehrt, beispielsweise um mehr spannungseinprägende Ressourcen für die Verbesserung der Netzqualität aufzubringen oder um Batterien im stromeinprägenden Betrieb nachzuladen. Insbesondere kann eine Regelschleife vorgesehen sein, die die Anzahl der Wechselrichter 4 im spannungseinprägenden V-Mode solange erhöht, wie es ein Stabilitätskriterium erfordert, und ggf. wieder verringert, sofern das Stabilitätskriterium weiterhin erfüllt bleibt; regelungstechnisch entspricht dieses Vorgehen im Wesentlichen einer Regelung mit einem Proportional- und einem Integral-Anteil (sog. PI-Regler)..The power generation plant 1 is then in step S7.4 operated in mixed operation, ie some of the inverters 4th is operated with current injection and another part of the inverter 4th is operated with voltage impressing; compare the 3rd and 4th as well as the corresponding description. During mixed operation, ie in the context of step S7.4 can add more inverters 4th be switched, from I-mode to V-mode and / or vice versa, for example to raise more voltage-generating resources for improving the network quality or to recharge batteries in current-generating mode. In particular, a control loop can be provided that controls the number of inverters 4th increased in the voltage-impressing V-mode for as long as required by a stability criterion and, if necessary, decreased again if the stability criterion continues to be met; In terms of control technology, this procedure essentially corresponds to control with a proportional and an integral component (so-called PI controller).

In Schritt S7.5 kann ein zweites Umschalt-Kriterium erreicht werden, beispielsweise indem ein Maß für die Spannungsqualität oder für die Netzstabilität jenseits entsprechenden Grenzwerte liegt.In step S7.5 A second switchover criterion can be achieved, for example, in that a measure for the voltage quality or for the network stability is beyond the corresponding limit values.

Daraufhin werden in Schritt S7.6 alle Wechselrichter 4 der Energieerzeugungsanlage 1 in den spannungseinprägenden Betrieb umgeschaltet, entweder unmittelbar durch die Steuereinheit 8 oder mittelbar durch Umschaltvorgaben von der Steuereinheit 8 oder autonom durch die Wechselrichter 4 veranlasst.This will be done in step S7.6 all inverters 4th the power generation plant 1 switched to voltage impressing mode, either directly by the control unit 8th or indirectly by switching specifications from the control unit 8th or autonomously by the inverter 4th caused.

In Schritt S7.7 arbeitet die Energieerzeugungsanlage 1 dann im spannungseinprägenden Gesamtbetrieb, vergleiche 2 und zugehörige Beschreibung, und kann optimal zur Verbesserung der Spannungsqualität und/oder zur Stabilisierung des Wechselspannungsnetzes 3 beitragen. Insbesondere kann die Energieerzeugungsanlage 1 das Wechselspannungsnetz 3 in Schritt S7.7 vollständig bilden, selbst wenn keine weiteren Energieerzeugungsanlagen an das Wechselspannungsnetz 3 angeschlossen sind.In step S7.7 works the power generation plant 1 then in the voltage-impressing overall operation, compare 2 and the associated description, and can be optimally used to improve the voltage quality and / or to stabilize the AC voltage network 3rd contribute. In particular, the power generation plant 1 the alternating voltage network 3rd in step S7.7 form completely, even if no other power generation systems are connected to the AC voltage network 3rd are connected.

Während des gesamten Verlaufs des Verfahrens gemäß 7 kann die Energieerzeugungsanlage 1 mit dem Wechselspannungsnetz 3 verbunden bleiben, d.h. eine zwischenzeitliche Trennung der Energieerzeugungsanlage 1 vom Wechselspannungsnetz 3 ist nicht notwendig. Insbesondere während des Umschaltens einzelner Wechselrichter 4 in Schritt S7.3 oder in Schritt S7.6 kann die Energieerzeugungsanlage 1 unterbrechungsfrei Wirk- und/oder Blindleistung mit dem Wechselspannungsnetz 3 austauschen. Sofern die Wechselrichter 4 eine geeignete Regelungsstruktur umfassen, insbesondere eine Regelungsstruktur gemäß 6, können die Wechselrichter 4 selbst unterbrechungsfrei Wirkleistung und/oder Blindleistung mit dem Wechselspannungsnetz 3 austauschen, wenn sie zwischen dem stromeinprägenden Betrieb und dem spannungseinprägenden Betrieb umgeschaltet werden.Throughout the course of the procedure in accordance with 7th can the power generation plant 1 with the AC voltage network 3rd remain connected, ie an interim separation of the energy generation system 1 from the AC voltage network 3rd is not necessary. Especially when switching over individual inverters 4th in step S7.3 or in step S7.6 can the power generation plant 1 uninterrupted active and / or reactive power with the AC voltage network 3rd change. Unless the inverter 4th comprise a suitable control structure, in particular a control structure according to 6th , the inverter can 4th even uninterrupted active power and / or reactive power with the AC voltage network 3rd replace when they are switched between current-impressing operation and voltage-impressing operation.

