DE19604207A1 - Verfahren zur Synchronisation von Spannungen und Schaltungsanordnung eines Systems zur unterbrechungsfreien Stromversorgung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Synchronisation der Ausgangsspannung eines Wechselrichters an eine Referenzwechselspannung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2 und eine Schaltungsanordnung eines Systems für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus dem Aufsatz:
Clewing. Michael; Engel. Sigurt: Wechselrichter freigepulst; AEG-Firmenprospekt "Neue Statische USV-Systeme mit Leistungstransistoren" A512.14.701/0391 bekannt. Bei diesem AEG-Firmenprospekt handelt es sich um einen Sonderdruck aus der Zeitschrift "elektrische energie-technik", 31. Jahrgang 1986. Nr. 2. In dem Aufsatz ist ausdrücklich erwähnt, daß Wechselrichterspannung und Netzspannung phasensynchron sind. Dies ist eine Voraussetzung dafür, daß der an den Wechselrichter angeschlossene Verbraucher - im Falle bestimmter Arten von Störungen - durch eine elektronische Umschalteinrichtung unterbrechungsfrei (mittels einer Überbrückung von Gleichrichter und Wechselrichter) unmittelbar auf das Netz geschaltet werden kann.

Der Erfindung liegt zum einen die Aufgabe zugrunde, für ein System zur unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) ein Verfahren zur Synchronisation der Ausgangsspannung eines Wechselrichters an die Wechselspannung des Stromnetzes zu schaffen, wobei mit möglichst geringem zusätzlichem Hardwareaufwand eine sichere und zuverlässige Synchronisation erreicht wird. Dabei sollen vor allem solche Daten berücksichtigt und ausgewertet werden, die üblicherweise bei einem derartigen USV-System verarbeitet werden.

Zum andern besteht die Aufgabe darin, eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 und durch eine Schaltungsanordnung nach Anspruch 9.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich sehr gut für ein System mit mehreren Mikrocontrollern. Der zusätzliche Hardwareaufwand für die Synchronisation läßt sich insbesondere durch Nutzung der On-chip-Peripherie der Mikrocontroller besonders gering halten. Unterschiedliche Anforderungen, die beispielsweise die Phasenlage, Toleranzgrenzen und die Synchronisiergeschwindigkeit betreffen, lassen sich flexibel über Anpassungen im Steuerungsalgorithmus parametrieren.

Mit einer Parallelschaltung von mehreren Wechselrichtern ergibt sich ein hohes Maß an Redundanz und Zuverlässigkeit, wie es besonders in Systemen zur unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) gewünscht wird. Alle parallel betriebenen Wechselrichter - es können mehr als zwei sein - müssen bezüglich ihrer Ausgangsspannungen synchronisiert werden. Eine derartige Synchronisation auf einen als Master-Einheit konfigurierten Wechselrichter definiert das Verfahren nach Anspruch 2.

Der im Anspruch 3 erwähnte Steueralgorithmus kann beispielsweise in einer Steuerung einer elektronischen Umschalteinrichtung ablaufen.

Die elektronische Umschalteinrichtung ist unmittelbar an das Stromnetz geschaltet, die zugehörige Steuerung tastet die Netzspannung (beispielsweise die Wechselspannung einer Phase eines Drehstromnetzes) ab und erhält somit Informationen über die Phasenlage.

Im Rahmen einer Einsynchronisation muß stets der Steuerungsalgorithmus mit der Netzspannung synchronisiert werden.

Diese Synchronisation wird über eine Anpassung der Zeit zwischen zwei benachbarten Abtastungen vorgenommen. Diese Zeit hängt - bei fester Anzahl der Abtastungen pro Periode - von der Periodendauer ab, die der Steuerungsalgorithmus intern zugrundelegt und in der im Anspruch 3 angegebenen Art an die Periodendauer der Netzspannung anpaßt.

Auch bei kleinen Schwankungen der Netzfrequenz findet eine Anpassung des Steuerungsalgorithmus an die Netzfrequenz statt.

Wenn der in Programmzyklen unterteilte Steueralgorithmus mit der Netzspannung synchronisiert ist, läßt sich zusammen mit den Rechteckimpulsen, die synchron zu der Ausgangsspannung des Wechselrichters sind, die Abweichung der Wechselspannung vom Zustand eines synchronen Verlaufs (Phasenabweichung) ermitteln.

