Netzfolge- und Netzbildungswechselrichter sind zwei Methoden, mit denen ein Batteriewechselrichter mit dem Wechselstromnetz interagieren kann. Ein netzfolgernder Wechselrichter passt die bestehende Spannungswellenform an, um den Strom zu regeln, während ein netzbildender Wechselrichter eine eigene Spannungswellenform erzeugt. Dadurch kann er das Netz auch dann unterstützen, wenn kein externes Signal anliegt. Die Bezeichnung „Netzfolge-Wechselrichter“ garantiert jedoch weder Schwarzstartfähigkeit noch die Eignung für den Inselbetrieb oder ein bestimmtes Fehlermanagement. Die Ingenieure müssen den passenden Regelungsmodus auswählen.
Der Kontrollunterschied in einem Vergleich
Der Unterschied lässt sich am einfachsten am Anschlusspunkt erkennen. Netzfolgegeräte verfolgen die aktuelle Netzphase und speisen den Strom in das System ein. Netzformgeräte legen ihre eigenen Spannungs- und Frequenzziele innerhalb vorgegebener Grenzen fest. Sie gleichen außerdem die Leistung mit anderen Einheiten anhand interner Einstellungen aus. Unabhängig vom Typ benötigt jede Anlage Sicherheitsvorkehrungen, Energiebegrenzungen, Wärmemanagement und eine bewährte Logik zum Umschalten der Betriebsmodi.
| Designfrage | Rasterfolgen | Gitterbildung |
| Referenz | Folgt der externen Wechselspannung | Legt die lokale Wechselspannungsreferenz fest |
| Typisches Kontrollziel | Wirk- und Blindstrom bzw. Leistung | Spannung, Frequenz und Leistungsverteilung |
| Schwachgitterverhalten | Setzt auf hohe Referenzqualität | Kann bei korrekter Ausführung eine Referenz anbieten. |
| Inselbetrieb | Benötigt eine separate Formgeberquelle | Funktioniert mit den richtigen Bedienelementen und Sicherheitsvorkehrungen. |
| Überprüfung | Synchronisierungs- und Stromflussprüfungen | Stabilitäts- und Freigabetests |
Wo die Rasterfolge gut funktioniert
Ein robustes Stromnetz bietet ein stabiles Spannungs- und Frequenzsignal. In solchen Fällen kann ein netzfolgendes Batteriespeichersystem (BESS) Wirkleistung einspeisen und Blindleistung problemlos regulieren. Es erfüllt die meisten Standardanschlussregeln ohne Probleme. Seine Zuverlässigkeit ist jedoch nur innerhalb bestimmter Netzstärken und Sicherheitsgrenzen gewährleistet. Ein netzfolgendes System sollte nicht als „netzbildend“ bezeichnet werden, nur weil es schnell auf Frequenzänderungen reagiert oder Blindleistung ausgleicht.
Warum schwache Raster das Design verändern
In einem instabilen Stromnetz schwankt die Spannung stark, wenn Strom vom Wechselrichter fließt. Arbeiten viele netzfolgende Systeme koordiniert, können sie sich aufgrund ihrer Phasenregelschleifen gegenseitig stören. Netzbildende Anlagen tragen zur Stabilisierung von Spannung und Frequenz bei. Diese Anlagen müssen jedoch an das Netz, die Generatoren und die Lasten angepasst werden. Jede Studie sollte die ungünstigsten Netzbedingungen analysieren.
- Ermitteln Sie die niedrigsten Kurzschlussstrompegel und den Bereich der Netzwerkimpedanz.
- Achten Sie auf Spannungs- und Frequenzschwankungen nach größeren Last- oder Leistungsänderungen.
- Prüfen Sie, wie das Gerät mit anderen Wechselrichtern und Sicherheitsrelais zusammenarbeitet.
- Definieren Sie, was passiert, wenn das BESS seinen Strom- oder SOC-Grenzwert erreicht.
