Simulieren und Testen
PV-Wechselrichter prüfen
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
In der Praxis
Die Programmierbarkeit der MX-Serie mit SNK-Option soll nun an einem Beispiel erläutert werden. Die Obergrenze des von der MX-Serie abgegebenen Stroms mit dem Regenerate-Control-Modus im OFF-Zustand lässt sich auf 40 A einstellen, während der größte an die MX-Serie zurückfließende Strom bei eingeschaltetem Regenerate-Control-Modus auf 10 A gesetzt werden kann.
Im regenerativen Modus funktioniert die Strombegrenzung genau umgekehrt wie im normalen Betrieb einer Stromquelle. Anstatt zur Begrenzung des Stroms die Spannung zu reduzieren, hebt die MX-Serie in einem solchen Fall die Spannung auf den vom Anwender programmierten »OVER VOLT«-Wert an. Bleibt eine Überstromsituation länger bestehen als die vom Anwender in »DELAY« programmierte Zeit, ändert die MX-Serie ihre Frequenz um den in »dFREQ« spezifizierten Wert, was in der Regel dazu führt, dass der Wechselrichter in den Offline-Modus wechselt.
Erfolgt dies nicht innerhalb der in DELAY angegebenen Zeit, senken die MX-Geräte ihre Spannung ab. Bleibt der Überstrom auch dann noch bestehen und trennt sich der Wechselrichter immer noch nicht vom Netz, öffnet das System sein Ausgangsrelais und schaltet ab. Wird als dFREQ-Wert 0 eingegeben, lässt die MX-Serie den Frequenzänderungsschritt aus und wechselt stattdessen direkt vom OVER-VOLT-Wert auf die UNDER-VOLT-Grenze.
Mit aktiviertem Regenerate-Modus unterstützt die MX-Serie den von der IEEE-Norm 1547 und anderen Standards (etwa UL 1741 und CA Rule 21) verlangten Anti-Islanding-Test im Balanced-Mode. Um die vom Wechselrichter erzeugte Energie und den Bedarf des Verbrauchers aufeinander abzustimmen, wird der Verbraucher hier so eingestellt, dass er exakt die Ausgangsleistung des Wechselrichters aufnimmt, sodass kein Strom nach außen fließt.
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Im Regenerate-Modus kann das Ausgangsrelais der Geräte bei eingeschalteter SNK-Option geöffnet werden, während sich die Spannung auf dem programmierten Wert befindet. Ist die SNK-Option nicht aktiviert, ist vor dem Öffnen des Ausgangsrelais die Ausgangsspannung auf null zu programmieren. Dank dieses Unterschieds lässt sich testen, ob der Wechselrichter erkennt, wenn die Verbindung zum öffentlichen Stromnetz unterbrochen ist.
Diese Situation kann vorkommen, wenn der Sicherungsautomat im Haus auslöst oder wenn ein Stromausfall auftritt. Die charakteristischen Unterschiede zwischen nicht angepasstem und angepasstem Zustand sind in Bild 4 zu sehen. Im linken Bild ist der Wechselrichter nicht angepasst. Er registriert binnen einer Halbwelle, dass die Stromquelle (also das öffentliche Stromnetz) nicht mehr angeschlossen ist, und trennt sich ab.
Im rechten Bild nimmt die Spannung des Wechselrichters nach dem Abtrennen der Stromquelle im Verlauf von acht bis neun Zyklen langsam zu. Hier dauert es etwa 150 ms, bis der Wechselrichter den Inselbetrieb erkennt und abschaltet. Generell erlaubt es die SNK-Option, eine ganze Reihe von Tests für regenerative Stromerzeugungssysteme durchzuführen.
Abgesehen von den Bedienelementen an der Frontplatte unterstützt auch die PC-basierte grafische Benutzeroberfläche »MXGUI« die SNK-Option. Mithilfe der »Transient-List«-Funktion (Bild 5) lässt sich das Verhalten des gesamten Systems ermitteln.
In diesem Beispiel wurde die Stromquelle so programmiert, dass sie ihre Spannung in 5-V-Schritten von 240 V auf 195 V absenkt. Starten soll dieser Vorgang 20 Sekunden nachdem sich der Wechselrichter synchronisiert und dem Netz zugeschaltet hat. Beim »Delta-Frequency«-Test wird die MX-Serie so programmiert, dass sie die normale Netzfrequenz (hier 60 Hz) um zunehmende positive und negative Beträge ändert und dabei bestimmte Zeit- und Spannungswerte einhält.
Generell zeichnet sich ab, dass Steuerungssoftware eine immer größere Bedeutung dabei gewinnt, die verschiedenen Hardware-Test-elemente zusammenzubringen und den Zeitaufwand des Anwenders zum Generieren der Testergebnisse zu reduzieren.
Da für viele Prüfanwendungen bereits Software existiert, lässt sich die Software für die individuellen Anforderungen eines Anbieters relativ einfach entwickeln.
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