Funktionsbeschreibung

Transkript

1 Funktionsbeschreibung zu spezifischen Einträgen in den Menüebenen von KACO-Wechselrichtern der Tx und Tx3 Serie Reactive Power Betriebsbereich und Regelungsmethoden SW: 4.xx Anwendungshinweis

2 Anwendung Leistungsbetriebsbereich in Abhängigkeit der Netzspannung Regelung - Methoden Dynamik / Genauigkeit Vorgabe cos φ Vorgabe Q cos ϕ/(p/pn) Q(U) Stützstellen... 6 Anwendung Blindleistung kann in elektrischen Energieversorgungsnetzen verwendet werden, um die Spannung zu stützen. Einspeisewechselrichter können somit zur statischen Spannungshaltung beitragen. Blindleistung bewirkt an den induktiven und kapazitiven Komponenten der Betriebsmittel einen Spannungsfall, der je nach Vorzeichen die Spannung stützen oder absenken kann. Bezieht die EZA während der Wirkleistungseinspeisung induktive Blindleistung, kann ein Teil des Spannungshubs, der durch die Wirkleistungseinspeisung entsteht, durch den Blindleistungsbezug wieder kompensiert werden. Die Blindleistungsfahrweise und das jeweilige Regelverfahren wird dabei vom Netzbetreiber vorgegeben. Wird kein Regelverfahren vorgegeben, so sollte die Anlage mit einer festen Blindleistungsvorgabe von % betrieben werden. Die in Tabelle aufgeführten KACO Wechselrichter verfügen über eine Vielzahl an Blindleistungsregelfunktionen und Einstellmöglichkeiten die im Folgenden einzeln beschrieben werden. blueplanet 3. TL3 blueplanet 4. TL3 blueplanet 5. TL3 blueplanet 6.5 TL3 blueplanet 7.5 TL3 blueplanet 8.6 TL3 blueplanet 9. TL3 blueplanet. TL3 blueplanet 5. TL3 blueplanet 2. TL3 blueplanet 5. TL3 Powador 39. TL3 Powador 6. TL3 Powador 48. TL3 Park Powador 72. TL3 Park Tabelle. KACO Wechselrichter TL3 GUI-Einträge_Reactive Power_7926 Stand: Seite 2 von 8

3 . Leistungsbetriebsbereich in Abhängigkeit der Netzspannung Oben benannte Wechselrichter können im jeweils angegebenen dauerhaften Spannungsbereich betrieben werden. Dabei ist die maximale Scheinleistung, bei Unterspannung bedingt durch den maximalen Dauerstrom abhängig von der Netzspannung wie in Tabelle 2 angegeben. Spannung Geräte mit U N 22/38V, 23/4V, 24/45V Spannung Geräte mit U N 277/48V Maximale Scheinleistung [p.u.] über 4 Über 48, ,4 Bei , Bei ,95 Tabelle 2. Spannungsabhängigkeit der dauerhaften maximalen Scheinleistung Abbildung und Abbildung 2 zeigen den Blindleistungs-Betriebsbereich in Abhängigkeit der Wirkleistung für Geräte mit Nennspannung U N 22/38, 23/4, 24/45. Geräten mit Nennspannung 277/48 entsprechen Abbildung unter Berücksichtigung der Spannungswerte aus Tabelle 2.,2 P [p.u.] above 39V at 38V at 36V,8,6,4,2,6,,6 underexcited overexcited Q [P.u] Abbildung. P-Q Betriebsbereich für Geräte über 2kVA (Q max=s max) mit U N 22/38, 23/4, 24/45,2 P [p.u.] above 39V at 38V at 36V,8,6,4,2,6,,6 underexcited overexcited Q [P.u] Abbildung 2. P-Q Betriebsbereich für Geräte unter 2kVA (Q max=,95s max) mit U N 22/38, 23/4, 24/45 GUI-Einträge_Reactive Power_7926 Stand: Seite 3 von 8