- Bitte klären Sie, wer für die Aktualisierung der Modelle und die Steuerungseinstellungen zuständig ist.
Gitterbildung bedeutet nicht automatisch Schwarzstart
Grid formation starts from scratch and involves a lot of procedures. First, you will require back-up power, available DC power, and ability to start the PCS. Then, there is magnetization of transformers, load pickup, and other procedures. Grid-forming PCS will give an AC signal for formation, however, the site should be able to handle that initial surge of power. The procedure is not supposed to exceed the limits of battery or current. It is important to test it on practice.
| Szenario | Frage zur Spezifikation | Akzeptanznachweis |
| Aktivierung des toten Busses | Kann der PCS den Bus und den Transformator mit Strom versorgen? | Spannungs- und Einschaltstromdatenaufzeichnungen |
| Ladungsabholung | Wie viel Last kann auf einmal hinzugefügt werden? | Daten zur Frequenz- und Spannungswiederherstellung |
| Parallelbetrieb | Wie ist die Lastverteilung? | P- und Q-Trends im Vergleich zu anderen Einheiten |
| Grid-Rückgabe | Wie wird es wieder in das Stromnetz eingebunden? | Modusschalter und Sicherheitsprotokolle |
Aktuelle Grenzwerte und Schutzmaßnahmen sind weiterhin wichtig
Der Wechselrichterstrom ist aufgrund von Wärmeentwicklung und Chip-Belastbarkeit streng begrenzt. Im Falle eines Kurzschlusses liefert eine netzbildende Einheit möglicherweise nicht denselben Langzeit-Fehlerstrom wie ein herkömmlicher Generator. Sicherheitspläne müssen die vom Hersteller bereitgestellten spezifischen Fehlermodelle berücksichtigen. Transformator, Schalter und Relais-Einstellungen sollten als ein System betrachtet werden. Dies ist besonders wichtig für Inselnetze mit mehreren Stromquellen.
Batterieenergiebegrenzungen beeinträchtigen Netzdienstleistungen
Die Spannungserzeugung erfolgt softwareseitig, die Aufrechterhaltung der Stromversorgung erfordert jedoch gespeicherte Energie und Kapazität im PCS. Nutzt ein Betreiber die gesamte Batteriekapazität für den Handel, sichert aber gleichzeitig Frequenzunterstützung zu, reicht die SOC-Reserve möglicherweise nicht für Notfälle aus. Daher ist eine klare Reserverichtlinie unerlässlich. Definieren Sie die Dauer und die Wiederherstellungsmethode. Das BMS muss PCS und EMS über die Stromgrenzen informieren, damit keine nicht verfügbare Leistung angefordert wird.
Die Art und Weise, wie die BMS, EMS und PCS Zusammenarbeit ist bei der Festlegung dieser Regeln entscheidend.
Auswahl nach Betriebsszenario, nicht nach Bezeichnung
A standard factory site might only need basic power flow and reactive help without ever leaving the grid. A remote microgrid, however, needs the BESS to start the AC bus and lead a diesel generator. Some utility sites need grid-forming traits only when the main grid is weak. For every project, clearly state who provides the voltage signal, how the system switches modes, and who can change the settings.
| Projektfall | Wahrscheinlicher Ausgangspunkt | Kritische Studie |
| Starkes Netz für Gewerbe und Industrie | Das Folgen des Rasters ist oft ausreichend. | Verbindungs- und Stromqualität |
| Inselnetz | Benötigt eine Formungsquelle | Ladeschritte und Schwarzstart |
| Schwachnetz-Kraftwerksbatteriesystem | Überprüfen Sie beide Steuermodi | Stabilitäts- und Sicherheitsrelais |
| Backup-Übergang | Die Schaltlogik ist von entscheidender Bedeutung. | Isolation und Resynchronisierung |
Fragen, die Sie bei der Beschaffung und Prüfung stellen sollten
Fordern Sie eine übersichtliche Liste aller unterstützten Betriebsmodi und deren Aktivierungszeiten an. Der Anbieter muss getestete Modelle, Daten zum Fehlerstrom und Stromgrenzwerte bereitstellen. Er sollte außerdem den Systemwechselprozess erläutern und Testpläne für den Standort zur Verfügung stellen. Die Behauptung, das System sei „netzbildend“, reicht nicht aus. Sie benötigen eine Studie, die die Stabilität des Systems mit Ihren spezifischen Leitungen und anderen Stromversorgungseinheiten belegt.
