Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen spannungsstellenden Wechselrichter sowie einen Energieerzeugungsanlage mit einem solchen Wechselrichter.

Im Rahmen der Energiewende kommt spannungsstellenden Wechselrichtern eine zunehmende Bedeutung zu. Ein Einsatzbereich solcher Wechselrichter ist die Bereitstellung eines Wechselspannungsnetzes ohne eine Anbindung an ein übergeordnetes Wechselspannungsnetz, da diese Wechselrichter alleine oder zusammen mit anderen spannungsstellenden Wechselrichtern in der Lage sind, eigenständig ein solches Netz aufzubauen und auch bei variierender Last stabil zu betreiben. Soll eine Gruppe von spannungsstellenden Wechselrichtern gemeinsam ein Inselnetz betreiben, ohne dass eine aufwändige Kommunikation zwischen den einzelnen Wechselrichtern oder die Erzeugung einer hochpräzisen Referenzfrequenz erforderlich ist, schlägt die Schrift DE101 40 783 A1 vor, eine Sollspannung als Referenz zu erzeugen, deren Frequenz mittels einer Frequenzstatik aus einer aktuellen Wirkleistung und deren Amplitude mittels einer Spannungsstatik aus einer aktuellen Blindleistung des Wechselrichters bestimmt wird. Zusätzlich wird eine Phasen-Vorsteuerung vorgesehen, um ein Pendeln der Leistung zwischen den Wechselrichtern wirksam zu unterdrücken. Die Aufteilung der Blind- und Wirkleistung zwischen den Wechselrichtern wird hierbei durch die relative Lage der hinterlegten Statiken definiert.

Es kommt aber vermehrt die Anforderung hinzu, dass spannungsstellende Wechselrichter auch an einem übergeordneten Wechselspannungsnetz betreibbar sein sollen. In dieser Situation sind diese Wechselrichter in der Lage, Schwankungen der Netzparameter Frequenz und Amplitude spontan entgegenzuwirken, und sie können so zur Stabilität des Netzes beitragen. Es ist hierbei wünschenswert, dass sich die Regelung des Wechselrichters bei Vorhandensein eines übergeordneten Netzes von der Regelung eines Inselnetzes möglichst wenig unterscheidet, um einen reibungslosen Weiterbetrieb eines Teilnetzes zu ermöglichen, wenn dieses von dem übergeordneten Netz getrennt wird. Weiterhin ist es wünschenswert, dass sich im Inselnetzfall eine vorgebbare Leistungsaufteilung zwischen den mit dem Inselnetz verbundenen Wechselrichtern ohne Kommunikation spontan einstellt und auch bei Zuschalten oder Abschalten einzelner Wechselrichter die erforderliche Gesamtleistung sich spontan entsprechend unter den vorhandenen Wechselrichtern aufteilt. Bei Vorhandensein eines übergeordneten Netzes soll es möglich sein, die Leistung der einzelnen Wechselrichter durch Sollwertvorgaben individuell zu steuern. Entsprechend ist es Aufgabe dieser Erfindung, einen spannungsstellenden Wechselrichter beziehungsweise eine Energieerzeugungsanlage aufzuzeigen, die diese Anforderungen erfüllen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Wechselrichter mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungen des Wechselrichters sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Eine Energieerzeugungsanlage weist hierbei zwei solche Wechselrichter auf und ist in den Ansprüchen 6 bis 9 beschrieben.