Die Schaltungsanordnung nach Anspruch 10 hat den Vorteil, daß selbst bei Ausfall eines einzelnen Wechselrichters das Gesamtsystem weiter betrieben werden kann. Das Gesamtsystem läßt sich durch entsprechende Programmierung so einrichten, daß ein defekter Wechselrichter automatisch erkannt und dann selbsttätig von dem Parallelverbund getrennt wird. Wenn die Master-Einheit ausgefallen ist, kann ein anderes Tellsystem die Masterfunktionen übernehmen, ohne daß dazu zusätzlicher Hardwareaufwand erforderlich wäre (Multimasterfähigkeit des Gesamtsystems).

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand vierer Zeichnungen, aus denen sich weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben, näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 den Verlauf der miteinander zu synchronisierenden Spannungen, die Rechteckimpulse auf dem Synchronisationsbus und die Arbeitsweise des Zählers und Fig. 4 eine Schaltungsanordnung zur Durchführung einer Synchronisation der Ausgangsspannung eines Wechselrichters mit einer Referenzwechselspannung.

In Fig. 1 ist unter 1.1 über einer Zeitachse der Verlauf der (Wechsel-)Spannung am Ausgang eines Wechselrichters (Ausgangsspannung u_WR) zu sehen. Der Wechselrichter ist Bestandteil eines Systems zur unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV). Dieses System hat eine mit einer eigenen Steuerung ausgerüstete elektronische Umschalteinrichtung (EUE). die beispielsweise im Falle von Störungen im Wechselrichter die an den Wechselrichter angeschlossenen Verbraucher unmittelbar mit dem Stromnetz verbindet.

Unter 1.2 ist ein zu dieser Spannung synchrones Signal aus Rechteckimpulsen dargestellt, und zwar ist zu den Zeiten einer positiven Halbweile ein positiver Spannungsimpuls vorhanden und zu den Zeiten einer negativen Halbwelle ein negativer Spannungsimpuls; mit anderen Worten ändert sich der Spannungswert an allen Stromnulldurchgängen der Wechselspannung schlagartig.

Das Signal wird über einen Synchronisationsbus der Steuerung der elektronischen Umschalteinrichtung zugeführt, wodurch diese Steuerung exakte Kenntnis über Phasenlage und Frequenz der Ausgangsspannung u_WR des Wechselrichters erhält.

Unter 1.3 ist vereinfacht der Anstieg des Zahlenwertes in einem selbsttätig laufenden Zähler (Timer) dargestellt. Der Zähler verursacht - proportional zur verstreichenden Zeit - ein Inkrementieren des Zahlenwertes. Statt der (vielen kleinen) Stufen ist jeweils eine Rampe dargestellt. Periodisch zum Zeitpunkt einer fallenden Flanke an den Rechteckimpulsen nach 1.2 wird der Wert des Zählers (als Endwert T_WR) ausgelesen und gespeichert.

Anschließend wird der Zähler sofort wieder auf Null gesetzt, was in 1.3 durch den Start einer neuen Rampe dargestellt ist. Die Größe des Endwertes T_WR ist somit ein Maß für die Periodendauer - genauer für die Dauer der beiden letzten Halbwellen - der Ausgangsspannung u_WR des Wechselrichters.

In der Steuerung der elektronischen Umschalteinrichtung wird die Spannung einer zuvor gewählten Phase des Stromnetzes abgetastet. Der Verlauf der Spannung u_N des Stromnetzes ist unter 1.4 dargestellt; die dargestellte Spannung u_N ist zu der Ausgangsspannung u_WR des Wechselrichters (noch) nicht synchron.

Damit eine Synchronisation überhaupt stattfinden kann, muß zunächst der in der Steuerung der elektronischen Umschalteinrichtung als Programm laufende Steuerungsalgorithmus mit dem Stromnetz synchronisiert werden. Der Steuerungsalgorithmus weist eine feste Abfolge von Programmzyklen auf, die einzeln jeweils zwischen zwei Abtastungen der Wechselspannung des Stromnetzes abgearbeitet werden.