- Legen Sie die genauen Bereiche für Spannung, Frequenz und Dämpfungspegel fest.
- Listen Sie die Grenzwerte für Wirk- und Blindleistung an allen wichtigen Punkten auf.
- Beschreiben Sie, wie das Gerät den Strom begrenzt und auf Fehler reagiert.
- Testen Sie, wie es sich zwischen dem Zustand der Einbindung ins Stromnetz und dem Zustand als Insel verhält.
- Halten Sie ein Protokoll der Software und der Einstellungen bereit, die für die endgültige Freigabe verwendet wurden.
Über HITEK ENERGY
HITEK ENERGY CO., LTD ist ein Hersteller von Energiespeicherprodukten für Gewerbe und Industrie. Die Systeme des Unternehmens bilden die Basis für die Kombination von Batterien und PCS-Steuerungen mit spezifischen Standortanforderungen. Benötigen Sie netzbildende Funktionen, sollten Sie diese mit der gewählten PCS-Konfiguration und den Projektstudien abgleichen. Allein die Kenntnis des Markennamens garantiert nicht, dass die jeweilige Funktion für Ihren Standort geeignet ist.
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Schlussfolgerung
Die netzfolgende Regelung nutzt das vorhandene Wechselstromsignal, um synchron zu bleiben. Die netzbildende Regelung erzeugt ein eigenes Signal, um schwache oder isolierte Systeme zu unterstützen. Wählen Sie den Modus entsprechend dem tatsächlichen Betrieb des Standorts. Überprüfen Sie anschließend Stabilität, Stromgrenzen und Batteriereserven anhand realer Modelle und durch Tests vor Ort.
Häufig gestellte Fragen
Kann ein netzfolgendes Batteriespeichersystem auf einer Insel betrieben werden?
Nur wenn eine andere Quelle zur Einstellung von Spannung und Frequenz vorhanden ist. Der gesamte Inselplan muss vollständig ausgearbeitet sein.
Verfügt jeder netzbildende Wechselrichter über eine Schwarzstartfähigkeit?
Nein. Für einen Schwarzstart benötigt man die richtigen Batterien, Transformatoren und einen sorgfältigen Plan für die Hinzufügung von Lasten.
Ist die Gitterbildung für ein Batteriespeichersystem immer besser?
Nein. Das hängt vom Stromnetz ab. Ein gut ausgebautes Stadtnetz benötigt diese zusätzlichen Funktionen oft nicht.
Was sollten Käufer bei einer Forderung im Zusammenhang mit der Netzbildung überprüfen?
Prüfen Sie die Betriebsarten, Modelle, Strombegrenzungen und wie das System Schaltvorgänge und Sicherheitsvorkehrungen handhabt.
HIKETESS BATTERIE-ENERGIESPEICHERSYSTEME
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2. 100 kW, 200 kW, 250 kW, 500 kW, 1 MW netzunabhängige Hybrid-Solaranlage, gewerbliche 1-Megawatt-Solaranlage, Komplettset mit Lithium-Batterie-Backup (500 kWh, 1 MWh, 2 MWh)
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3. Professionelle Netzanschlusslösungen für 500 kWh, 800 kWh, 1 MWh und 2 MWh – Komplettes, containerisiertes Batteriespeichersystem (500 kW, 1 MWh)
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Modell: HT-500/1000-EC