8 zeigt ein Ablaufdiagramm einer anderen Ausführungsform des Verfahrens zum Betrieb der Energieerzeugungsanlage 1. In dieser beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens befindet sich die Energieerzeugungsanlage 1 zunächst im Schritt S8.1 im spannungseinprägenden Gesamtbetrieb, vergleiche 2 und zugehörige Beschreibung. Insbesondere können sich dabei alle Wechselrichter 4 der Energieerzeugungsanlage 1 im spannungseinprägenden Betrieb, im V-Mode, befinden. 8th shows a flow chart of another embodiment of the method for operating the power generation plant 1 . In this exemplary embodiment of the method, the power generation plant is located 1 initially in the crotch S8.1 in the overall stress-generating operation, compare 2 and related description. In particular, all inverters can be 4th the power generation plant 1 are in voltage impressing mode, in V-mode.

Eine derartige Energieerzeugungsanlage 1 im spannungseinprägenden Gesamtbetrieb kann ein Inselnetz vollständig bilden sowie darin befindliche Lasten im Rahmen der Leistungsfähigkeit der angeschlossenen Gleichstromquellen versorgen. Dabei ist die Energieerzeugungsanlage 1 in Schritt S8.1 insbesondere dazu geeignet, ein Aufstarten des gesamten Wechselspannungsnetzes 3 zu unterstützen, beispielsweise nach einem Zusammenbruch eines nationalen oder kontinentalen Verbundnetzes. Für einen solchen Schwarzstart eines Verbundnetzes ist es notwendig, zunächst eine stabile Wechselspannung bereitzustellen, auf die sich die vorhandenen, aber aufgrund des Zusammenbruchs aktuell nicht einspeisenden Energieerzeugungsanlagen synchronisieren können. Die erfindungsgemäße Energieerzeugungsanlage 1 ist im spannungseinprägenden Gesamtbetrieb besonders geeignet, zur Bereitstellung der initial notwendigen stabilen Wechselspannung beizutragen.Such a power generation plant 1 In overall operation with impressing voltage, a stand-alone network can be completely formed and the loads in it can be supplied within the scope of the capacity of the connected direct current sources. Here is the power generation plant 1 in step S8.1 particularly suitable for starting up the entire AC voltage network 3rd support, for example after a breakdown of a national or continental network. For such a black start of an interconnected network, it is first necessary to provide a stable alternating voltage to which the existing energy generation systems, which are currently not feeding in due to the breakdown, can synchronize. The power generation plant according to the invention 1 is particularly suitable for providing the initially necessary to contribute stable alternating voltage.

Im Schritt S8.2 wird festgestellt, dass ein drittes Umschalt-Kriterium erreicht ist. Dazu kann beispielsweise die Steuereinheit 8 feststellen, dass elektrische Eigenschaften des Wechselspannungsnetzes 3 in einem Wertebereich liegen, die das Vorliegen einer stabilen Wechselspannung repräsentieren. Insbesondere kann die Steuereinheit 8 dazu die elektrischen Eigenschaften selbst auswerten, beispielsweise anhand von Messwerten von Strom und Spannung, die insbesondere am Netzanschlusspunkt 2 erfasst werden können. Die Steuereinheit 8 kann auch aufgrund einer externen Vorgabe, die beispielsweise im Rahmen einer Koordination des Wiederanfahrens des Verbundnetzes durch einen Netzbetreiber gesendet wird, das Erreichen des dritten Umschalt-Kriteriums feststellen.In step S8.2 it is determined that a third switchover criterion has been reached. For example, the control unit 8th determine that electrical properties of the alternating voltage network 3rd lie in a range of values that represent the presence of a stable alternating voltage. In particular, the control unit 8th evaluate the electrical properties yourself, for example based on measured values of current and voltage, in particular at the network connection point 2 can be captured. The control unit 8th can also determine that the third switchover criterion has been reached on the basis of an external specification that is sent, for example, as part of a coordination of the restart of the interconnected network by a network operator.

