VDE|FNN beschreibt Störeinflüsse auf die Bestimmung der Netzfrequenz in Wechselrichtern.
13.10.2017 576 0

Robuste Bestimmung der Netzfrequenz für zuverlässige Anlagensteuerung

VDE|FNN beschreibt Störeinflüsse auf die Bestimmung der Netzfrequenz

Das Wichtigste in Kürze

  • Wechselrichterbasierte Erzeugungsanlagen müssen in Situationen, in denen die Systemstabiltät gefährdet ist, schnell auf Frequenzänderungen reagieren
  • Qualität und Störfestigkeit der Frequenzmessung rücken daher in den Fokus
  • VDE|FNN beschreibt in einem Hinweis erstmals Auswirkungen von Störeinflüssen auf die Bestimmung der Netzfrequenz, die bei der Auslegung von Erzeugungsanlagen und deren Schutzfunktionen, aber auch bei der Anforderungserstellung beachtet werden müssen
  • VDE|FNN unterstützt so die Einhaltung einer Mindeststörfestigkeit von Verfahren zur Bestimmung der Netzfrequenz
  • VDE|FNN gibt Empfehlungen für Messgenauigkeiten und Ansprechzeiten für verschiedene Anwendungsfälle

Im Zuge der Energiewende wird immer mehr dezentrale Erzeugungsleistung per Wechselrichter an das Netz angebunden, allen voran Photovoltaik- und Windenergieanlagen. Sie müssen künftig auf Änderungen der Netzfrequenz schnell reagieren und gegensteuern können. Bisher gab es aber noch keine einheitlichen Kriterien, wie genau die Frequenzmessung in Wechselrichtern sein muss und vor allem wie mit netzseitigen Störgrößen bei der Messung umzugehen ist. Hierzu hat das Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE (VDE|FNN) den Hinweis „Auswirkungen netzseitiger Störeinflüsse auf die Ermittlung und Bewertung der Netzfrequenz“ veröffentlicht.

Für eine robuste Regelung und Fehlerdetektion in elektrischen Netzen ist die Netzfrequenz eine wichtige Größe. In schnell wechselnden (transienten) Netzzuständen ist die Netzfrequenz jedoch in der Regel nicht eindeutig definierbar. In der Regel muss daher ein Kompromiss zwischen einer sehr genauen und einer sehr schnellen Messung gefunden werden. So ist zum Beispiel bei schnellen, aber kontinuierlichen Frequenzänderungen eine schnelle Ermittlung der Netzfrequenz erforderlich, um netzstabilisierende Maßnahmen ergreifen zu können. In diesen Situationen ist allerdings meist nicht unbedingt eine sehr hohe Genauigkeit erforderlich.

Der FNN-Hinweis erläutert Kriterien, mit denen beliebige Verfahren zur Ermittlung der Netzfrequenz in ihrer Qualität verglichen werden können. Sie alle basieren dabei auf gemessenen Spannungsverläufen. Das Augenmerk liegt hierbei insbesondere auf der Anwendung in der Steuerung von wechselrichterbasierten Erzeugungsanlagen, aber auch in Messgeräten und in der Schutztechnik.

Zielgruppen

  • Hersteller von Photovoltaik- und Windkraftanlagen sowie allen anderen wechselrichterbasierten dezentralen Erzeugungsanlagen
  • Hersteller von Messgeräten und Schutztechnik
  • Netzbetreiber

Nutzen und Verbesserung
Der vorliegende FNN-Hinweis schafft ein Bewusstsein für die relevanten Phänomene im Zusammenhang mit der Frequenzbestimmung. Er gibt somit Hilfestellung bei der Deutung von Messdaten, der Analyse von Störfällen und letztlich der Richtlinienerstellung.

Der Hinweis ist Teil der Aktivitäten von VDE|FNN, innovative Technologien wie fehlerrobuste Frequenzmesseinrichtungen in Wechselrichtern schneller alltagstauglich und systemkompatibel zu machen.