Ein erfindungsgemäßer spannungsstellender Wechselrichter umfasst einen inneren Regelkreis mit einem Sollwerteingang zum Empfang eines Sollwertsignals für eine vom Wechselrichter bereitzustellende Wirkleistungskomponente und einen Istwerteingang zum Empfang eines aktuellen Istwerts einer bereitgestellten Wirkleistungskomponente des Wechselrichters. Der innere Regelkreis ist ein Regler mit Proportionalanteil und Integralanteil und ist dazu eingerichtet, aus der Differenz zwischen dem Sollwertsignal und dem aktuellen Istwert als Reglereingangsgröße eine Frequenzverschiebung als Reglerausgangsgröße zu bestimmen. Der Wechselrichter ist weiterhin dazu eingerichtet, eine um die bestimmte Frequenzverschiebung von einer vorgegebenen Grundfrequenz abweichende Wechselspannung an einem Ausgang des Wechselrichters zu stellen, an dem der Wechselrichter an ein Verteilnetz angeschlossen werden kann.

Der erfindungsgemäße Wechselrichter umfasst weiterhin einen äußeren Regelkreis, der dazu eingerichtet ist, in einem Inselnetzbetrieb dem Sollwerteingang ein Sollwertsignal in Abhängigkeit der bestimmten Frequenzverschiebung zuzuführen. Durch das Zusammenwirken des inneren Regelkreises und des äußeren Regelkreises in einem Inselnetzbetrieb ist der Wechselrichter in der Lage, über die Vermittlungsgröße der Frequenz beziehungsweise der Frequenzverschiebung eine Abstimmung der bereitzustellenden Wirkleistung mit anderen Wechselrichtern, falls vorhanden, durchzuführen, um den Wirkleistungsgesamtbedarf des angeschlossenen Netzes jederzeit und ohne weitere Kommunikation gerecht zu werden.

Bevorzugt ist der Wechselrichter in einem netzgeführten Betrieb dazu eingerichtet, dem Sollwerteingang ein externes Signal zuzuführen. Hierdurch kann in dem netzgeführten Betrieb über das externe Signal die von dem Wechselrichter bereitgestellte Wirkleistung leicht über das äußere Signal gesteuert werden, so dass einem Verteilnetz eine gewünschte Wirkleistung zugeführt wird.

In einer bevorzugten Ausführung umfasst der erfindungsgemäße Wechselrichter zusätzlich einen weiteren inneren Regelkreis mit einem weiteren Sollwerteingang zum Empfang eines weiteren Sollwertsignals für eine vom Wechselrichter bereitzustellende Blindleistungskomponente und einen weiteren Istwerteingang zum Empfang eines aktuellen Istwerts der bereitgestellten Blindleistungskomponente, wobei der weitere innere Regelkreis ein Regler mit Proportionalanteil und Integralanteil ist und dazu eingerichtet ist, aus der Differenz zwischen dem weiteren Sollwertsignal und dem aktuellen Istwert der bereitzustellenden Blindleistungskomponente als Reglereingangsgröße eine Spannungsamplitudenverschiebung als Reglerausgangsgröße zu bestimmen. Der Wechselrichter ist hierbei dazu eingerichtet, eine um die bestimmte Spannungsamplitudenverschiebung von einer vorgegebenen Grundamplitude abweichende Wechselspannung an dem Ausgang zu stellen. Weiterhin umfasst der Wechselrichter einen äußeren Regelkreis, der dazu eingerichtet ist, in einem Inselnetzbetrieb dem weiteren Sollwerteingang ein weiteres Sollwertsignal in Abhängigkeit der bestimmten Spannungsamplitudenverschiebung zuzuführen.

Durch diese zusätzliche Reglerstruktur kann der erfindungsgemäße Wechselrichter in dem Inselnetzbetrieb neben der Wirkleistung auch eine Blindleistung bedarfsgerecht stellen, wobei die Reglerstruktur über die Vermittlungsgröße der Spannungsamplitude ebenfalls ohne eine weitere Kommunikation zwischen eventuell vorhandenen weiteren Wechselrichtern einen Blindleistungsanteil des erfindungsgemäßen Wechselrichters am gesamten Blindleistungsbedarf des angeschlossenen Netzes bestimmt.