Alternativ oder zusätzlich können die Wechselrichter 4 selbst anhand der Messwerte der Messeinrichtungen 7 den jeweiligen Strom I und die Spannung V auswerten und in Schritt S8.2 feststellen, dass ein drittes Umschalt-Kriterium erreicht ist. Beispielsweise kann ein Wechselrichter 4 feststellen, dass die Spannung V an seinem Ausgang und/oder die Frequenz des Wechselspannungsnetzes 3 und/oder die Gradienten von Spannung V bzw. Frequenz stabil innerhalb eines Bereichs liegt, in dem der Wechselrichter 4 nur wenig elektrische Leistung mit dem Wechselspannungsnetz 3 austauscht. Der Wechselrichter 4 kann dann autonom in den stromeinprägenden Betrieb umgeschaltet werden, ohne die Stabilität des Wechselspannungsnetzes 3 in Frage zu stellen. Zudem kann der Wechselrichter 4 die an ihn angeschlossene Gleichstromquelle 5 optimal nutzen, im Falle eines Photovoltaik-Generator als Gleichstromquelle 5 also beispielsweise die maximal verfügbare Leistung aus dem Photovoltaik-Generator entnehmen.Alternatively or additionally, the inverter 4th even based on the measured values of the measuring devices 7th evaluate the respective current I and the voltage V and in step S8.2 determine that a third switchover criterion has been reached. For example, an inverter 4th determine that the voltage V at its output and / or the frequency of the AC voltage network 3rd and / or the gradient of voltage V or frequency is stable within a range in which the inverter 4th only little electrical power with the AC voltage network 3rd exchanges. The inverter 4th can then be switched to the current-impressing mode autonomously, without the stability of the AC voltage network 3rd to question. In addition, the inverter can 4th the DC power source connected to it 5 optimal use, in the case of a photovoltaic generator as a direct current source 5 For example, take the maximum available power from the photovoltaic generator.

In Schritt S8.3 werden konkret einzelne Wechselrichter 4 der Energieerzeugungsanlage 1 vom spannungseinprägenden Betrieb, vom V-Mode, in den stromeinprägenden Betrieb, in den I-Mode, umgeschaltet. Dies kann auf explizite Anweisung der Steuereinheit 8 an die betroffenen Wechselrichter 4 insbesondere durch Übermittlung einer expliziten Umschaltvorgabe, oder aufgrund autonomer Entscheidungen der betroffenen Wechselrichter 4 erfolgen, insbesondere aufgrund des Feststellens des Erreichens einer für den Wechselrichter 4 festgelegten Umschaltvorgabe.In step S8.3 specifically become individual inverters 4th the power generation plant 1 switched from voltage-impressing operation, from V-mode, to current-impressing operation, to I-mode. This can be done on the explicit instruction of the control unit 8th to the inverters concerned 4th in particular by transmitting an explicit switchover specification or based on autonomous decisions by the inverters concerned 4th take place, in particular due to the detection of the achievement of a for the inverter 4th specified switching default.

Die Energieerzeugungsanlage 1 wird dann in Schritt S8.4 in einem Mischbetrieb betrieben, d.h. ein Teil der Wechselrichter 4 wird stromeinprägend betrieben und ein anderer Teil der Wechselrichter 4 wird spannungseinprägend betrieben; vergleiche die 3 und 4 sowie die zugehörige Beschreibung. Während des Mischbetriebs, d.h. im Rahmen von Schritt S8.4 können weitere Wechselrichter 4 umgeschaltet werden, vom I-Mode in den V-Mode und/oder umgekehrt, beispielsweise um im weiteren Verlauf eines Wiederanfahrens des Wechselspannungsnetzes 3 zunehmend stromeinprägend zu arbeiten und damit netzstützend zu wirken, sofern die (wieder-)erreichte Stabilität des Wechselspannungsnetzes 3 dies zulässt. Insbesondere kann eine Regelschleife vorgesehen sein, die die Anzahl der Wechselrichter 4 im spannungseinprägenden V-Mode verringert, sobald ein Stabilitätskriterium erfüllt ist, und ggf. wieder erhöht, sofern das Stabilitätskriterium nicht mehr erfüllt ist und netzbildende Ressourcen benötigt werden. Dabei können die im stromeinprägenden Betrieb betriebenen Wechselrichter 4 bevorzugt Wirkleistung zur Verfügung stellen, insbesondere aus an die Wechselrichter 4 angeschlossenen Photovoltaik-Generatoren. Dadurch werden die zeitgleich im spannungseinprägenden Betrieb betriebenen Wechselrichter 4 der Energieerzeugungsanlage 1 entlastet und können sich auf die Bereitstellung von Blindleistung konzentrieren, was insbesondere bei Anschluss von Batterien als Gleichstromquellen an diesen Wechselrichter 4 besonders vorteilhaft ist.The power generation plant 1 is then in step S8.4 operated in mixed operation, ie some of the inverters 4th is operated with current injection and another part of the inverter 4th is operated with voltage impressing; compare the 3rd and 4th as well as the corresponding description. During mixed operation, ie in the context of step S8.4 can add more inverters 4th be switched, from I-mode to V-mode and / or vice versa, for example to in the further course of a restart of the AC voltage network 3rd to work increasingly in a current-impressing manner and thus to have a grid-supporting effect, provided that the (re) achieved stability of the AC voltage network 3rd this allows. In particular, a control loop can be provided that controls the number of inverters 4th reduced in the voltage-impressing V-mode as soon as a stability criterion is met, and possibly increased again if the stability criterion is no longer met and network-forming resources are required. The inverters operated in current-impressing mode can 4th Preferably make active power available, in particular from to the inverter 4th connected photovoltaic generators. This means that the inverters, which are operated simultaneously in voltage-impressing mode, are 4th the power generation plant 1 relieved and can concentrate on the provision of reactive power, which is particularly important when connecting batteries as direct current sources to this inverter 4th is particularly advantageous.

