Untersuchung der Stabilität nach low voltage ride-through, verursacht durch den Phasenregelkreis des netzseitigen Umrichters

Abbildung: Stabilitätskennlinie und Ausgangsphasenwinkel der PLL. θEP ist der Phasenwinkel, bei dem die PLL-Kennlinie die Linie vPCC;q = 0 schneidet und damit den „Equilibrium point“ des PLL-Reglers definiert. CCA bezeichnet den „critical clearing angle“, der die maximal zulässige Winkelabweichung während eines Fehlers definiert, um die Stabilität zu erhalten.

Es wurde festgestellt, dass erneuerbare Erzeugungsanlagen wie Photovoltaik und Windkraft manchmal einen Spannungseinbruch nicht stabil überstehen können, selbst wenn sie die Netzverträglichkeitsprüfungen bestanden haben. Dieses Phänomen hängt mit dem Stabilitätsverhalten des netzseitigen Umrichters zusammen, der die Anlage mit dem Netz verbindet. In dieser Arbeit präsentieren wir eine klare Analyse des Stabilitätsverhaltens während und nach dem Low-Voltage Ride Through. Diese Analyse umfasst alle für die transiente Stabilität relevanten Komponenten und Regelkreise, was insbesondere den Phasenregelkreis (PLL) des Umrichters und die Zwischenkreisspannungsregelung einschließt. Wir geben analytische Stabilitätsmaße an und zeigen auch Testergebnisse zum Einschwingverhalten des netzseitigen Umrichters. Wir konzentrieren uns auf die transienten Charakteristika der PLL des Umrichters zu den Zeitpunkten des Fehlerbeginns und der Fehlerbeseitigung sowie auf den Einfluss der PLL auf die Zwischenkreisspannung nach der Fehlerbeseitigung. Diese Methode zur Analyse des Einschwingvorgangs kann stabilere Informationen liefern als die Methode zur Analyse des stationären Zustands. Darüber hinaus werden die vorliegenden Testmethoden unter dem Aspekt der PLL analysiert, die sich als integraler Bestandteil zur Gewährleistung der Stabilität in großen Fehlersituationen erweist. Experimente, die auf dem Hardware-in-the-Loop-Test des Reglers basieren, verifizieren die oben genannten Analyseergebnisse.

Das Paper ist in der Zeitschrift International Journal of Electrical Power and Energy Systems erschienen in einer Kooperation des IEAN mit Prof. Robert Schuerhuber, em. Prof. Lothar Fickert und Dr. Katrin Friedl.

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