Bevorzugt sind der äußere Regelkreis und/oder der weitere äußere Regelkreis als Proportionalregler mit einem vorgegebenen Proportionalkoeffizienten ausgeführt. Hierdurch wird ein linearer Zusammenhang zwischen den jeweiligen Reglereingangsgrößen und Reglerausgangsgrößen erreicht.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind der Sollwert und der Istwert für die bereitgestellte Wirkleistungskomponente und der Sollwert für die bereitzustellende Wirkleistungskomponente Stromwerte, so dass der innere Regelkreis eine Stromregelung umfasst.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Energieerzeugungsanlage, umfassend einen ersten Wechselrichter mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften und einen zweiten Wechselrichter mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften, der mit dem ersten Wechselrichter AC-seitig parallel verbunden ist, wobei eine zentrale Steuerung in einem netzgeführten Betrieb den Wechselrichtern an ihren Sollwerteingängen individuelle Sollwertsignale zuführt, und weiterhin Statussignale zuführt, um die Wechselrichter zwischen einem netzgeführten Betrieb und einem Inselbetrieb umzuschalten. Es ist hierbei denkbar, dass die individuellen Sollwertsignale nur in einem netzgeführten Betrieb zugeführt werden. In einem Inselbetrieb können die Sollwertsignale entfallen, so dass die beiden Wechselrichter eigenständig eine erforderliche Aufteilung der bereitzustellenden Leistungskomponenten über die Vermittlungsgrößen Frequenz und Spannungsamplitude untereinander abstimmen. Es ist aber auch denkbar, dass zumindest einer der Wechselrichter weiterhin Sollwertsignale erhält und seine Leistungsbereitstellung danach ausrichtet. Insbesondere kann die zentrale Steuerung weiterhin den Wechselrichtern individuelle Frequenzverschiebungssignale zuführen, wobei die Wechselrichter dazu eingerichtet sind, ihre Grundfrequenz entsprechend des ihnen zugeführten Frequenzverschiebungssignals anzupassen.

Alternativ oder zusätzlich kann die zentrale Steuerung weiterhin den Wechselrichtern individuelle Spannungsamplitudenverschiebungssignale zuführen, wobei die Wechselrichter dazu eingerichtet sind, ihre Grundamplitude entsprechend des ihnen zugeführten Spannungsamplitudenverschiebungssignals anzupassen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die zentrale Steuerung weiterhin den Wechselrichtern individuelle Koeffizientenwerte zuführen, wobei die Wechselrichter dazu eingerichtet sind, ihre in ihrem äußeren Regelkreis verwendeten Proportionalkoeffizienten entsprechend des ihnen zugeführten Koeffizientenwerts anzupassen. Auf diese Weise kann die zentrale Steuerung Einfluss auf die Aufteilung der bereitzustellenden Gesamtleistungskomponente unter den beteiligten Wechselrichtern nehmen.

Im Folgenden wird die Erfindung mithilfe von Figuren dargestellt, von denen

Fig. 1 einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Energieerzeugungsanlage,

Fig. 2 eine Ausführung einer Regelstrecke für die Bereitstellung von Wirkleistung in einem erfindungsgemäßen Wechselrichter,

Fig. 3 eine Ausführung einer Regelstrecke für die Bereitstellung von Blindleistung in einem erfindungsgemäßen Wechselrichter,

Fig. 4 eine beispielhafte, in einem Proportionalregler der Regelstrecke hinterlegten Kennlinie

Fig. 5 unterschiedlich parametrierte Kennlinien zweier Wechselrichter in einer erfindungsgemäßen Energieerzeugungsanlage, sowie

Fig. 6 einen Zeitverlauf von durch zwei erfindungsgemäße Wechselrichter bereitgestellte Leistungen in einem Betriebsszenario zeigen.

Fig. 1 zeigt einen Aufbau einer erfindungsgemäßen Energieerzeugungsanlage 10, die eine Mehrzahl von spannungsstellenden Wechselrichtern 16 aufweist, die mit einer zentralen Steuerung 15 kommunikativ verbunden sind, so dass Steuersignale von der Steuerung 15 zu den Wechselrichtern 16, aber gegebenenfalls auch Signale in umgekehrter Richtung übertragen werden können.