In Schritt S8.5 kann ein viertes Umschalt-Kriterium erreicht werden, beispielsweise indem ein Maß für die Spannungsqualität oder für die Netzstabilität innerhalb entsprechender Toleranzbänder liegt, oder indem ein Netzfehler festgestellt wird, der eine vorgegebene Einspeisung von Blind- und/oder Wirkleistung erfordert. Daraufhin werden in Schritt S8.6 alle Wechselrichter 4 der Energieerzeugungsanlage 1 in den stromeinprägenden Betrieb umgeschaltet, entweder durch die Steuereinheit 8 oder autonom veranlasst.In step S8.5 A fourth switchover criterion can be achieved, for example, if a measure for the voltage quality or for the network stability is within corresponding tolerance bands, or if a network fault is detected that requires a specified feed of reactive and / or active power. This will be done in step S8.6 all inverters 4th the power generation plant 1 switched to the current-impressing mode, either by the control unit 8th or initiated autonomously.

In Schritt S8.7 arbeitet die Energieerzeugungsanlage 1 dann im stromeinprägenden Gesamtbetrieb, vergleiche 1 und zugehörige Beschreibung, so dass die mit dem Wechselspannungsnetz ausgetauschte Leistung anhand der Bedürfnisse und Möglichkeiten der Gleichstromquellen unter Berücksichtigung der Statiken zur Netzstützung eingestellt werden kann. Insbesondere kann die Energieerzeugungsanlage 1 etwaigen als Gleichstromquellen 5 angeschlossenen Photovoltaik-Generatoren die maximal mögliche Leistung entnehmen und in das Wechselspannungsnetz 3 einspeisen sowie mit den als Gleichstromquellen 5 angeschlossenen Batterien derart Leistung austauschen, dass ein gewünschter Ladezustand der Batterien angestrebt wird.In step S8.7 works the power generation plant 1 then in the overall operation that impresses the current, compare 1 and the associated description, so that the power exchanged with the AC voltage network can be adjusted based on the needs and possibilities of the DC current sources, taking into account the statics for network support. In particular, the power generation plant 1 possibly as direct current sources 5 The connected photovoltaic generators draw the maximum possible power and transfer it to the AC voltage network 3rd feed in as well as with the as direct current sources 5 Replace connected batteries in such a way that a desired state of charge of the batteries is aimed for.

Die in Zusammenhang mit den beschriebenen Ausführungsformen genannten Umschalt-Kriterien können auf den verschiedenen elektrischen Eigenschaften basieren. Insbesondere kann die Qualität der Netzspannung anhand von Parametern quantifiziert werden, die dem Fachmann grundsätzlich bekannt sind. Diese Qualitäts-Parameter umfassen insbesondere Messwerte von Netzspannungsamplitude und -gradienten, von Netzfrequenz und Frequenzgradient, des Spannungsflickers, und/oder der nichtlinearen Verzerrungen der Spannung (englisch: Total Harmonic Distortion, THD). Zumindest indirekt und insbesondere im stromeinprägenden Betrieb sind auch Messwerte des Stromflickers oder der Stromharmonischen als Qualitäts-Parameter geeignet.The switching criteria mentioned in connection with the described embodiments can be based on the various electrical properties. In particular, the quality of the mains voltage can be quantified on the basis of parameters that are fundamentally known to the person skilled in the art. These quality parameters include, in particular, measured values of the network voltage amplitude and gradient, of the network frequency and frequency gradient, of the voltage flicker, and / or the non-linear distortion of the voltage (English: Total Harmonic Distortion, THD). At least indirectly and in particular in current-impressing operation, measured values of the current flicker or the current harmonics are also suitable as quality parameters.