Für die Synchronisation wird ein Phase-locked Loop (PLL) mittels eines Programms realisiert. Die Synchronisation der Ein- und Ausgangsspannung des PLL wird über die Abtastzeit T_A(m) der Steuerung der elektronischen Umschalteinrichtung vorgenommen. Dabei ergibt sich T_A(m) aus der Netzperiode T_PNetz(m) und der Anzahl n_A der Abtastungen (Samples) pro Netzperiode zu:

Die Netzperiode T_PNetz(m) wird durch den Steuerungsalgorithmus aus folgender, einen PI-Regler realisierenden Formel bestimmt:

T_PNetz(m) = T_PNetz(m-1)+k*[e(m)-β*e(m-1)]

mit

Dabei ist b1(m) der Fourierkoeffizient der Sinusschwingung des Grundschwingungsanteils (in der Wechselspannung u_N des Stromnetzes). Liegt das Abtastraster mit der Wechselspannung des Stromnetzes in Phase, so wird b1(m) zu null. Der Wert b1(m) ist also von der Phasenabweichung abhängig. Der Phasenfehler wird von dem zuvor durch die Formel dargestellten Regler aufgenommen. Eine Filterung durch einen Tiefpaß ist nicht erforderlich, da der Wert keine Oberschwingungen enthält. b1(m) wird aus einer diskreten Fourieranalyse ermittelt, wie zuvor im einzelnen durch die Formel für b1(m) angegeben ist.

Unter 1.4 Ist ein Zeitpunkt t1 dargestellt, an dem aufgrund einer fallenden Flanke eines Rechteckimpulses der Zähler zurückgesetzt wird. Dieser Zeitpunkt markiert den Beginn einer Periode der Ausgangsspannung u_WR des Wechselrichters.

Es ist ferner ein Zeitpunkt t2 zu sehen, der zeitlich nach dem Zeitpunkt t1 liegt. Er markiert den nächsten positiven Stromnulldurchgang (der Wechselspannung u_N des Stromnetzes) nach dem Zeitpunkt t1. Bei synchronem Verlauf der Ausgangsspannung u_WR und der Wechselspannung u_N wäre die Zelt zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 gleich der halben Periodendauer.

Zu dem Zeitpunkt t2 wird der Inhalt des Zählers ausgelesen (dargestellt durch den nach oben gerichteten Pfeil in Richtung der Rampe des Zählers).

Der Phasenunterschied zwischen der Ausgangsspannung u_WR des Wechselrichters zu der Wechselspannung u_N des Stromnetzes läßt sich - unter Berücksichtigung des letzten Endwertes t_WR des Zählers, also des Wertes, den er unmittelbar vor dem Zeltpunkt t1 (am Ende der letzten Rampe) hatte - berechnen:

ΔΦ_WR-Netz = t_WR/2 - t2_WR

mit
t2_WR Wert des Zählers zum Zeltpunkt t2 (dieser Wert entspricht - wegen des selbsttätigen Hochlaufs des Zählers - einer Zeitdauer).

Fig. 2 zeigt unter 2.1 bis 2.4 die gleichen Spannungen wie die Fig. 1, es sind allerdings unter 2.2 die Rechteckimpulse gegenüber der Darstellung nach 1.2 um die Zeit T_K1 nach links verschoben. Die nach oben gerichteten Pfeile in 2.4, die die Zeitpunkte markieren, an denen der aktueller Wert des Zählers ausgelesen wird, sind um Zeit T_K2 gegenüber 1.4 nach rechts verschoben. Der aktuelle Wert des Zählers wird also stets kurz nach dem positiven Nulldurchgang der Wechselspannung u_N ausgelesen.

Es soll mit Fig. 2 gezeigt werden, wie sich sehr leicht die durch Hardwarefilter und Programmlaufzeiten auftretenden konstanten Verschiebungen für den Zeitpunkt t1 und für den Zeitpunkt zum Auslesen des aktuellen Wertes des Zählers um die Zeiten T_K1 und T_K2 von ihren idealen Positionen (gemäß Fig. 1) in den Regelungsalgorithmus einbeziehen lassen; dadurch wird die Genauigkeit erhöht.

Der Phasenunterschied ΔΦ_WR-Netz berechnet sich dann zu:

ΔΦ_WR-Netz = t_WR/2 - t2_WR - T_K1 - T_K2.

