Aurora PMU. Power Management Unit

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1 Aurora PMU Power Management Unit für AURORA Wechselrichter Revision 0.1 / 05-July-2009 Page 1 of 6

2 Amendment record: Revision (Issue) Description Author Date 0.1 FIRST DRAFT Marco Trova July 5, 2009 Draft German translation Angela Höschen Revision 0.1 / 05-July-2009 Page 2 of 6

3 1 Einleitung Die AURORA Power Management Unit kurz PMU erledigt das Netzeinspeisemanagement beim Einsatz der AURORA Wechselrichter und sorgt für die Einhaltung der EEG-2009 / 6 ( EEG-Novelle ) und der neuen BDEW Technischen Richtlinie Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz (Juni-2008). 1.1 Produktspezifikation Zur Versorgung der in einem DIN- Schienengehäuse untergebrachten PMU ist eine galvanisch getrennte 24V AC (oder 24V DC) Spannungsquelle (max. 10VA) erforderlich. Die wichtigsten Kenndaten sind: 4 Status Eingänge, bezeichnet als K1.K4, potentialfreie Relaiskontakte (extern) 1 konfigurierbarer analoger Eingang für ein Stromsteuersignal (4-20mA oder 0-20mA), oder eine Steuerspannung (0-10V). Serieller Glasfaser Eingang Diese Eingänge sind erforderlich um die nötigen Informationen zu verarbeiten und um die Leistungskontrollsignale auszuführen und zu verarbeiten, d.h. die Wirkleistung zu begrenzen und oder die Blindleistungsbereitstellung. Zusätzlich verfügt die PMU über zwei RS485 Serielle Eingänge. Dabei steht einer für die Kommunikation mit dem Wechselrichter und der andere zur Verbindung mit dem Weblogger Aurora AEC oder Weblogger Central oder anderen einem anderen Weblogger mit RS485 Schnittstelle und dem Aurora Kommunikationsprotokoll zur Verfügung. Die Daten, die über die RS485 Schnittstelle zwischen der PMU und dem Wechselrichter ausgetauscht werden entsprechen denen des Datenaustausches zwischen der PMU und dem Weblogger. Hinzu kommen die nötigen Steuerbefehle am Kontrolleingang (potentialfreien Kontakt und /oder analoger Eingang) die zur Leistungsregelung gemäß dem EEG 6 gefordert sind. Eine Auswahl von Sendebefehlen sind im AURORA RS485 Kommunikationsprotokoll enthalten, um die Netzsicherheit und die Netzkontrollfunktionen gemäß dem EEG 6 und der BDEW Richtlinie zu erfüllen. Die PMU übersetzt den Status des Relaiskontaktes und des analogen Einganges in den entsprechenden RS485 Kommunikationsbefehl. So ist die Kontrolle eines oder mehrere Wechselrichter die an einem seriellen RS485 Bus hängen möglich, ohne den Betrieb des Datenloggers einzuschränken. Dieselben Sammelbefehle sind auch zur direkten Implementierung der Kontrollfunktionen durch den Datenlogger verfügbar. Weitere Details zeigt das PMU Blockschaltbild in Kapitel 3, Seite Die Vorgaben der EEG Novelle EEG 6 Die Vorgaben des EEG 6 zur Netzstabilität und die BDEW Mittelspannungsrichtlinie, wurden vom Bundesministerium und vom Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e. V. (BGW, VDEW, VRE und VDN) erstellt um die Netzsicherheit im Zusammenhang mit der Energieerzeugung aus Erneuerbaren Energien oberhalb von 100kW zu definieren und so mögliche Situationen, die zu Netzinstabilitäten führen können vorzubeugen. Diese können sein: der Ausfall der Erzeugungseinheit (Generator), der tatsächliche Energiebedarf in Kontrast zur Prognose, Leitungsunterbrechungen, Lastabschaltungen, Spannungsabfälle und das Netzeinspeise-management. In allen Fällen ist der Netzbetreiber dazu verpflichtet die Steuerbefehle an die Anlage zu übermitteln um die Netzeinspeiseleistung zu bestimmen und die Blindleistungsbereitstellung zu definieren. Zudem muss die Erzeugungseinheit in der Lage sein trotz kurzer Netzstörungen am Netz zu verbleiben ( fault-ride-through ). Revision 0.1 / 05-July-2009 Page 3 of 6

4 Das EEG 6 ist verbindlich seit dem 1. Januar 2009 für alle Erzeugungseinheiten mit Leistungen größer als 100kW. Die Erzeugungsanlagen müssen sich während der Netzeinspeisung an der Spannungshaltung beteiligen können. Dabei sind die statische Spannungshaltung und auch dynamische Netzstützung erforderlich. 2 PMU Charakteristik 2.1 Begrenzung der Wirkleistung Gemäß dem EEG 6 ist die Wirkleistungsbegrenzung vorgeschrieben und definiert. Die Aurora PMU kann die Ausgangsleistung des/der Wechselrichter(s) gemäß der vordefinierten Sollwerte auf 0%, 30%, 60% und 100% der Nominalleistung der Anlage begrenzen. Die schrittweise Einstellung ist vorzunehmen über die 4 Statuseingänge K1 bis K4 die mit den Relaiskontakten einer externen Fernsteuerung zu verbinden sind. Eine dazu geeignete Steuerung ist z.b. Landis+Gyr FTY263 Radio Ripple Control Receiver die die Rundsteuerung per Langwellenfunk realisiert. Die geschlossenen Eingänge K1, K2, K3 und K4 definieren 100% / 60% /30% und 0% der Leistungsbegrenzung. Zusätzlich kann die Leistungsbegrenzung auf jeden beliebigen Wert eingestellt werden. Dabei wird der Reduzierungsbefehl vom Weblogger über den seriellen Eingang an den Wechselrichter übermittelt. Die übermittelten Daten müssen implementiert sein gemäß dem AURORA Datenprotokoll und müssen eine Einstellung der Leistungsbegrenzung im Bereich von 0% bis 100% der Nennleistung in 5% Schritten ermöglichen. Die Leistungsreduktion muss innerhalb von 1 Minute nach dem Erhalt des Befehls erfolgen. Das Aurora spezifische Protokoll ist auf Basis einer Vertraulichkeitsvereinbarung erhältlich. 2.2 Blindleistungsbereitstellung Bei Wirkleistungsabgabe kann die Erzeugungsanlage in jedem Betriebspunkt mindestens mit einer Blindleistung betrieben werden, die einem Verschiebungsfaktor am Netzanschlusspunkt von cosφ 0,95 bis cosφ = -0,95 entspricht. Die Blindleistungsbereitstellung wird eingestellt durch ein analoges Stromsteuersignal (4-20mA oder 0-20mA) oder eine Steuerspannung 0-10V ebenso wie ein definierter serieller Befehl gemäß dem AURORA Kommunikations- Protokoll. Revision 0.1 / 05-July-2009 Page 4 of 6

5 3 PMU Blockschaltbild PMU Power Management Unit DIN Schienengehäuse Revision 0.1 / 05-July-2009 Page 5 of 6

6 3.1 Mechanische Abmessungen und Umgebungsbedingungen Abmessungen: 2HE DIN Schienengehäuse 53 x 90 x 57 mm (B x H x T) Umgebungstemperatur: -20 C bis +60 C Anschluss: Schraubklemmenblock Anzeigen: 5 LED s Power-on ; RS485 to inverter ; RS 485 from web logger ; Analog input ; Potential free input. ENDE Revision 0.1 / 05-July-2009 Page 6 of 6