Für die beispielhaft genannten, als Qualitäts-Parameter geeigneten Messwerte können globale und/oder individuelle Grenzwerte festgelegt werden. Die Steuereinheit 8 kann die Messwerte mit den Grenzwerten vergleichen und bei Über- bzw. Unterschreiten der Grenzwerte entsprechende explizite Umschaltvorgaben an die Wechselrichter 4 übermitteln. Alternativ kann die Steuereinheit 8 individuelle Grenzwerte für die Qualitäts-Parameter festlegen und entsprechende implizite Umschaltvorgaben an die einzelnen Wechselrichter 4 übermitteln, so dass die einzelnen Wechselrichter 4 autonom anhand eines Vergleichs der an den Wechselrichter 4 jeweils ermittelten Messwerte mit den Umschaltvorgaben entscheiden, ob die Wechselrichter 4 jeweils im spannungseinprägenden V-Mode oder im stromeinprägenden I-Mode betrieben werden.Global and / or individual limit values can be defined for the measured values which are mentioned as examples and which are suitable as quality parameters. The control unit 8th can compare the measured values with the limit values and, if the limit values are exceeded or fallen below, corresponding explicit switchover specifications are sent to the inverter 4th to transfer. Alternatively, the control unit 8th Define individual limit values for the quality parameters and corresponding implicit switchover specifications for the individual inverters 4th transmit so that each inverter 4th autonomously based on a comparison of the sent to the inverter 4th The measured values determined in each case with the switchover specifications decide whether the inverter 4th can be operated in the voltage-impressing V-mode or in the current-impressing I-mode.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
EnergieerzeugungsanlagePower generation plant
22
NetzanschlusspunktGrid connection point
33
WechselspannungsnetzAC voltage network
44th
WechselrichterInverter
4.1, 4.2, 4.34.1, 4.2, 4.3
WechselrichterInverter
55
GleichstromquelleDC power source
66th
Steuerungcontrol
77th
MesseinrichtungenMeasuring devices
88th
Steuereinheit Control unit
50, 6050, 60
RegelungsstrukturRegulatory structure
51, 6151, 61
StromregelungCurrent regulation
52, 6252, 62
SpannungsregelungVoltage regulation
7070
StromreglerCurrent regulator
7171
Droop-ReglerDroop control
7272
SpannungsreglerVoltage regulator
8181
UmschalterToggle switch
8282
Modulator modulator
S7.1 - S7.7S7.1 - S7.7
Schrittesteps
S8.1 - S8.7S8.1 - S8.7
Schrittesteps

Claims (17)

