Da die Netze in der GUS, im Nahen Osten und in Südostasien mehr Solar- und BESS-Kapazität absorbieren, stellen Verbindungsstudien zunehmend eine Frage, die vor fünf Jahren kaum existierte: Kann Ihr Wechselrichter das Netz bilden oder ihm nur folgen? Eine falsche Antwort in der Entwurfsphase kann dazu führen, dass die Studie zum Netzkodex fehlschlägt und die Anlage Monate vor der Inbetriebnahme umgestaltet wird.
Was macht einen Wechselrichter „netzbildend“?
A netzbildender (GFM) Wechselrichter regelt seinen Ausgang als Spannungsquelle mit einem festen internen Phasenwinkel und einer festen Größe, die gleiche Rolle, die ein rotierender Synchrongenerator schon immer gespielt hat. Es kann Spannung und Frequenz unabhängig einstellen, Störungen durch Einspeisung eines schnellen Fehlerstroms überwinden und – in der richtigen Konfiguration – einen stromlosen Bus ohne externe Referenz mit Strom versorgen. Ein konventionelles netzfolgender (GFL) WechselrichterIm Gegensatz dazu handelt es sich um eine Stromquelle: Sie misst über einen Phasenregelkreis die im Netz vorhandene Spannung und Frequenz und speist synchron dazu Strom ein. Wenn man den Netzbezug wegnimmt, hat ein reiner GFL-Wechselrichter nichts mehr zu bieten.
Netzkonforme Wechselrichter: Der etablierte Standard
Die rasterorientierte Steuerung ist die Standardeinstellung Solarwechselrichter im Versorgungsmaßstab seit zwei Jahrzehnten, weil es einfach und kostengünstig ist und in Netzen mit reichlich synchroner Erzeugung gut funktioniert, um die Spannungs- und Frequenzreferenz festzulegen. Die überwiegende Mehrheit der weltweit installierten String- und Zentralwechselrichterkapazität ist netzorientiert, und für ein stark vernetztes Netz mit geringer Verbreitung erneuerbarer Energien ist dies nach wie vor die richtige wirtschaftliche Wahl. Die Einschränkung zeigt sich, wenn der Anteil erneuerbarer Energien zunimmt: Ein Netz mit zu wenigen Spinnmaschinen und zu vielen GFL-Wechselrichtern kann während eines Fehlers die Frequenzstabilität verlieren, weil nichts aktiv die Referenz hält, von der die GFL-Flotte abhängt.
Warum die Gitterbildung bei schwachen Gittern und Standorten mit hohem BESS wichtig ist
Dies ist genau das Szenario, das viele Kunden von Econo Solar planen: abgelegene Netzsegmente in Zentralasien, Insel- und Bergbau-Mikronetze in Südostasien und Übertragungsnetze im Nahen Osten, die schneller Gigawatt an Solar- und Speicherkapazitäten hinzufügen, als neue Übertragungs- und Synchronkapazitäten aufgebaut werden können. Auf diesen Systemen beginnen Netzbetreiber, GFM-Anforderungen direkt in Verbindungscodes zu schreiben, insbesondere für Batterie-Energiespeicher Anlagen, die den Kurzschlussstrom und die Trägheitsreaktion liefern können, die ein schwaches Netz benötigt. Ein GFM-fähiges ST255CS-2H PCS kann beispielsweise die lokale Spannung und Frequenz während eines Fehlers in einem Netzabschnitt stabilisieren, der andernfalls eine reine GFL-Solaranlage außer Betrieb setzen würde.
Die netzbildenden Plattformen von Sungrow
Sungrow hat die Grid-Forming-Steuerung als per Firmware auswählbarer Modus auf mehreren Versorgungs- und Speicherplattformen eingeführt und nicht in einer separaten Produktlinie. Auf der Speicherseite sind PCS-Einheiten im MGL060- und ST255CS-2H-Familien unterstützen den GFM-Betrieb für Mikronetz- und schwache Netzanwendungen, einschließlich Schwarzstart-Sequenzierung, wenn sie mit der entsprechenden Anlagensteuerung gekoppelt sind. Auf der Solarseite werden die Zentralwechselrichterplattformen von Sungrow im großen Versorgungsmaßstab eingesetzt Netzwechselrichter Bereitstellungen werden in ausgewählten Märkten anhand der GFM-inklusiven Netzcodes zertifiziert, sobald diese Codes fertiggestellt sind. Da es sich bei GFM um eine Firmware- und Regelkreisfunktion und nicht um eine Hardware-SKU handelt, hängt die genaue Verfügbarkeit vom Modell, der Firmware-Revision und dem Zielnetzcode ab. Bestätigen Sie immer den aktuellen Zertifizierungsstatus mit Ihrem Econo Solar-Vertriebstechniker, bevor Sie die Ausrüstung anhand eines einzeiligen Diagramms fertigstellen.