4 .2 Regelung - Methoden In oben benannten Wechselrichter sind folgende Funktionen zur Regelung der Blindleistung implementiert, die im folgenden Beschreiben werden: - Vorgabe cos-ϕ - Vorgabe Q - cos ϕ/(p/pn) - Q(U) Stützstellen Bei allen Methoden besteht eine Priorität auf Blindleistung. Die maximal möglich einzuspeisende Wirkleistung wird also bei Vorgabe einer Blindleistung entsprechend des P-Q Betriebsbereich nach Abbildung und Abbildung 2reduziert..2. Dynamik / Genauigkeit Bei allen Regelmethoden wird der vorgegebene Sollwert an den Anschlussklemmen des Wechselrichters mit einer stationären Abweichung der Blindleistung von maximal 2% S N eingeregelt. Diese maximale Abweichung bezieht sich immer auf den Vorgabewert als Blindleistung. Wird in der Regelmethode der Verschiebungsfaktor cos φ vorgegeben, ist die Abweichung auf den sich aus der aktuellen Leistung ergebenden Blindleistungswert bezogen. Das Einschwingverhalten der Regelungsmethoden wird durch ein PT- Filter bestimmt, je nach ausgewählter Regelmethode gibt es noch weitere Parameter, die das dynamische Verhalten festlegen..2.2 Vorgabe cos φ Bei Vorgabe cos φ stellt der Wechselrichter den vorgegebenen Verschiebungsfaktor cos φ fest ein. Dabei wird der Blindleistungswert gemäß Q=P*tan φ leistungsabhängig eingestellt, was konstant den vorgegebenen Verschiebungsfaktor cos φ ergibt. Bei Änderung der Vorgabe wird der neue Wert durch einen Filter gedämpft übernommen. Die Einschwingzeit beträgt s mit dem Einschwingverhalten eines Filters erster Ordnung (PT-) mit einer Zeitkonstante Tau=2ms. Parameter: Parametername Einstellung Beschreibung Verschiebungsfaktor cos φ -,3 Vorgegebener Verschiebungsfaktor Erregung Übererregt Untererregt Betriebsart der Blindleistung, untererregt entspricht einer induktiven Last, übererregt entspricht einer kapazitiven Last.2.3 Vorgabe Q Bei Vorgabe Q stellt der Wechselrichter den vorgegebenen Blindleistungswert fest ein. Bei Änderung der Vorgabe wird der neue Wert durch einen Filter gedämpft übernommen. Die Einschwingzeit beträgt s mit dem Einschwingverhalten eines Filters erster Ordnung (PT-) mit einer Zeitkonstante Tau=2ms. Parameter: Parametername Einstellung Beschreibung Blindleistung Q -% Vorgabe in Prozent der Maximalleistung Erregung Übererregt Untererregt Betriebsart der Blindleistung, untererregt entspricht einer induktiven Last, übererregt entspricht einer kapazitiven Last. GUI-Einträge_Reactive Power_7926 Stand: Seite 4 von 8

5 .2.4 cos ϕ/(p/pn) Bei cos ϕ/(p/pn) wird der cos ϕ und davon abgeleitet der Blindleistungswert kontinuierlich als Funktion der momentanen Leistung berechnet. Durch diese Funktion wird sichergestellt, dass die Netzstützung durch Blindleistung dann erfolgt, wenn aufgrund einer hohen Einspeisung eine hohe Spannungsanhebung erwartet wird. Dabei wird eine Kennlinie vorgegeben mit der bis zu Stützstellen, Wertepaare für Wirkleistung und cos ϕ, konfiguriert werden können. Die Wirkleistung wird dabei in % bezogen auf die Nennleistung eingegeben. Weitere Parameter ermöglichen die Einschränkung der Funktion und Aktivierung nur in bestimmten Spannungsbereichen. Einschwingzeit: Ändert sich durch Aktivierung oder Deaktivierung der Funktion über die Lock-in und Lock-out Spannung, oder durch eine Änderung der Wirkleistung der Sollwert, so wird der neue Sollwert innerhalb von s eingestellt mit dem Einschwingverhalten eines Filters erster Ordnung (PT-) mit einer Zeitkonstante Tau=2s. cos φ,98,98,96,94,92 ), 2), 5,9 3),9, cos φ(p/p N ) standard characteristic P [%P N ] Abbildung 3. Standard Kennlinie mit 3 Stützstellen Parameter: Parametername Einstellung Beschreibung Lock-In Spannung 23V-287V Spannung oberhalb der die Reglung aktiviert wird. Lock-Out Spannung 23V-287V Spannung unterhalb der die Regelung deaktiviert wird Anzahl Stützstellen 2- Anzahl der Stützstellen für die cos ϕ/(p/pn) -Kennlinie festlegen Stützstellen Leistung Leistung der Stützstelle als Prozent der Maximalleistung -% Bei der. Stützstelle muss die Leistung % sein, bei der letzten Stützstelle muss die Leistung % sein. Die Leistungswerte der Stützstellen müssen kontinuierlich ansteigend sein cos ϕ -,3 cos ϕ der Stützstelle Erregung Übererregt Untererregt Betriebsart der Blindleistung, untererregt entspricht einer induktiven Last, übererregt entspricht einer kapazitiven Last. GUI-Einträge_Reactive Power_7926 Stand: Seite 5 von 8