Fig. 3 zeigt unter 3.1 bis 3.4 wie die Fig. 1 und die Fig. 2 auf vier Zeitachsen den Verlauf der im Zusammenhang mit Fig. 1 erläuterten Spannungen. Gegenüber der Darstellung in Fig. 2 sind die nach oben gerichteten Pfeile, die die Zeitpunkte für das Auslesen des aktuellen Zählerwertes kenntlich machen, gegenüber der Darstellung nach 2.3 um eine (Zeit-)Konstante ΔT_soll nach rechts verschoben.

Mit der Fig. 3 wird eine zusätzliche Konstante eingeführt. Für den Einsatz des Phasenvergleichs in einem System zur unterbrechungsfreien Stromversorgung ist ein Voreilen der Ausgangsspannung u_WR des Wechselrichters gegenüber dem Netz sinnvoll. Diese Voreilung soll konstant und einstellbar sein. Es wird zu ihrer Darstellung eine Konstante ΔT_soll herangezogen.

Bezieht man die vorgesehene Abweichung der Phasenlage von Null in die Berechnung der Phasenabweichung mit ein, so folgt nunmehr:

ΔΦ_WR-Netz = t_WR/2 - t2_WR - T_K1 - T_K2 - ΔT_soll.

Damit läuft eine Überwachung der Phasenlage auf eine Kontrolle der Bedingung

negative Toleranzgrenze < ΔΦ_WR-Netz < positive Toleranzgrenze

in dem Regelalgorithmus hinaus.

Dies ist besonders einfach mittels eines Programms zu realisieren, ohne daß dazu eine umständliche Einbeziehung der Sollvoreilung erforderlich wäre.

Die Lage des Zeitpunktes t1 auf der Zeitache wird durch den Zeitpunkt bestimmt, an dem die Ausgangsspannung u_WR des Wechselrichters einen negativen Nulldurchgang hat. Der Zeitpunkt t1 liegt also stets in einem Bereich, in dem die Ausgangsspannung u_WR des Wechselrichters einen fallenden Verlauf hat. Dies hat den Vorteil, daß bei Sollabweichungen der Phasenlage um null kein Vorzeichenwechsel der berechneten Phasenabweichung ΔΦ_WR-Netz im einsynchronisierten Zustand eintritt.

Der von der Steuerung der elektronischen Umschalteinrichtung aus dem Zähler ermittelte Wert der Phasenabweichung ΔΦ_WR-Netz wird über ein (vom Synchronisationsbus verschiedenes!) Bussystem der Steuerung des Wechselrichters zugeführt.

In dieser Steuerung wird ein PI-Regler mit folgender Formel realisiert:

T_P(m) = T_P(m-1) + k1 * [ΔΦ_WR-Netz(m) - ß1*ΔΦ_WR-Netz(m-1)].

Der PI-Regler liefert also die Periodendauer T_P der Ausgangsspannung u_WR des Wechselrichters. Aus dieser Periodendauer T_P ergibt sich die Abtastzeit T_A (Sample-Zeit) der Wechselrichtersteuerung gemäß folgender Beziehung:

Durch eine ständige Anpassung dieser Abtastzeit (auf den von dem Regler bestimmten Wert) wird die Synchronisation mit der Netzspannung realisiert. Bei einer Parallelschaltung mehrerer Wechselrichter müssen diese sehr schnell und genau bezüglich ihrer Ausgangsspannungen synchronisiert werden. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß einer der Wechselrichter als Master-Einheit konfiguriert und auf die Netzspannung synchronisiert ist. Er stellt seine aktuelle Abtastzeit T_A den parallel geschalteten Wechselrichtern über ein Bussystem ständig zur Verfügung. Die übrigen (als Slave- Einheiten konfigurierten) Wechselrichter übernehmen die Abtastzeit T_A. Das von der Master-Einheit auf den Synchronisationsbus ausgegebene Signal (Rechteckimpulse) wird von allen Slave-Einheiten empfangen. Eine fallende Flanke in diesem Signal löst in den Slave-Einheiten jeweils einen Interrupt aus, der ein Umschalten auf einen für das System festgelegten Samplezeitpunkt (d. h. auf einen speziellen Programmzyklus in seiner vorgebenen Abfolge von Programmzyklen) bei der nächsten vom Programmablauf günstigen Gelegenheit veranlaßt. Dabei kann es im ungünstigsten Fall noch zu Phasenabweichungen zwischen den Ausgangsspannungen der Wechselrichter von +/- 2T_A kommen. Um diese Abweichungen zu null auszuregeln, wird in jeder Wechselrichter-Steuerung intern die Zeit zwischen dem Pegelwechsel auf dem Synchronisationsbus und dem Zeitpunkt, an dem der spezielle Programmzyklus startet, gemessen.