| Charakteristisch | Rasterfolgend | Gitterbildend |
|---|---|---|
| Kontrollreferenz | Folgt der gemessenen Netzspannung/Frequenz (Stromquelle) | Stellt die eigene Spannung/Frequenz ein (Spannungsquelle) |
| Blackout / Inselstart | Ohne externe Referenz kann nicht gestartet werden | Kann einen Inselabschnitt mit einem Schwarzstart versehen |
| Fehlerüberbrückung | Begrenzter schneller Fehlerstrombeitrag | Höhere, kontrollierbare Fehlerstromeinspeisung |
| Beste Passform | Starke Netze, geringe Verbreitung erneuerbarer Energien | Schwache Netze, Mikronetze, hohe BESS-/Solardurchdringung |
| Typischer Kostenaufschlag | Grundlinie | Niedriger einstelliger Prozentsatz der PCS-/Wechselrichterkosten |
Spezifizierung netzbildender Wechselrichter: Eine Checkliste für die Beschaffung
Wenn eine Verbindungsstudie oder ein Netzkodex eine GFM-Anforderung kennzeichnet, sollten Beschaffungsteams fünf Dinge bestätigen, bevor sie eine Bestellung erteilen:
- Welche spezifische Firmware-Version und welcher Steuermodus liefert zertifiziertes GFM-Verhalten auf dem vorgeschlagenen Modell?
- Ob die Schwarzstartfähigkeit enthalten ist oder eine separate Lizenz und Anlagensteuerung erfordert
- Das Vielfache des Kurzschlussstroms, den das Gerät während eines Fehlers aushalten kann (normalerweise das 1,1- bis 1,5-fache des Nennstroms für mehrere Zyklen).
- Typprüfungs- oder Grid-Code-Compliance-Berichte von einem akkreditierten Labor für den Code des Ziellandes
- Ob der GFM-Modus mit der gewählten Anlage kompatibel ist Hybrid-Wechselrichter oder PCS-Topologie und vorhandener SCADA/Anlagensteuerung
Netzvorschriften und Compliance in der GUS, dem Nahen Osten und Südostasien
Die Netzkodex-Anforderungen rund um das Netzbildungsverhalten entwickeln sich schnell weiter und variieren erheblich von Land zu Land – einige Übertragungsnetzbetreiber in der Golfregion und in Zentralasien verweisen mittlerweile direkt in Verbindungsvereinbarungen auf IEEE 2800 oder ähnliche Standards für wechselrichterbasierte Ressourcen, während andere immer noch unter alten Kodizes ohne jegliche GFM-Sprache arbeiten. Da sich diese Anforderungen zwischen der Machbarkeitsstudie und der Inbetriebnahme eines mehrjährigen Projekts ändern können, sollten EPCs vertragliche Flexibilität einbauen, um die Firmware des Wechselrichters zu aktualisieren oder in seltenen Fällen PCS-Modelle ohne einen vollständigen Re-Engineering-Zyklus auszutauschen. Econo Solar verfolgt Aktualisierungen der Netzvorschriften in unseren aktiven Märkten und weist auf GFM-Anforderungen bereits in der Erstangebotsphase der Ausrüstung hin, um diese Art von Nacharbeiten in der Spätphase zu vermeiden.
Für EPCs, die an Ausschreibungen in diesen Regionen teilnehmen, besteht die praktische Erkenntnis darin, die Fähigkeit zur Netzbildung als Einzelposten in der technischen Spezifikation und nicht als angenommenen Standardwert zu behandeln. Erkundigen Sie sich direkt beim Verbindungsteam des Netzbetreibers, ob GFM-Verhalten erforderlich ist, fordern Sie schriftlich die entsprechende IEEE 2800- oder lokale Netzkodexklausel an und lassen Sie sich die Gerätekonformität vom Hersteller bestätigen, bevor die Preisfestlegung festgelegt wird. Dieser einzige Schritt vermeidet die heute häufigste Ursache für Kostenüberschreitungen in der Spätphase bei Solar- und Speicherprojekten mit schwachem Netz.