Einsatz und Einstellungen von PV-Wechselrichtern in Inselnetz- und Backup-Systemen

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1 PV-Wechselrichter Einsatz und Einstellungen von PV-Wechselrichtern in Inselnetz- und Backup-Systemen Inhalt Diese Technische Information hat folgende Inhalte: Finden Sie den passenden SMA PV-Wechselrichter, der sich für den Einsatz in einem Inselnetz-/Backup- System eignet. Stellen Sie die PV-Wechselrichter auf Inselnetzbetrieb ein, damit Sie einen optimalen Betrieb erreichen. Finden Sie Informationen zur Integration von PV-Wechselrichtern in Backup-Systeme nach der in Deutschland geltenden Richtlinie VDE AR-N Der PV-Wechselrichter kann im Inselnetzbetrieb seine Einspeiseleistung reduzieren, wenn es der Ladezustand der Batterie oder der Leistungsbedarf der Verbraucher erfordern. Dazu dient die integrierte Leistungsregelung über die Frequenz (Frequency Shift Power Control FSPC). SB-OffGrid-TI-UDE Version 3.0 1/10

2 Wahl des PV-Wechselrichters 1 Wahl des PV-Wechselrichters Folgende PV-Wechselrichter können Sie in Inselnetz- und Backup-Systemen einsetzen. Besondere Anforderungen gelten für PV-Wechselrichter, die in Deutschland in Backup-Systeme integriert werden sollen (siehe Kapitel 3 PV-Wechselrichter für Backup-Systeme in Deutschland (Seite 8)). PV-Wechselrichter Inselnetzsystem Backup-System SB 700 SB 1100 / 1200 / 1700 SB 1100LV SB 2100TL SB 2400 SB 2500 * SB 2800i * SB 3000 * SB 3000TL-20 / 4000TL-20 / 5000TL-20 SB 3300 SB 2000HF 30 / 2500HF 30 / 3000HF 30 SB 3300TL SB 3300TL HC SB 3800 SB 4200TL Multi-String / 5000TL Multi-String SB 4200TL HC / SB 5000TL HC SB 5000TLW Multi-String SMC 4600A / 5000A / 6000A SMC 5000 / 6000 SMC 7000HV / 7000HV-11 SMC 6000TL / 7000TL / 8000TL SMC 9000TL 10 / 10000TL 10 / 11000TL 10 SMC 9000TLRP 10 / 10000TLRP 10 / 11000TLRP 10 SWR 700 / 850(E) / 1100E SWR 1100LV SWR 1500 SWR 1700(E) SWR 2000 SWR 2500 / 3000 STP 10000TL 10 / 12000TL 10 / 15000TL 10 /17000TL 10 ** *Im Backup-System S, SI 2012/2224: Einsatz ab Baureihe Mai 2005 **Ausschließlich einsetzbar in 3-phasigen Inselnetzsystemen und 3-phasigen Backup-Systemen SMA Solar Technology AG 2/10

3 Wahl des PV-Wechselrichters Auslegung: In einem Inselnetzsystem darf die AC-Nennleistung des PV-Wechselrichters maimal doppelt so groß sein, wie die AC-Nennleistung des Inselnetz-Wechselrichters. In einem Backup-System wird die maimale AC-Leistung des PV-Wechselrichters durch die Automatic Switch Bo (AS-BOX) begrenzt. Die folgende Tabelle zeigt die nominale PV-Wechselrichterleistung, die Sie an die entsprechende AS-BOX anschließen können: Automatic Switch Bo-Typ Nominale AC-Leistung PV-Wechselrichter AS-BOX-S 4,6 kw bei 25 C AS-BOX-M 5,7 kw bei 25 C AS-BOX-M-20 5,7 kw bei 35 C AS-BOX-L 30 kw bei 25 C AS-BOX-L kw bei 35 C AS-BOX-XL 110 kw bei 25 C SUNNY BACKUP-SYSTEM S Schließen Sie maimal 2 PV-Wechselrichter an eine AS-BOX-S an! SUNNY BACKUP-SYSTEM XL In einem Sunny Backup-System XL darf die AC-Nennleistung des PV-Wechselrichters maimal doppelt so groß sein, wie die Summe der AC-Nennleistungen der Backup-Wechselrichter. SMA Solar Technology AG 3/10