Diese Zeit wird als Regelabweichung einem relativ langsamen Regler zugeführt, der nur eine sehr kleine Änderung der von der Master-Einheit übermittelten Abtastzeit T_A - im Falle einer von null verschiedenen Regelabweichung - bewirken soll. Auf diese Weise wird der geringe Phasenunterschied zwischen den parallel geschalteten Wechselrichtern ohne Dynamikprobleme ausgeglichen.

Eine Grobsynchronisation der parallel geschalteten Wechselrichter ist - wie beschrieben - zuvor praktisch schlagartig vorgenommen worden.

Die Synchronisation des Wechselrichters bzw. der Wechselrichter auf das Stromnetz soll nicht in jedem Fall erfolgen. Vielmehr ist es erforderlich, daß nur dann synchronisiert wird, wenn die Eingangsspannung bei dem PLL-Programm sich in vorgegebenen Grenzen bewegt und das PLL-Programm selbst synchron zum Stromnetz arbeitet. Dadurch setzt der Vorgang des Synchronisierens nur dann ein, wenn das PLL-Programm keine hohe Dynamik durch Ein- bzw. Aussynchronisieren erzeugt.

Sind diese Bedingungen nicht mehr erfüllt, so folgt der Wechselrichter dem Stromnetz nicht mehr in Frequenz und Phasenlage, sondern hält den Verlauf seiner Ausgangsspannung unverändert bei.

Das Synchronisieren beginnt stets nach Ablauf einer Verzögerung, wodurch unnötige Frequenzänderungen des Wechselrichters bei kurzen Netzfehlern vermieden werden.

Durch die hohe zulässige Änderung der Abtastzeit T_A der Steuerung der elektronischen Umschalteinrichtung zur Synchronisation des Steuerungsalgorithmus (PLL-Programm) auf das Netz und die geringe zulässige Änderung der Abtastzeit T_A, des Wechselrichters zur Synchronisation des Wechselrichters bzw. der Wechselrichter auf den Steuerungsalgorithmus der elektronischen Umschalteinrichtung wird bei Frequenzänderungen im Netz zunächst sehr schnell der Regelungsalgorithmus der elektronischen Umschalteinrichtung mit dem Netz synchronisiert, die Synchronisation der Ausgangsspannungen der Wechselrichter dauert etwas länger.

Somit ist durch die Steuerung der elektronischen Umschalteinrichtung stets eine korrekte Feststellung möglich, ob eine Phasenverschiebung vorliegt oder nicht.

Fig. 4 zeigt eine Schaltungsanordnung, mit Hilfe derer eine Synchronisation der Ausgangsspannung eines ersten Wechselrichters mit der Wechselspannung einer wählbaren Phase u, v, w des Stromnetzes erreicht wird. Dabei findet gleichzeitig eine Synchronisation der Ausgangsspannung eines zweiten Wechselrichters mit der Ausgangsspannung des ersten Wechselrichters statt.

Links sind die drei Phasen u, v, w des speisenden Stromnetzes angedeutet. Für die Synchronisation wird lediglich die Wechselspannung an einer einzigen (zuvor festgelegten) Phase u, v oder w genutzt. An das Stromnetz ist eine elektronische Umschalteinrichtung 1 eines Systems zur unterbrechungsfreien Stromversorgung angeschlossen, die mit einer digital arbeitenden Steuerung ausgerüstet ist.

Das System zur unterbrechungsfreien Stromversorgung weist zwei parallel verschaltete Wechselrichter auf, die in an sich bekannter Weise mit dem Ausgang eines an das Stromnetz angeschlossenen Gleichrichters und an eine aufladbare Batterie angeschlossen sind. Die Wechselrichter versorgen angeschlossene Verbraucher, deren unterbrechungsfreie Stromversorgung auch im Falle eines (kurzzeitigen) Netzausfalls sichergestellt sein soll.

Beide Wechselrichter weisen jeweils eine Steuerung 2 und 3 auf. Einer der beiden Wechselrichter ist als Master-Einheit konfiguriert. An seine Steuerung 2 ist ein Synchronisationsbus 4 angeschlossen, über den das weiter oben erwähnte Signal aus Rechteckimpulsen geleitet wird. Der Synchronisationsbus 4 ist mit der Steuerung 1 der elektronischen Umschalteinrichtung und mit der Steuerung des zweiten (als Slave-Einheit konfigurierten) Wechselrichters verbunden.

