Maximale Dynamik mit kompromissloser Stabilität
REGATRON bestätigt ihre Marktposition mit der neuesten Version der SOLAR ARRAY SIMULATION SAS. Das Entwicklungsziel der neu entwickelten Firmware umfasst ein modernes Regelungskonzept, welches zwei wichtige Kriterien aufweist: Maximale Stabilität bei gleichzeitiger hoher Dynamik der Regelungsvorgänge. In der Praxis zeigen sich diese Kriterien in einem sehr realitätsnahen und stabilen Verhalten der SAS, dies selbst in kritischen Betriebssituationen wie etwa dem Low Voltage Ride Through-Verhalten. Zusammen mit der hohen Messwertauflösung ergeben sich beachtliche Vorteile sowohl für die Wechselrichter-Entwicklung wie auch für die verschiedenen Teststufen in der Fabrikation.
Das Wichtigste
Seit weit über 15 Jahren wird die Solarenergie kommerziell genutzt. Bereits in den Anfangszeiten hat dabei die Simulation von Solarzellen-Arrays SAS eine bedeutende Rolle bei der Entwicklung von Wechselrichter-Konzepten gespielt: Sowohl das Verhalten bei unterschiedlicher Einstrahlung als auch die Bestimmung und Nachregelung für den «Punkt der maximalen Leistung» MPP sind in hohem Masse von einer möglichst realistischen Nachbildung von Solarzellen-Arrays abhängig.
International vernetzte Gremien haben zwischenzeitlich die sich ergebenden technischen Anforderungen an die SAS-Simulation untersucht und haben dabei verschiedene Kriterien erarbeitet, welche für eine möglichst realistische Nachbildung von Solar Arrays wichtig sind.
Kriterium 1: Kurvenstabilität der I/U-Kennlinie
Gemäss Untersuchungsresultaten gehört die Kurvenstabilität von SAS-Simulationsanlagen mit zu den obersten Kriterien für eine technisch korrekte Abbildung realer Solar-Arrays. Aufgrund der Neigung der I/U-Kurve würde sich z.B. ein Strom-Rippel unmittelbar als Rippel auf der Spannungsachse abbilden. Diese Erscheinung ist unerwünscht, da der berechnete Zusammenhang von Strom und Spannung eines gegebenen Solar Arrays erheblich gestört wird.
Der hier abgebildete «Sweep» der Spannung folgt den Wertepaaren gemäss EN 50530 und weist keinerlei Asymmetrie oder Schwingneigung auf, was die hohe Qualität der REGATRON SAS aufzeigt. Ein besonderes Augenmerk gilt dem steilen Bereich der I/U Kennlinie zwischen MPP und Leerlaufspannung, welcher während dem Aufstartvorgang oder für die netzseitigen Low Voltage Ride Through (LVRT) Tests angefahren wird. Kleinste Spannungsänderung des Inverters lösen erhebliche Sollwertänderungen der SAS aus und können somit Schwingneigung hervorrufen.
Kriterium 2: Frequenzverhalten
Die Datenaufbereitung sowie der regeltechnische Aufbau des Stromes benötigen eine bestimmte Zeit, welche sich am Ausgang des Simulators als Phasenverschiebung darstellt. Diese lässt sich durch eine periodische Anregung z.B. mit einem Sinus-Rippel von 100 Hz gut nachweisen.
Zusammenfassung
- Durch die Verwendung der neuen REGATRON G5 Firmware konnte die Regelstabilität trotz höchster Regeldynamik der SAS nochmals deutlich gesteigert werden. Dies äussert sich sowohl bei der Kurvenstabilität über den gesamten Bereich als auch bei der Phasenverschiebung zwischen Spannungs- und Stromrippel.
- Die hohe Datenrate der G5-Geräte trägt zur Stabilität und Genauigkeit der MPP-Berechnung bei und schafft damit überzeugende und reproduzierbare Bedingungen für die Entwicklung und das Austesten von Konzepten für moderne Solar-Wechselrichter.
- Modulares und regeltechnisch skalierbares G5-Konzept von wenigen kW bis in den MW-Bereich mit bis zu 3000 VDC.
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