4 Einstellen auf Inselnetzbetrieb 2 Einstellen auf Inselnetzbetrieb BEREITS VOREINGESTELLT Sie können alle PV-Wechselrichter bereits mit voreingestellten Inselnetz-/Backup-Parametern bei SMA Solar Technology AG bestellen. ZUGANGSBERECHTIGUNG Für das Verstellen netzrelevanter Parameter am PV-Wechselrichter benötigen Sie eine spezielle Zugangsberechtigung, den SMA Grid Guard Code. Um diesen persönlichen Code zu beantragen, wenden Sie sich an die SMA Service Line unter der Rufnummer oder per an SunnyIsland.Service@SMA.de. Damit Sie Parameter des PV-Wechselrichters einstellen können, benötigen Sie eines der folgenden Kommunikationsgeräte: Sunny Boy Control Sunny WebBo PC/Laptop mit der Software Sunny Data / Sunny Data Control und einem Servicekabel für Datenübertragung (SMA-Bestellnummer: USBPBS-11 USB-Service-Interface) PC/Laptop mit SMA Bluetooth Wireless Technology und der Software Sunny Eplorer für PV Wechselrichter mit Bluetooth-Schnittstelle WARNUNG Lebensgefahr durch Stromschlag. Bei auf Inselnetzbetrieb eingestellten PV-Wechselrichtern besteht die Gefahr der Rückspeisung, wenn das öffentliche Stromnetz ausfällt. Auf Inselnetzbetrieb eingestellte PV-Wechselrichter ausschließlich in Inselnetzsystemen oder Backup- Systemen betreiben. Die Ort gültigen Normen und Richtlinien für Inselnetzsysteme und Backup-Systeme einhalten. Mit dem zuständigen Netzbetreiber die Parametereinstellungen der PV-Wechselrichter und Inselnetz- Wechselrichter oder Backup-Wechselrichter abstimmen. Nehmen Sie die Parametereinstellungen vor, wie in der jeweiligen Bedienungsanleitung des Geräts/der Software beschrieben. Besondere Anforderungen gelten dabei für PV-Wechselrichter, die in Deutschland in Backup-Systeme integriert werden sollen (siehe Kapitel 3 PV-Wechselrichter für Backup-Systeme in Deutschland (Seite 8)). SMA Solar Technology AG 4/10

5 Einstellen auf Inselnetzbetrieb 2.1 Einstellen der PV-Wechselrichter SB 2000HF 30 / SB 2500HF 30 / SB 3000HF 30 / SB 3000TL-20 / SB 4000TL 20 / SB 5000TL-20 / STP 10000TL 10 / STP 12000TL 10 / STP 15000TL 10 / STP 17000TL 10 Voraussetzung für den Einsatz einzelner PV-Wechselrichter Die PV-Wechselrichter SB 3000TL-20 / 4000TL 20 / 5000TL-20 müssen mit der Firmware-Version 3.10 oder höher ausgestattet sein. Führen Sie anderenfalls ein Firmware-Update durch. Die PV-Wechselrichter STP 10000TL / 12000TL / 15000TL / 17000TL müssen mit der Firmware-Version oder höher ausgestattet sein. Führen Sie anderenfalls ein Firmware-Update durch. Installationsanleitung des PV-Wechselrichters Angaben zum Einstellen der genannten PV-Wechselrichter entnehmen Sie den mitgelieferten Installationsanleitungen (siehe Installationsanleitung des eingesetzten PV-Wechselrichters unter Einstellen der PV-Wechselrichter SB 2100TL / SB 3300TL / SB 3300TL HC / SB 4200TL Multi-String / SB 4200TL HC / SB 5000TL Multi-String / SB 5000TL HC / SB 5000TLW Multi String für Backup-Systeme Die Wechselrichter-Typen SB 2100TL / SB 3300TL / SB 3300TL HC / SB 4200TL Multi-String / SB4200TL HC / SB 5000TL Multi-String / SB 5000TL HC / SB 5000TLW Multi-String stellen Sie manuell auf den Backup-Betrieb ein. Hierfür benötigen Sie den SMA Grid Guard Code. Setzen Sie die Parameter der folgenden Tabelle auf die vorgegebenen Werte. Nr. Parameter Einheit Wert 1 I-NiTest ma Aus (ENS = 0) 4 Fac-delta Hz 4.5 (ausgehend von der Grundfrequenz f 0 ) Unterer Bereich, in dem der Sunny Boy aktiv ist, bezogen auf f 0 5 Fac-delta + Hz +1.5 (ausgehend von der Grundfrequenz f 0 ) Oberer Bereich, in dem der Sunny Boy aktiv ist, bezogen auf f 0 6 dfac-ma Ma. Änderungsgeschwindigkeit Hz/s 4 SMA Solar Technology AG 5/10