Die Wechselrichter 16 sind jeweils über Trennschalter 14 mit einem gemeinsamen Verteilnetz verbunden, um mit diesem Leistung auszutauschen, insbesondere Wirkleistung und Blindleistung bereitzustellen. Das Verteilnetz, an dem weitere Lasten 17 angeschlossen sein können, ist wiederum über einen Netztrennschalter 13 und einen Transformator 12 an ein übergeordnetes Netz 11 , beispielsweise ein Mittelspannungsnetz, angeschlossen.

Durch die Verwendung von spannungsstellenden Wechselrichtern 16 mit ausreichender Leistungskapazität und entsprechenden angeschlossenen Quellen, beispielsweise PV- Generatoren oder Batterien, ist es möglich, die Lasten 17 auch dann über das Verteilnetz zuverlässig mit Leistung zu versorgen, wenn der Netztrennschalter 13 geöffnet wird, so dass das Verteilnetz vom übergeordneten Netz 11 separiert ist. In diesem Fall sorgen die Wechselrichter 16 gemeinsam für stabile elektrische Parameter, insbesondere Spannung und Frequenz, im zulässigen Wertebereich. Der Netztrennschalter 13 kann hierbei manuell, aber auch von der Steuerung 15 betätigt werden. Die Steuerung 15 kann außerdem individuelle Sollwertvorgaben, sowie auch Statussignale, beispielsweise ein Signal, das anzeigt, ob eine Verbindung des Verteilnetzes an das übergeordnete Netz 11 besteht, an die Wechselrichter 16 übertragen. Hierzu überwacht die Steuerung 15 den Netzzustand mit einem geeigneten Sensor 18 beziehungsweise kann die Steuerung 15 den Netzzustand auch aktiv über eine Ansteuerung des Netztrennschalters 13 beeinflussen oder passiv über eine Schaltzustandsüberwachung des Netztrennschalters 13 bestimmen.

In Fig. 2 ist eine Reglerstruktur für die Bereitstellung von Wirkleistung in einem erfindungsgemäßen Wechselrichter dargestellt. Die Beschreibung der Wirkungsweise der Reglerstruktur beginnt unter der Annahme, dass eine Vorgabeeinheit 20, die Bestandteil der in Fig. 1 gezeigten Steuerung 15 sein kann, eine individuelle Sollwertvorgabe Id.soii in die Reglerstruktur einspielt und einen Zustandsschalter 23 so ansteuert, dass diese Sollwertvorgabe Id.soii mit einem Istwert Id, ist verglichen und eine Differenz Aid zwischen beiden Größen als Eingangsgröße an einen inneren Regler 22 übertragen wird. Die Sollwertvorgabe Id, son und der Istwert Id, ist sind in diesem Fall Werte einer Mitsystemkomponente der vom Wechselrichter bereitgestellten Stromamplitude, können aber alternativ auch andere, die bereitzustellende beziehungsweise bereitgestellte Wirkleistung kennzeichnende elektrische Größen sein.

Der innere Regler 22 ist bevorzugt als Proportional-Integral-Regler ausgeführt und stellt als Ausgangsgröße eine Frequenzabweichung Af bereit, um die eine durch den Wechselrichter an seinem Ausgang gestellte Frequenz f _S0 n von einer Grundfrequenz fo abweicht. Die Grundfrequenz f ₀ wird hier durch die Vorgabeeinheit 20 bereitgestellt, kann aber auch ein vorgegebener Festwert sein. Da die durch den Wechselrichter gestellte Frequenz f _so n wiederum direkte Auswirkung auf den Istwert l _d st hat, wirkt der innere Regler 22 darauf hin, dass die gestellte Frequenzabweichung Af zu einem Istwert Id, ist führt, der dem Sollwert l _d ,soii entspricht. Bei der oben angenommenen Ansteuerung des Zustandsschalters 23 bewirkt der innere Regler 22 daher eine Einhaltung des durch die Vorgabeeinheit 20 vorgegebenen Sollwerts l _d , _S0 n durch den Wechselrichter.