6 .2.5 Q(U) Stützstellen Bei Q(U) Stützstellen wird der Blindleistungswert kontinuierlich als Funktion der Netzspannung berechnet. Durch diese Funktion wird sichergestellt, dass die Netzstützung durch Blindleistung genau dann erfolgt, wenn es eine tatsächliche Abweichung von der Sollspannung gibt. Dabei wird eine Kennlinie vorgegeben, mit der bis zu Stützstellen, Wertepaare für Spannung und Blindleistung, konfiguriert werden können. Weitere Parameter ermöglichen die Einschränkung der Funktion und Aktivierung nur in bestimmten Spannungsbereichen sowie die Parametrierung des Einschwingverhaltens. Für die Berechnung des Blindleistungssollwertes wird bei dreiphasigen Geräten die Mitsystemspannung verwendet. Q [%PN] 6 4 ) 43, ) 22 3) 23 4) ) 43, U[V] Q(U) standard characteristic Abbildung 4. Standard Kennlinie mit 5 Stützstellen Parameter: Parametername Einstellung Beschreibung Lock-in Power -%S max Wirkleistung oberhalb der die Regelung aktiviert wird Lock-out Power -2%S max Wirkleistung unterhalb der die Regelung deaktiviert wird Lock-in time Lock-out time Settling Time Dead time s-6s s-6s s-2s s-s Dauer in der die Wirkleistung oberhalb des Lock-in Power sein muss bevor die Regelung aktiviert wird Dauer in der die Wirkleistung unterhalb des Lock-out Power sein muss bevor die Regelung deaktiviert wird Einschwingzeit bei einer sprunghaften Änderung des Blindleistungssollwertes (z.b. durch einen Spannungssprung). Das Einschwingverhalten entspricht einem Filter erster Ordnung (PT-) mit Einschwingzeit=5Tau. Wechselt bei aktiver Regelung die Spannung von einem Kennlinien-Abschnitt mit Q= in einen Kennlinienabschnitt mitq, so wird die Einstellung der Blindleistung um die eingestellte Totzeit verzögert. Nach Ablauf der Totzeit ist der Regelkreis wieder unverzögert, die eingestellte Einschwingzeit bestimmt das Einschwingverhalten. GUI-Einträge_Reactive Power_7926 Stand: Seite 6 von 8

7 Output gradient limitation Zusätzlich zur Konfiguration des Einschwingverhalten durch die Einschwingzeit entsprechend einem Filter. Ordnung kann die Blindleistungsstellung durch einen maximalen Gradienten, maximale Änderung der Blindleistung pro Zeit, eingestellt werden increase %-6% /min decrease %-6% /min Maximale Änderung der Blindleistung %S N/min bei Änderung zu übererregter Fahrweise Maximale Änderung der Blindleistung %S N/min bei Änderung zu untererregter Fahrweise Minimum cos φ Um bei großer Spannungsabweichung eine übermäßige Blindleistungseinspeisung und damit deutliche Reduktion der maximal einspeisbaren Wirkleistung zu verhindern, kann der maximale Blindleistungsstellbereich durch einen minimalen cos φ eingeschränkt werden. Q,3- Minimum cos φ bei übererregter Betriebsweise Q4,3- Minimum cos φ bei untererregter Betriebsweise Priority mode Active curve Reset curve Q-Priorität P-Priorität -4 Abweichend zur Standardeinstellung Q-Priorität kann auch P- Priorität ausgewählt werden. Bei P-Priorität wird der Blindleistungsstellbereich abhängig der aktuell verfügbaren und eingespeisten Wirkleistung eingeschränkt. Bis zu 4 Kennlinien können unabhängig konfiguriert und jeweils eine davon für die Regelung aktiviert werden. Zurücksetzen der aktiven Kurve auf Auslieferzustand Anzahl Stützstellen 2- Anzahl der Stützstellen für die Q(U) -Kennlinie festlegen Stützstellen Spannung - Max Spannung Dauerbetrieb Spannung der Stützstelle in Volt. Die Spannungswerte der Stützstellen müssen kontinuierlich ansteigend sein. Bei Spannungen unterhalb der.stützstelle und Spannungen oberhalb der letzten Stützstelle wird jeweils der Blindleistungswert der. bzw. letzten Stützstelle verwendet. Blindleistung -% Blindleistung der Stützstelle als Prozent der Maximalleistung Erregung Übererregt Untererregt Betriebsart der Blindleistung, untererregt entspricht einer induktiven Last, übererregt entspricht einer kapazitiven Last. GUI-Einträge_Reactive Power_7926 Stand: Seite 7 von 8

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