Netzrückwirkungen - Theorie, Simulation, Messung und Bewertung

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Reiner Amsel
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1 VDE-Sc h r iften rei he Normen verständlich 115 Netzrückwirkungen - Theorie, Simulation, Messung und Bewertung nach DIN VDE 0838, DIN VDE 0839 und den VDEW-Ric h tlinien mit Simulations bei spielen in Simplorer und Messbeispielen von n e t zg e koppe I t e n Phot ovo I t a i k- und Wind k r a ft a n I a g e n Dr.-lng. Detlef Schulz 1. Auflage 2004 VDE VERLAG GMBH

2 Inhalt 1 Einleitung Zielstellung Kosten für verminderte Netzqualität und Netzausfalle Begriffsklärung Netzrückwirkungen Normen und Richtlinien für Netzrückwirkungen Gültigkeit und Weg der Normung... DIN VDE 0838 und DIN VDE EN VDEW-Richtlinien Entstehung von Netzrückwirkungen Allgemeiner Fall Netzeinspeisung Literatur zu Kapitel 1...,... 2 Harmonische und Zwischenharmonische Entstehung und Auswirkungen Grundlagen und Begriffe Frequenzauflösung und Unsymmetrien Gesetzmäßigkeiten der Erzeugung von Harmonische im Mit-, Gegen- und Nullsystem Dritte Harmonische in Vierleiternetzen Spannungsabflachung durch Oberschwingungen Stromrichter-Zwischenharmonische durch Amplitudenmodulation Effekte durch Harmonische......, I.9 Einfluss auf Tonfrequenz-Rundsteueranlagen Klassifizierung von Oberschwingungserzeugem Kennwerte und Parameter Harmonische und Subharmonische Zwischenharmonische nach VDEW Verträglichkeitspegel für Oberschwingungen Geräteklassen A-D nach VDE 0838 Teil Grenzwerte Ermittlung der Flussrichtung von Oberschwingungen Einfluss von Harmonischen auf die Leistungsbilanz Leistungen und Leistungsfaktoren Bestimmung der Richtung der Leistungen Literatur zu Kapitel

3 3 Spannungsschwankungen und Flicker Entstehung von Spannungsschwankungen Flicker Entstehung Typische Flickererzeuger Kennwerte und Verträglichkeitspegel für Flicker Flickerberechnung nach VDE 0838 Teil Flickerberechnung an WKA nach VDE 0127 Teil Flickerberechnung an WKA nach Richtlinien der FGW Flickerberechnung nach den VDEW-Richtlinien Grenzwerte nach VDE 0838 Teil 3, E Teil 5 und Teil Flickerreduzierung Literatur zu Kapitel Einfluss von Netzimpedanz und Signalform Übersicht Einfluss der Netzimpedanz Bezugsimpedanzen Impedanzen im Labor- und Industrienetz Einfluss von Kapazitäten - Resonanzen im Netz Impedanzkurven von Beleuchtungseinrichtungen Einfluss der Lastaufteilung Impedanzen der Spannungsebenen Einfluss der Signalfrequenz und Signalsteilheit Literatur zu Kapitel Überlagerung und Ausbreitung von Netzrückwirkungen Überlagerung von Harmonischen Problemstellung Überlagerung gegenphasiger Harmonischer Überlagerung von zwei Harmonischenquellen Statistische Ansätze zur Überlagerung von Harmonischen Harmonischenüberlagerung im Mittel- und Hochspannungsnetz Harmonischenüberlagerung an WKA nach VDE Überlagerung von Spannungsschwankungen und Flicker Ausbreitung über die Spannungsebenen Ausbreitung von Harmonischen Flickerausbreitung Literatur zu Kapitel

4 6 Oberschwingungen selbstgeführter Wechselrichter Einfluss des Wechselrichtertyps Pulsweitenmodulation Einfluss des Tastverhältnisses auf die Stromverzerrung Einfluss des Ansteuerverfahrens für Wechselrichter Harmonische bei der PWM mit Sinus-Dreieck-Vergleich Einfluss der Netzdrosselspulen Netzfilter Normenübersicht für Stromrichter, Drosselspulen und Filter Literatur zu Kapitel Messtechnik für Netzqualitätsmessungen Relevante Normen Funktionsweise der Harmonischenmessung Funktionsweise der Flickermessung Bestimmung der Richtung der Störung Bestimmung der Netzimpedanz Einfluss und Auswahl der Messtechnik Tendenzen für Netzqualitäts-Messgeräte Einfluss der Messtechnik Auswahlkriterien für Messtechnik Herstellerübersicht Literatur zu Kapitel Simulation von Netzrückwirkungen in SIMPLORER Allgemeine Grundlagen Symbolbibliotheken und Hilfsmittel Modellierung einer netzgekoppelten PV-Anlage Anforderungen an die Modellbildung Modellbildung für Photovoltaikzellen und -module Modell der Leistungselektronik des Wechselrichters Modellierung der Wechselrichter-Ansteuerung Netzmodell Gesamtmodell Einfluss von Pulsfrequenz und Netzimpedanz Simulation eines dreiphasigen Wechselrichters Literatur zu Kapitel

5 9 Praxisbeispiele von PV- und Windkraftanlagen Netzrückwirkungen von Photovoltaik-Anlagen Funktionsprinzipien und Arten von Netzstörungen Stromverzerrung durch den Wechselrichter Funktionsprinzip der Netzüberwachungseinrichtung Störungen durch die Netzüberwachung Harmonischenüberlagerung an Photovoltaik-Wechselrichtern Flickeruntersuchungen an Photovoltaik-Wechselrichtern Netzrückwirkungen von Windkraftanlagen Funktionsweise der Energiewandlung an Windkraftanlagen Generatortypen und mögliche Netzrückwirkungen Netzriickwirkungen eines Windparks Strom- und Spannungsverzerrung auf der Niederspannungsebene Strom- und Spannungsverzerrung auf der Mittelspannungsebene Harmonischenpegel auf der Nieder- und Mittelspannungsebene Harmonischenübertragung an doppelt gespeisten Generatoren Niederspannungsseitige Spannungsschwankungen und Flicker Mittelspannungsseitige Spannungsschwankungen und Flicker Literatur zu Kapitel Analyse von NetzrückWirkungen und Richtlinien Analyse von Netzrückwirkungen Übersicht Analyse periodischer Funktionen Analyse nichtperiodischer Funktionen Normen und Richtlinien Übersicht der EN-Normen für Netzrückwirkungen Übersicht der relevanten IEEE-Standards Übersicht der VDEW-Bestimmungen zur Netzbeeinflussung Literatur zu Kapitel Formelzeichen und Internet-Adressen Formelzeichen, Indizes und Abkürzungen Internet-Adressen Bezugsquellen von internationalen Standards und Normen Stichwortverzeichnis

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