Regelung unsymmetrisch belasteter Inselnetze durch unabhängige Wechselrichter im Parallelbetrieb

In zahlreichen Entwicklungsländern ist kein flächendeckendes Verbundnetz zur Energieversorgung vorhanden. Diese ist nur über so genannte dezentrale Inselnetze möglich. Das Institut für elektrische Antriebe, Leistungselektronik und Bauelemente (IALB), Universität Bremen beschäftigt sich mit der Regelung solcher Inselnetze, die von mehreren Einspeiseeinheiten aus vorwiegend regenerativen Quellen gespeist werden.

Beispiel Inselnetz

In der Abbildung ist beispielhaft der Aufbau eines solchen Inselnetzes zu sehen. Die Einspeiseeinheiten versorgen das Netz z. B. aus der Sonnen- oder der Wind¬energie über Frequenzumrichter. Es entsteht also eine Parallelschaltung mehrerer Wechselrichter, die aufgrund der geringen Zeitkonstanten dieser Systeme eine schnelle Regelung erfordern. Die Energieversorgung des Inselnetzes über die unterschiedlichen Einspeiseeinheiten sollte eine möglichst große Modularität und Redundanz aufweisen.

Es konnte schließlich ein System entwickelt werden, das gänzlich auf Kommunikationsverbindungen der einzelnen Einspeiseeinheiten untereinander verzichtet, so dass weitere Einspeiseeinheiten jederzeit dem Netz zugeschaltet werden können. Damit ist die Realisierung eines Inselnetzes nach dem Prinzip Plug & Generate möglich.

Messung der Lastaufteilung

In der zweiten Abbildung ist die Messung der Lastaufteilung beim Zuschalten einer zweiten Einspeiseeinheit zu sehen. Nachdem anfangs die Einspeiseeinheit eins die gesamte Leistung übernimmt (PWR1) wird die Leistung nach dem Zuschalten der zweiten Einheit zu gleichen Teilen zwischen den beiden Einspeiseeinheiten aufgeteilt (PWR1 und PWR2). Darunter sind der Strom der zweiten Einspeiseeinheit und die Netzspannung zu sehen.

Mit der am IALB entwickelten Inselnetzregelung ist die dreiphasige Versorgung von abgelegenen Regionen mit elektrischer Energie möglich. Auch bei einer unsymmetrischen Belastung des Netzes wird eine symmetrische Spannung von hoher Qualität bereitgestellt.