Zwischen der Steuerung der elektronischen Umschalteinrichtung und der Steuerung der Master-Einheit ist ein Bussystem 5 vorhanden, über das periodisch ein Wert als Maß für die Phasenabweichung der Ausgangsspannung des Wechselrichters zur Netzspannung an die Steuerung 2 der Master-Einheit übermittelt wird.

Die Steuerung 2 der Master-Einheit gibt über ein weiteres Bussystem 6 die Information über die eigene Abtastzeit T_A an die Steuerung 3 der Slave-Einheit weiter.

Weitere (als Slave-Einheiten konfigurierte) Wechselrichter können zu den vorhandenen Wechselrichtern parallel geschaltet werden. Deren Steuerung müßten - zur Erzielung einer Synchronisation aller Ausgangsspannungen der Wechselrichter - sowohl mit dem Bussystem 6 als auch mit dem Synchronisationsbus 4 verbunden sein.

Claims (10)

1. Verfahren zur Synchronisation der Ausgangsspannung eines Wechselrichters an eine Referenzwechselspannung, wobei der Wechselrichter bei störungsfreiem Stromnetz aus einem an das Stromnetz angeschlossenen Gleichrichter versorgt wird und bei Netzausfall unterbrechungsfrei aus einer Batterie, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzwechselspannung die Wechselspannung des Stromnetzes ist, daß eine Steuerung des Wechselrichters ein zu seiner Ausgangsspannung synchrones Signal aus Rechteckimpulsen erzeugt, daß die Dauer der Halbwellen der Referenzwechselspannung die Breite der Rechteckimpulse bestimmt, daß zyklisch zunächst, veranlaßt durch eine vorgebbare, periodisch auftretende Flanke eines Rechteckimpulses des mit der Ausgangsspannung des Wechselrichters synchronen Signals, mit einer festen zeitlichen Verzögerung der aktuelle Wert eines selbsttätig laufenden Zählers als ein Endwert (t_WR) erfaßt und gespeichert wird, daß anschließend unverzögert der Zähler, mit Null beginnend, neu startet, daß danach bei Erreichen einer vorgebbaren Stelle in dem Verlauf der Referenzwechselspannung der aktuelle Wert des Zählers ausgelesen wird, daß dann die Abweichung (e(m)) des ausgelesenen aktuellen Zählerwertes von dem Anteil des zuvor gespeicherten Zählerwertes bestimmt wird, der auf die Zeitspanne vom Beginn der aktuellen Periode der Referenzwechselspannung bis zum Erreichen der vorgegebenen Stelle in dem Verlauf der Referenzwechselspannung entfällt, daß schließlich die Periodendauer (T_P) der Ausgangsspannung des Wechselrichters gemäß folgender Formel angepaßt wird: T_P(m) = T_P(m-1) + k1*[e(m)-ß1*e(m-1)]mit:
k1, ß1 Reglerparameter,
m fortlaufender Index für die Taktperiode (m = 1, 2, 3 . . . ).