Verfahren zum Betrieb einer Energieerzeugungsanlage (1), die mindestens zwei Wechselrichter (4) aufweist, bei dem mittels der Wechselrichter (4) elektrische Leistung zwischen Gleichstromquellen (5) und einem Wechselspannungsnetz (3) ausgetauscht wird, wobei die Wechselrichter (4) wahlweise stromeinprägend oder spannungseinprägend betrieben werden, wobei mindestens einer der Wechselrichter (4) der Energieerzeugungsanlage (1) mit einem Speicher als Gleichstromquelle (5) verbunden ist, wobei der mit dem Speicher verbundene Wechselrichter (4) im spannungseinprägenden Betrieb betrieben wird, wenn ein Ladezustand des Speichers einen ersten Grenzwert überschreitet, und zeitweise im stromeinprägenden Betrieb betrieben wird, um den Speicher zu laden, wenn der Ladezustand des Speichers einen zweiten Grenzwert unterschreitet, wobei mindestens einer der Wechselrichter (4) der Energieerzeugungsanlage (1) mit einem PV-Generator als Gleichstromquelle (5) verbunden ist, wobei die Energieerzeugungsanlage (1) eine elektrische Gesamtleistung (P_Netz) mit dem Wechselspannungsnetz (3) austauscht, wobei der mit dem PV-Generator verbundene Wechselrichter (4) im stromeinprägenden Betrieb betrieben wird und die ausgetauschte Gesamtleistung (P_Netz) eine maximal mögliche PV-Leistung (P_MPP) des PV-Generators umfasst und wobei die Wechselrichter (4) einzeln oder gruppenweise zwischen einem stromeinprägenden Betrieb und einem spannungseinprägenden Betrieb umgeschaltet werden, so dass die Energieerzeugungsanlage (1) insgesamt in einem stromeinprägenden Gesamtbetrieb, in einem spannungseinprägenden Gesamtbetrieb oder in einem Mischbetrieb betrieben wird.Method for operating a power generation plant (1) which has at least two inverters (4), in which electrical power is exchanged between direct current sources (5) and an alternating voltage network (3) by means of the inverters (4), the inverters (4) optionally injecting current or operated with voltage impressing, wherein at least one of the inverters (4) of the energy generation system (1) is connected to a memory as a direct current source (5), the inverter (4) connected to the memory being operated in voltage impressing mode when a charge state of the memory exceeds a first limit value, and is operated temporarily in current-impressing mode in order to charge the storage unit when the state of charge of the storage unit falls below a second limit value, with at least one of the inverters (4) of the energy generation system (1) having a PV generator as a direct current source ( 5) is connected, with the energy generation plant ge (1) exchanges a total electrical power (P_Netz) with the AC voltage network (3), the inverter (4) connected to the PV generator being operated in current-impressing mode and the exchanged total power (P_Netz) a maximum possible PV power (P_MPP ) of the PV generator and wherein the inverters (4) are switched individually or in groups between a current-impressing operation and a voltage-impressing operation, so that the energy generation system (1) is operated as a whole in a current-impressing overall operation, in a voltage-impressing overall operation or in a mixed operation . Verfahren nach Anspruch 1, wobei den Wechselrichtern (4) Umschaltvorgaben übermittelt werden, insbesondere von einer Steuereinheit (8) der Energieerzeugungsanlage (1), wobei die Wechselrichter (4) in Abhängigkeit von den Umschaltvorgaben zwischen dem stromeinprägenden Betrieb und dem spannungseinprägenden Betrieb wechseln.Procedure according to Claim 1 , the inverters (4) being transmitted switchover specifications, in particular from a control unit (8) of the power generation plant (1), the inverters (4) changing between the current-impressing operation and the voltage-impressing operation depending on the switchover specifications. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Umschaltvorgaben unmittelbar vorgeben, ob die Wechselrichter (4) im stromeinprägenden Betrieb oder im spannungseinprägenden Betrieb betrieben werden.Procedure according to Claim 2 , the switching specifications directly stipulating whether the inverters (4) are operated in current-impressing mode or in voltage-impressing mode. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Umschaltvorgaben Grenzwerte umfassen, wobei die Wechselrichter (4) elektrische Eigenschaften des Wechselspannungsnetz (3) ermitteln und bei Überschreiten der Grenzwerte autonom zwischen dem stromeinprägenden Betrieb und den spannungseinprägenden Betrieb umschalten.Procedure according to Claim 2 , wherein the switching specifications include limit values, the inverters (4) determining electrical properties of the AC voltage network (3) and, if the limit values are exceeded, autonomously switch between the current-impressing operation and the voltage-impressing operation. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Energieerzeugungsanlage (1) während des Umschaltens einzelner oder mehrerer Wechselrichter (4) zwischen dem stromeinprägenden Betrieb und dem spannungseinprägenden Betrieb mit dem Wechselspannungsnetz (3) verbunden ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the energy generation system (1) is connected to the AC voltage network (3) during the switching of one or more inverters (4) between the current-impressing operation and the voltage-impressing operation. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Energieerzeugungsanlage (1) während des Umschaltens einzelner oder mehrerer Wechselrichter (4) zwischen dem stromeinprägenden Betrieb und dem spannungseinprägenden Betrieb unterbrechungsfrei Wirkleistung und/oder Blindleistung mit dem Wechselspannungsnetz (3) austauscht.Procedure according to Claim 5 , the power generation system (1) exchanging active power and / or reactive power with the AC voltage network (3) without interruption during the switching of one or more inverters (4) between the current-impressing operation and the voltage-impressing operation. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die einzelnen Wechselrichter (4) der Energieerzeugungsanlage (1) unterbrechungsfrei Wirkleistung und/oder Blindleistung mit dem Wechselspannungsnetz (3) austauschen, wenn sie zwischen dem stromeinprägenden Betrieb und dem spannungseinprägenden Betrieb umgeschaltet werden.Procedure according to Claim 5 or 6th , the individual inverters (4) of the power generation system (1) exchanging active power and / or reactive power with the AC voltage network (3) without interruption when they are switched between the current-impressing operation and the voltage-impressing operation. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Umschaltung der Wechselrichter (4) der Energieerzeugungsanlage (1) zwischen dem stromeinprägenden Betrieb und dem spannungseinprägenden Betrieb in Abhängigkeit von mindestens einem der Parameter Spannungsqualität, Netzstabilität, Frequenzstabilität und/oder Netzimpedanz durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the switching of the inverters (4) of the energy generation plant (1) between the current-impressing operation and the voltage-impressing operation is carried out as a function of at least one of the parameters voltage quality, network stability, frequency stability and / or network impedance. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die im stromeinprägenden Betrieb betriebenen Wechselrichter (4) eine elektrische Leistung mit dem Wechselspannungsnetz (3) austauschen, deren Wirkleistung und/oder Blindleistung abhängig von der Spannung und/oder der Frequenz des Wechselspannungsnetz (3) eingestellt werden, so dass die im stromeinprägenden Betrieb betriebenen Wechselrichter (4) Primär- und/oder Sekundärregelleistung bereitstellen.Method according to one of the preceding claims, wherein the inverters (4) operated in current-impressing mode exchange electrical power with the AC voltage network (3), the active power and / or reactive power of which are set depending on the voltage and / or the frequency of the AC voltage network (3) so that the inverters (4) operated in current-impressing mode provide primary and / or secondary control power. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die im spannungseinprägenden Betrieb betriebenen Wechselrichter (4) eine elektrische Leistung mit dem Wechselspannungsnetz (3) derart austauschen, dass die im spannungseinprägenden Betrieb betriebenen Wechselrichter (4) eine Momentanreserveleistung bereitstellen.Method according to one of the preceding claims, wherein the inverters (4) operated in voltage-impressing mode exchange electrical power with the AC voltage network (3) in such a way that the inverters (4) operated in voltage-impressing mode provide instantaneous reserve power. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei einzelne oder alle Wechselrichter (4) der Energieerzeugungsanlage (1) im Falle eines Netzfehlers vom spannungseinprägenden Betrieb in den stromeinprägenden Betrieb umschalten und optional nach Fehlerklärung wieder zurück in den spannungseinprägenden Betrieb umschalten.Method according to one of the preceding claims, wherein individual or all inverters (4) of the energy generation system (1) switch from voltage-impressing mode to current-impressing mode in the event of a network fault and optionally switch back to voltage-impressing mode after the error has been cleared. Verfahren nach Anspruch 11, einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Wechselrichter (4) das Vorliegen des Netzfehlers selbst erkennen und im Falle eines Netzfehlers eigenständig in den stromeinprägenden Betrieb umschalten sowie optional ein Ende des Vorliegens des Netzfehlers selbst erkennen und eigenständig in die Betriebsweise vor dem Netzfehler umschalten.Procedure according to Claim 11 One of the preceding claims, wherein the inverters (4) recognize the presence of the grid fault themselves and, in the event of a grid fault, automatically switch to current-impressing operation and optionally recognize the end of the presence of the grid fault themselves and independently switch to the operating mode before the grid fault. Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei einem Übergang vom stromeinprägenden Gesamtbetrieb zum Mischbetrieb der Energieerzeugungsanlage (1) bevorzugt der mindestens eine mit dem Speicher verbundene Wechselrichter (4) in den spannungseinprägenden Betrieb umgeschaltet wird.Procedure according to Claim 1 , with the at least one inverter (4) connected to the storage device preferably being switched to voltage-impressing operation when there is a transition from overall current-impressing operation to mixed operation of the energy generation system (1). Verfahren nach Anspruch 13, wobei im Mischbetrieb der Energieerzeugungsanlage (1) alle Wechselrichter (4), die mit einem Speicher verbundenen sind, in dem spannungseinprägenden Betrieb betrieben werden, sofern der jeweilige Ladezustand dies erlaubt und kein Netzfehler vorliegt, und alle Wechselrichter, die mit einem PV-Generator verbunden sind, im stromeinprägenden Betrieb betrieben werden.Procedure according to Claim 13 , with all inverters (4) connected to a storage system being operated in the voltage-impressing mode in mixed operation of the energy generation system (1), provided that the respective state of charge permits this and there is no grid fault, and all inverters that are connected to a PV generator are connected, are operated in current-impressing mode. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Wechselrichter (4) eine Regelungsstruktur (50, 60) mit einer Stromregelung (51, 61) und Spannungsregelung (52, 62) umfasst, wobei die Stromregelung (51, 61) und die Spannungsregelung (52, 62) jeweils Steuersignale zur Ansteuerung von Leistungsschaltern der Wechselrichter (4) ausgeben und mittels eines Umschalters (81) ausgewählt wird, welche der ausgegebenen Steuersignale zur Ansteuerung der Leistungsschaltern der Wechselrichter (4) verwendet werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the inverter (4) comprises a control structure (50, 60) with a current control (51, 61) and voltage control (52, 62), the current control (51, 61) and the voltage control (52 , 62) each output control signals for controlling the power switches of the inverters (4) and a changeover switch (81) is used to select which of the output control signals are used to control the power switches of the inverters (4). Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Stromregelung (61) und die Spannungsregelung (62) im Rahmen der Regelungsstruktur (60) über gegenseitige Vorsteuerungen miteinander gekoppelt sind.Procedure according to Claim 15 , the current regulation (61) and the voltage regulation (62) being coupled to one another within the framework of the regulation structure (60) via mutual pilot controls. Energieerzeugungsanlage (1) mit mindestens zwei Wechselrichter (4), bei der mittels der Wechselrichter (4) elektrische Leistung zwischen Gleichstromquellen (5) und einem Wechselspannungsnetz (3) ausgetauscht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieerzeugungsanlage (1) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche auszuführen.Energy generation system (1) with at least two inverters (4), in which electrical power is exchanged between direct current sources (5) and an AC voltage network (3) by means of the inverter (4), characterized in that the energy generation system (1) is set up to have a To carry out a method according to any one of the preceding claims.
DE102019116254.8A 2019-06-14 2019-06-14 Method for operating a power generation plant Active DE102019116254B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019116254.8A DE102019116254B4 (en) 2019-06-14 2019-06-14 Method for operating a power generation plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019116254.8A DE102019116254B4 (en) 2019-06-14 2019-06-14 Method for operating a power generation plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102019116254A1 DE102019116254A1 (en) 2020-12-17
DE102019116254B4 true DE102019116254B4 (en) 2021-05-12