In dem Fall, dass die Vorgabeeinheit 20 den Zustandsschalter 23 so ansteuert, dass der Sollwert l _d , son nicht von der Vorgabeeinheit 20, sondern von einer Ausgangsgröße eines äußeren Reglers 21 vorgegeben wird, ergibt sich ein anderes Verhalten des Wechselrichters. Der äußere Regler 21 ermittelt in diesem Fall anhand einer Abweichung Af einer aktuell vom Wechselrichter gestellten Frequenz von einer vorgegebenen Grundfrequenz f ₀ einen Sollwert für die Größe l _d ,soii, die anstelle einer von der Vorgabeeinheit 20 generierten Größe mit dem Istwert l _d ,i _s t verglichen und deren Differenz als Eingangsgröße an den inneren Regler 22 übertragen wird. Der äußere Regler 21 ist bevorzugt als reiner Proportional-Regler ausgebildet, so dass der Sollwert innerhalb zulässiger Reglergrenzen linear mit einem Proportionalitätskoeffizienten a von der Frequenzabweichung Af abhängt. Dieser Koeffizient a wird in Fig. 2 von der Vorgabeeinheit 20 in variierbarer Weise übertragen, kann aber auch ein vorgegebener Festwert sein. Eine Variation des Koeffizienten a ermöglicht es der Vorgabeeinheit 20, unterschiedlichen Wechselrichtern, die mit der Vorgabeeinheit 20 verbunden sind, unterschiedliche Werte für den Koeffizienten a, sowie auch unterschiedliche Werte für die Grundfrequenz fo vorzugeben und damit Einfluss auf eine anteilige Aufteilung einer durch die Wechselrichter bereitzustellende gesamten Wirkleistung zu nehmen. Hierauf wird im Folgenden in Verbindung mit der Fig. 5 genauer eingegangen.

Die Reglerstruktur mit dem inneren Regler 22, dem äußeren Regler 21 und dem Zustandsschalter 23 sind Bestandteile eines Wechselrichters.

In Fig. 3 ist eine weitere, vergleichbar aufgebaute Reglerstruktur für die Bereitstellung von Blindleistung in einem erfindungsgemäßen Wechselrichter dargestellt. Die Beschreibung der Wirkungsweise der Reglerstruktur beginnt auch hier unter der Annahme, dass eine Vorgabeeinheit 20, die Bestandteil der in Fig. 1 gezeigten Steuerung 15 sein kann, eine individuelle Sollwertvorgabe l _q , _so ii in die Reglerstruktur einspielt und einen Zustandsschalter 33 so ansteuert, dass diese Sollwertvorgabe l _q , _S0 n mit einem Istwert l _q , _is t verglichen und eine Differenz Al _q zwischen beiden Größen als Eingangsgröße an einen inneren Regler 32 übertragen wird. Die Sollwertvorgabe l _q , _S0 n und der Istwert l _q , _is t sind in diesem Fall Werte einer Gegensystemkomponente des vom Wechselrichter bereitgestellten Stromamplitude, können aber alternativ auch andere, die bereitzustellende beziehungsweise bereitgestellte Wirkleistung kennzeichnenden elektrischen Größen sein.