6 Einstellen auf Inselnetzbetrieb 2.3 Einstellen weiterer PV-Wechselrichter-Typen Dieses Kapitel beschreibt das Einstellen folgender PV-Wechselrichter-Typen: - SB SB 1100 / 1200 / SB 1100LV - SB SB SB 2800i - SB SB SB SMC 4600A / 5000A / 6000A - SMC 5000 / SMC 7000HV / 7000HV-11 - SMC 6000TL / 7000TL / 8000TL - SMC 9000TL / 10000TL / 11000TL - SMC 9000TLRP-10 / 10000TLRP-10 / 11000TLRP-10 - SWR 700 / 850(E) / 1100E - SWR 1100LV - SWR SWR 1700(E) - SWR SWR 2500 / 3000 Diese Wechselrichter-Typen stellen Sie auf den Inselnetz-/Backup-Betrieb ein, indem Sie den Parameter Default auf OFF-Grid setzen. Hierfür benötigen Sie den SMA Grid Guard Code. Die Parametereinstellung OFF-Grid setzt die Parameter des Sunny Boy automatisch auf die in der folgenden Tabelle aufgeführten Werte. SMA Solar Technology AG 6/10

7 Einstellen auf Inselnetzbetrieb Nr. Parameter Einheit Wert 1 I-NiTest ma Aus (ENS = 0) 2 Uac-Min V Uac-Ma V Fac-delta Hz 4.5 (ausgehend von der Grundfrequenz f 0 ) Unterer Bereich, in dem der Sunny Boy aktiv ist, bezogen auf f 0 5 Fac-delta + Hz +4.5 (ausgehend von der Grundfrequenz f 0 ) Oberer Bereich, in dem der Sunny Boy aktiv ist, bezogen auf f 0 6 dfac-ma Ma. Änderungsgeschwindigkeit Hz/s 4 7 Fac-start delta Frequenzerhöhung bezogen auf f 0, bei der die Leistungsregelung über die Frequenz beginnt. 8 Fac-Limit delta Frequenzerhöhung bezogen auf f 0, bei der die Leistungsregelung über die Frequenz endet. Die Leistung des Sunny Boy beträgt hier 0 W. Hz 1 (ausgehend von der Grundfrequenz f 0 ) Hz 2 (ausgehend von der Grundfrequenz f 0 ) SMA Solar Technology AG 7/10

8 PV-Wechselrichter für Backup-Systeme in Deutschland 3 PV-Wechselrichter für Backup-Systeme in Deutschland Bei der Integration von PV-Wechselrichtern in Backup-Systeme nach der in Deutschland geltende Richtlinie VDE AR-N 4105 sind 2 Fälle zu unterscheiden: Backup-Systeme mit PV-Anlagen, die bis zum in Betrieb genommen wurden Backup-Systeme mit PV-Anlagen, die ab dem in Betrieb genommen werden Einstellen von PV-Wechselrichtern, die bis zum installiert wurden Bis zum in Betrieb genommene PV-Anlagen müssen nicht den Anforderungen der Richtlinie VDE AR N 4105 entsprechen. Stellen Sie den Länderdatensatz der PV-Wechselrichter auf OFF-Grid ein (siehe Kapitel 2 Einstellen auf Inselnetzbetrieb (Seite 4)). Wenn der PV-Wechselrichter für den Einsatz in Backup-Systemen nach der VDE AR N 4105 ohne Einschränkung geeignet und bereits auf den Länderdatensatz für die Richtlinie VDE AR N 4105 eingestellt ist, können Sie diesen Länderdatensatz eingestellt lassen. Eine Liste der für den Einsatz in Backup-Systemen nach VDE AR N 4105 ohne Einschränkung geeigneten PV-Wechselrichter finden Sie in der Technischen Beschreibung Anpassungen für VDE-Richtlinie VDE-AR-N 4105 für Sunny Backup 5000 / 2200 unter Einstellen von PV-Wechselrichtern, die ab installiert wurden Ab dem in Betrieb genommene PV-Anlagen müssen den Anforderungen der VDE Richtlinie VDE AR N 4105 entsprechen. Die PV Wechselrichter müssen auf den Länderdatensatz VDE AR N-4105, VDE AR N 4105 MP oder VDE AR N-4105-HP eingestellt bleiben. Die PV Wechselrichter dürfen nicht auf OFF-Grid eingestellt werden. Aktuell können nicht alle PV-Wechselrichter der SMA Solar Technology AG mit dem Länderdatensatz für die Richtlinie VDE AR N 4105 in einem Backup-System ohne folgende Einschränkung arbeiten: Ein Ausfall des öffentlichen Stromnetzes kann dazu führen, dass während des Ausfalls die PV Wechselrichter nur eingeschränkt Strom einspeisen. Eine Liste mit den ohne diese Einschränkung funktionierenden PV Wechselrichtern finden Sie in der Technischen Beschreibung Anpassungen für VDE-Richtlinie VDE AR N 4105 für Sunny Backup 5000 / 2200 unter SMA Solar Technology AG 8/10