Family

ID=73547140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019116254.8A Active DE102019116254B4 (en) 2019-06-14 2019-06-14 Method for operating a power generation plant

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019116254B4 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021203615A1 (en) 2021-04-13 2022-10-13 Fronius International Gmbh Bidirectional inverter
DE102021204721A1 (en) * 2021-05-10 2022-11-10 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Procedure for building up a grid voltage and inverter
DE102022122683A1 (en) 2022-09-07 2024-03-07 Sma Solar Technology Ag METHOD FOR OPERATING AN INVERTER
CN117394354B (en) * 2023-12-11 2024-04-09 杭州利沃得电源有限公司 Current equalizing method and device of inverter, inversion system and storage medium

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0068180B1 (en) * 1981-06-12 1986-08-27 BROWN, BOVERI & CIE Aktiengesellschaft Direct current arc furnace control system
EP1286444B1 (en) * 2001-08-21 2006-10-18 Institut für Solare Energieversorgungstechnik (ISET) Verein an der Gesamthochschule Kassel e.V. Device for parallel operation of equal range single-phase or three-phase voltage sources
DE102006047792A1 (en) * 2006-10-06 2008-04-10 Technische Universität Clausthal Three-phase power grid conditioning device, has computer unit for modeled reproduction of synchronous machine to provide portion of current values as stator currents of reproduced synchronous machine and mains voltages of grid as inputs
EP2182626A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-05 Siemens Aktiengesellschaft Method for operating a frequency converter and frequency converter operating by the method
WO2017097354A1 (en) * 2015-12-09 2017-06-15 Abb Schweiz Ag Control of a microgrid
US20170353127A1 (en) * 2016-06-07 2017-12-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Inverter and inverter device
EP3376627A1 (en) * 2017-03-14 2018-09-19 ABB Schweiz AG Method and control system for controlling a power converter
DE102017112936A1 (en) * 2017-06-13 2018-12-13 Wobben Properties Gmbh Method for feeding electrical power by means of a converter-controlled generating unit, in particular wind energy plant
DE102017112944A1 (en) * 2017-06-13 2018-12-13 Wobben Properties Gmbh Wind turbine or wind farm for feeding electrical power

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0068180B1 (en) * 1981-06-12 1986-08-27 BROWN, BOVERI & CIE Aktiengesellschaft Direct current arc furnace control system
EP1286444B1 (en) * 2001-08-21 2006-10-18 Institut für Solare Energieversorgungstechnik (ISET) Verein an der Gesamthochschule Kassel e.V. Device for parallel operation of equal range single-phase or three-phase voltage sources
DE102006047792A1 (en) * 2006-10-06 2008-04-10 Technische Universität Clausthal Three-phase power grid conditioning device, has computer unit for modeled reproduction of synchronous machine to provide portion of current values as stator currents of reproduced synchronous machine and mains voltages of grid as inputs
EP2182626A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-05 Siemens Aktiengesellschaft Method for operating a frequency converter and frequency converter operating by the method
WO2017097354A1 (en) * 2015-12-09 2017-06-15 Abb Schweiz Ag Control of a microgrid
US20170353127A1 (en) * 2016-06-07 2017-12-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Inverter and inverter device
EP3376627A1 (en) * 2017-03-14 2018-09-19 ABB Schweiz AG Method and control system for controlling a power converter
DE102017112936A1 (en) * 2017-06-13 2018-12-13 Wobben Properties Gmbh Method for feeding electrical power by means of a converter-controlled generating unit, in particular wind energy plant
DE102017112944A1 (en) * 2017-06-13 2018-12-13 Wobben Properties Gmbh Wind turbine or wind farm for feeding electrical power

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019116254A1 (en) 2020-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102019116254B4 (en) Method for operating a power generation plant
EP3763012B1 (en) Method for operating an energy generating system, and energy generating system
DE3027724C2 (en)
EP3950415A1 (en) Method for operating a charging station
WO2018228901A1 (en) Wind turbine or wind park for supplying electric power
WO2014009223A2 (en) Method for controlling an electric generator
EP2710722B1 (en) Method for controlling a ac-ac converter, control device and computer program
WO2014009226A1 (en) Method and apparatus for feeding electric energy into an electric supply network
EP2445077B1 (en) Photovoltaic assembly with reactive power generation dependent on mains voltage
DE102013012898A1 (en) System and method for controlling the frequency and / or voltage maintenance from the distribution network
WO2020035294A1 (en) Method for controlling electrical consumers of an electrical supply grid
EP3780305A1 (en) Inverter arrangement for wind turbines and photovoltaic installations
EP3759783A1 (en) Device for connecting a sub-network to an alternating voltage network and method for controlling an electrical power
EP3900142A1 (en) Method for controlling an electrical installation having a plurality of electrical devices, control unit, and electrical installation having such a control unit
EP3815211A1 (en) Inverter with direct voltage source and control unit
EP3311481B1 (en) Method for controlling a voltage source inverter, voltage source inverter, and installation for transferring electrical energy
WO2021115702A1 (en) Method and stabilisation controller for operating an island network
WO2022268689A1 (en) Method for operating an energy supply system, device for exchanging electrical power in an energy supply system, and energy supply system
WO2021037673A1 (en) Method for controlling electrical power flows
EP3472909B1 (en) Energy management unit, energy supply system and energy management method
WO2020069782A1 (en) Control of a local network sector for implementing a local energy community with a timetable
EP4268341A1 (en) Method for operating an energy supply installation, installation controller for an energy supply installation and energy supply installation
EP3903399A1 (en) Method for providing control power for an alternating voltage system by means of an energy-generating plant

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final