Der innere Regler 32 ist ebenfalls bevorzugt als Proportional-Integral-Regler ausgeführt und stellt als Ausgangsgröße eine Abweichung AU einer Spannungsamplitude bereit, um die eine durch den Wechselrichter an seinem Ausgang gestellte Spannung U _S0 n von einer Grundspannung Uo abweicht. Die Grundspannung Uo wird hier durch die Vorgabeeinheit 20 bereitgestellt, kann aber auch ein vorgegebener Festwert sein. Da die durch den Wechselrichter gestellte Spannungsamplitude U _S0 n wiederum direkte Auswirkung auf den Istwert Iq st hat, wirkt der innere Regler 32 darauf hin, dass die gestellte Abweichung AU der Spannungsamplitude zu einem Istwert l _q , _is t führt, der dem Sollwert l _q , _S0 n entspricht. Bei der oben angenommenen Ansteuerung des Zustandsschalters 33 bewirkt der innere Regler 32 daher einen Einhaltung des durch die Vorgabeeinheit 20 vorgegebenen Sollwerts l _q , _so ii durch den Wechselrichter.

In dem Fall, dass die Vorgabeeinheit 20 den Zustandsschalter 33 so ansteuert, dass der Sollwert l _q ,soii nicht von der Vorgabeeinheit 20, sondern von einer Ausgangsgröße eines äußeren Reglers 31 vorgegeben wird, ergibt sich ein anderes Verhalten des Wechselrichters. Der äußere Regler 31 ermittelt in diesem Fall anhand einer Abweichung AU einer aktuell vom Wechselrichter gestellten Spannungsamplitude von einer vorgegebenen Grundspannung Uo einen Sollwert für die Größe l _q , _S0 n, die anstelle einer von der Vorgabeeinheit 20 generierten Größe mit dem Istwert l _q , _is t verglichen und deren Differenz aus Eingangsgröße an den inneren Regler 32 übertragen wird. Der äußere Regler 31 ist bevorzugt als reiner Proportional-Regler ausgebildet, so dass der Sollwert innerhalb zulässiger Reglergrenzen linear mit einem Proportionalitätskoeffizienten b von der Abweichung AU der Spannungsamplitude abhängt. Dieser Koeffizient b wird in Fig. 3 von der Vorgabeeinheit 20 in variierbarer Weise übertragen, kann aber auch ein vorgegebener Festwert sein. Eine Variation des Koeffizienten b ermöglicht es der Vorgabeeinheit 20, unterschiedlichen Wechselrichtern, die mit der Vorgabeeinheit 20 verbunden sind, unterschiedliche Werte für den Koeffizienten b, sowie auch unterschiedliche Werte für die Grundspannung Uo vorzugeben und damit Einfluss auf eine anteilige Aufteilung einer durch die Wechselrichter bereitzustellende gesamten Blindleistung zu nehmen.

Fig. 4 zeigt einen Verlauf einer Kennlinie 41 des äußeren Reglers 21 aus Fig. 2. Auf der x- Achse ist eine Frequenzabweichung Af als Eingangsgröße des äußeren Reglers 21 aufgetragen. Der daraus resultierende Sollwert, der eine Stromamplitude Id im Mitsystem oder eine andere, mit einer bereitzustellenden Wirkleistung des den äußeren Regler 21 umfassenden Wechselrichters verknüpften Regelgröße P sein kann, variiert linear mit dem Koeffizienten a als Funktion der Frequenzabweichung Af. Entsprechend kann der äußere Regler 31 aus Fig. 3 in der Weise gestaltet werden, dass als Ausgangsgröße des äußeren Reglers 31 eine mit einer bereitzustellenden Blindleistung des den äußeren Regler 31 umfassenden Wechselrichters verknüpfte Regelgröße Q, beispielsweise eine Gegensystemkomponente l _q der Stromamplitude, linear mit dem Koeffizienten b als Funktion einer Abweichung AU der Spannungsamplitude von einer Grundspannung Uo gestellt wird.