2. Verfahren zur Synchronisation der Ausgangsspannung eines Wechselrichters an eine Referenzwechselspannung, wobei der Wechselrichter bei störungsfreiem Stromnetz aus einem an das Stromnetz angeschlossenen Gleichrichter versorgt wird und bei Netzausfall unterbrechungsfrei aus einer Batterie, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzwechselspannung die Ausgangsspannung eines als Master-Einheit konfigurierten, parallel zu dem Wechselrichter geschalteten zweiten Wechselrichters ist, daß eine Steuerung der Master-Einheit ein zu ihrer Ausgangsspannung synchrones Signal aus Rechteckimpulsen erzeugt, daß die Dauer der Halbwellen der Referenzwechselspannung die Breite der Rechteckimpulse bestimmt, daß die Master-Einheit ständig ihre Abtastzeit (T_A) dem parallel geschalteten, als Slave-Einheit konfigurierten Wechselrichter übermittelt, daß dieser Wechselrichter die Abtastzeit (T_A) für seinen Steueralgorithmus übernimmt, daß zyklisch zunächst durch eine vorgebbare, periodisch auftretende Flanke eines Rechteckimpulses des mit der Ausgangsspannung der Master-Einheit synchronen Signals ein Interrupt in der Slave-Einheit ausgelöst wird und daß anschließend durch diesen Interrupt mit einem bestimmten Programmzyklus, der bei bestehender Synchronisation auf den Zeitpunkt der vorgebbaren, periodisch auftretenden Flanke folgt, im Steuerungsalgorithmus der Slave-Einheit fortgefahren wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung des Stromnetzes in einer Periodendauer (T_PNetz) ihrer Grundschwingung mit einer vorgebbaren Anzahl (n_A) von Abtastungen erfaßt wird, daß verschiedene, in einer vorgebbaren Abfolge abzuarbeitende Programmzyklen des Steuerungsalgorithmus zur Synchronisation der Ausgangsspannung des Wechselrichters mit der Referenzwechselspannung einzeln jeweils zwischen zwei unmittelbar benachbarten Abtastungen ausgeführt werden und daß dieser Steueralgorithmus gemäß folgender Formel während des gesamten Ablaufs des Verfahrens mit dem Stromnetz synchronisiert wird: T_PNetz(m) = T_PNetz(m-1) + k2*[ß2*b₁(m-1) - b₁(m)]mit:

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung des Wechselrichters nur dann auf die Netzspannung synchronisiert wird, wenn die Netzspannung mit ihrer Frequenz in einem parametrierten Mitziehbereich liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine positive Halbwelle der Referenzwechselspannung einen positiven Rechteckimpuls und eine negative Halbwelle einen negativen Rechteckimpuls hervorruft und daß die Breite dieser Rechteckimpulse jeweils der Breite der zugehörigen Halbwelle entspricht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß stets im Zeitpunkt eines positiven Nulldurchgangs der Referenzwechselspannung der Wert des Zählers abgefragt wird und daß die Abweichung e(m) gemäß folgender Formel bestimmt wird: e(m) = (t_WR/2) - t2_WR - t_constmit
t2_WR aktueller Wert des Zählers
t_const konstanter, vorgebbarer Wert, wobei t_const 0.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend die Zeit zwischen dem Zeitpunkt der vorgebbaren, periodisch auftretenden Flanke des Rechteckimpulses und dem Einsetzen des vorbestimmten Programmzyklus als Regelabweichung zur Feinregelung einem weiteren digitalen Regler zugeführt wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgebbare, periodisch auftretende Flanke die abfallende Flanke eine periodischen Rechteckimpulses des Signals aus Rechteckimpulsen ist.

9. Schaltungsanordnung eines Systems für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, wobei der Wechselrichter mindestens einen Verbraucher versorgt, sowohl mit dem Ausgang eines an das Stromnetz angeschlossenen Gleichrichters als auch mit einer Batterie verbunden ist und wobei eine elektronische Umschalteinrichtung vorhanden ist, die im Falle von Störungen eine unmittelbare Verbindung der Verbraucher mit dem Stromnetz herstellt, insbesondere zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselrichter und die elektronische Umschalteinrichtung jeweils mit einer Mikrocontrollersteuerung ausgerüstet sind, daß die Steuerungen über ein Bussystem verbunden sind, daß über das Bussystem von der Steuerung der elektronischen Umschalteinrichtung periodisch ein Wert für die Phasenverschiebung zwischen den zu synchronisierenden Wechselspannungen übertragen wird, daß zwischen den beiden Steuerungen zusätzlich ein Synchronisationsbus vorhanden ist, der ein mit der Ausgangsspannung des Wechselrichters synchrones Signal aus Rechteckimpulsen an die Steuerung der elektronischen Umschalteinrichtung überträgt.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselrichter als Master-Einheit konfiguriert ist, daß parallel zu der Master-Einheit mindestens ein weiterer Wechselrichter mit jeweils einer eigenen Steuerung vorhanden ist, daß die Master-Einheit über ein weiteres Bussystem mit allen Steuerungen der parallel geschalteten Wechselrichter verbinden ist, daß dieses Bussystem der Übertragung eines Wertes für die Abtastdauer (T_A) zwischen zwei unmittelbar benachbarten Abtastzeitpunkten dient und daß auch die der Master-Einheit parallel geschalteten Wechselrichter an den Synchronisationsbus angeschlossen sind.