9 Frequency Shift Power Control (FSPC) 4 Frequency Shift Power Control (FSPC) Sind im Inselnetz-/Backup-Betrieb auf der AC-Seite PV-Wechselrichter angeschlossen, muss der Inselnetz-/ Backup-Wechselrichter deren Ausgangsleistung begrenzen können. Dieser Fall tritt z. B. ein, wenn die Batterie des Inselnetz-/Backup-Wechselrichters voll geladen ist und das (solare) Leistungsangebot aus der PV-Anlage den Leistungsbedarf der angeschlossenen Verbraucher übersteigt. Damit die überschüssige Energie die Batterie nicht überlädt, erkennt der Inselnetz-/Backup-Wechselrichter diese Situation und verändert die Frequenz am AC-Ausgang. Diese Frequenzänderung wertet der PV Wechselrichter aus. Sobald sich die Netzfrequenz erhöht und einen bestimmten Wert f AC Start Delta überschreitet, begrenzt der PV-Wechselrichter seine Leistung entsprechend. KEINE FREQUENZABREGELUNG Von den Wechselrichter-Typen SB 2100TL / SB 3300TL / SB 3300TL HC / SB 4200TL Multi-String / SB 4200TL HC / SB 5000TL Multi-String / SB 5000TL HC / SB 5000TLW Multi-String sowie von den älteren Modellen der SWR-Baureihe wird Frequency Shift Power Control nicht unterstützt. Ist die aktuelle Batteriespannung (V Batt ) größer als die Batteriesollspannung (V Batt soll ) schalten sich diese Sunny Boys vom vorhandenen Inselnetz-/Backup-Netz ab. Sie können sich erst wieder zuschalten, nachdem die Batterie um mindestens 5 % entladen worden ist. Die Funktion ist in der folgenden Abbildung dargestellt: Hierbei bezeichnen: f AC die Grundfrequenz des Inselnetzes (hier 50 Hz). f AC Delta und f AC Delta+ bezogen auf f AC, der maimale Bereich, in dem der PV-Wechselrichter aktiv ist. f AC Start Delta die Frequenzerhöhung bezogen auf f AC, bei der die Leistungsregelung über die Frequenz beginnt. f AC Limit Delta die Frequenzerhöhung bezogen auf f 0, bei der die Leistungsregelung über die Frequenz endet. Die Leistung des PV-Wechselrichters beträgt hier 0 W. SMA Solar Technology AG 9/10

10 Frequency Shift Power Control (FSPC) Wird f AC Delta unterschritten oder f AC Delta+ überschritten, trennen sich die PV-Wechselrichter vom Inselnetz /Backup-System. FREQUENZABREGELUNG DER PV-WECHSELRICHTER Der Inselnetz-/Backup-Wechselrichter hebt kurzfristig die Frequenz an, wenn er sich auf das öffentliche Netz synchronisieren soll und die aktuelle Batteriespannung (V Batt ) größer als die Batteriesollspannung (V Batt soll ) ist. Damit trennt er die PV-Wechselrichter über diese Frequenzabregelung (Überfrequenz) und synchronisiert sich anschließend auf die eterne Quelle. Die PV-Wechselrichter schalten sich wieder selbsttätig zu, sobald die Netzfrequenz erneut innerhalb der Grenzwerte liegt. Wenn Frequency Shift Power Control aktiviert und der Dieselgenerator im Insel-/Backup-Netz in Betrieb ist, bestimmt der Dieselgenerator die Frequenz und die PV-Wechselrichter reagieren auf bestimmte Frequenzänderungen durch den Dieselgenerator. In der Regel arbeiten Dieselgeneratoren, wenn sie unter Last arbeiten bei 50 Hz. Deshalb werden die PV-Wechselrichter in den meisten Fällen ihre gesamte Leistung an das Insel-/Backup-Netz abgeben, selbst wenn der Generator in Betrieb ist. SMA Solar Technology AG 10/10