Um einen Einfluss der von der Vorgabeeinheit 20 variabel vorgebbaren Werte des Koeffizienten a sowie der Grundfrequenz fo auf eine Aufteilung einer bereitzustellenden gesamten Wirkleistung zwischen zwei Wechselrichtern zu erläutern, sind in Fig. 5 beispielhaft eine erste Kennlinie 51 einer Stromamplitude Id im Mitsystem oder einer anderen, mit einer bereitzustellenden Wirkleistung verknüpften Regelgröße P eines ersten Wechselrichters gezeigt, dem die Werte a1 als Koeffizient des äußeren Reglers und die Grundfrequenz f _Oi vorgegeben sind. Entsprechend ist eine zweite Kennlinie 52 einer Stromamplitude l _d im Mitsystem oder einer anderen, mit einer bereitzustellenden Wirkleistung verknüpften Regelgröße P eines zweiten Wechselrichters gezeigt, dem die Werte a2 als Koeffizient des äußeren Reglers und die Grundfrequenz f ₀₂ vorgegeben sind. Auf diese Weise ist es möglich, Frequenzbereiche zu definieren, in denen die Wirkleistung mehrheitlich vom ersten Wechselrichter bereitgestellt wird, und solche Frequenzbereiche, in denen die Wirkleistung mehrheitlich vom zweiten Wechselrichter bereitgestellt wird. Diese Aufteilung kann selbstverständlich auch zeitlich variabel gestaltet werden und insbesondere auch von aktuellen Betriebsbedingungen wie einer Brückentemperatur oder einem Ladezustand eines an den jeweiligen Wechselrichter angeschlossenen Speichers abhängig gemacht werden. In analoger Weise kann auch die Aufteilung einer bereitzustellenden Blindleistung zwischen Wechselrichtern durch variable Vorgaben von Koeffizienten b1,2,..n und Grundspannung Uoi,o2,..on zwischen zwei oder mehreren Wechselrichtern flexibel gestaltet werden.

In Fig. 6 wird die Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung anhand eines ersten zeitlichen Verlaufs 61 (gestrichelte Linie) einer durch einen ersten erfindungsgemäßen Wechselrichter bereitgestellten Wirkleistung P und eines zweiten zeitlichen Verlaufs 62 (durchgezogene Linie) einer durch einen zweiten erfindungsgemäßen Wechselrichter bereitgestellten Wirkleistung P veranschaulicht. In einem ersten Zeitabschnitt I wird ein Inselnetz alleine durch den ersten Wechselrichter gestellt, wobei eine überschüssige Energie im Inselnetz zum Laden eines an den ersten Wechselrichter angeschlossenen Speichers verwendet wird. Im zweiten Zeitabschnitt II benötigt eine Last im Inselnetz eine Betriebsleistung P , die alleine vom ersten Wechselrichter bereitgestellt wird. Zu Beginn des dritten Zeitabschnitts III wird bei unverändertem Lastbedarf der zweite Wechselrichter zugeschaltet. Nach einem kurzen Übergang wird der Lastbedarf entsprechend der in den beiden Wechselrichtern hinterlegten Koeffizienten a1, a2 des äußeren Reglers und der hinterlegten Grundfrequenzen foi , fo2 die Betriebslast P zwischen den Wechselrichtern aufgeteilt. Zu Beginn des vierten Zeitabschnitts IV wird bei unverändertem Lastbedarf der erste Wechselrichter abgeschaltet. Sofort übernimmt der zweite Wechselrichter die volle Betriebslast P , so dass ein kontinuierlicher Weiterbetrieb des Inselnetzes auch bei Zuschalten oder Abschalten von einzelnen Wechselrichtern ohne erforderliche Kommunikation sichergestellt ist.

Bezugszeichenliste

10 Energieerzeugungsanlage

11 Netz

12 T ransformator

13 Netztrennschalter

14 Trennschalter

15 Steuerung

16 Wechselrichter

17 Last

18 Sensor

20 Vorgabeeinheit

21 äußerer Regler

22 innerer Regler

31 äußerer Regler

32 innerer Regler

41 Kennlinie

51, 52 Kennlinie

61, 62 Leistungsverlauf