Anhang zum Einheitenzertifikat

1 Anhang I - Richtlinien, Prüfberichte und Dokumente... 3 2 Anhang II - Technische Eigenschaften der Erzeugungseinheiten... 4 2.1 Fronius Symo 15.0-3-M... 4 2.2 Fronius Symo 17.5-3-M... 5 2.3 Fronius Symo 20.0-3-M... 6 2.4 Schematischer Aufbau der EZE... 7 3 Anhang III Das Einheitenmodell... 8 3.1 Allgemeine Informationen zum Modell... 8 3.2 Beschreibung des Modells... 9 3.3 Modelldateien und Parameter des Modells... 12 3.4 Übersichtspläne der Validierung nach TR4... 15 3.4.1 3 Phasige Fehler Erste Versuche... 15 3.4.2 3- Phasige Fehler Zweite Versuche... 17 3.4.3 2 Phasige Fehler Erste Versuche - Mitsystemgrößen... 18 3.4.4 2 Phasige Fehler Zweite Versuche Mitsystemgrößen... 19 3.4.5 2 Phasige Fehler Erste Versuche Gegensystemgrößen... 20 3.4.6 2 Phasige Fehler Zweite Versuche Gegensystemgrößen... 21 3.4.7 K Faktor k=3... 22 3.4.8 K Faktor k=0... 23 4 Anhang IV Auszüge aus den Prüfberichten... 24 4.1 Netzrückwirkungen... 24 4.2 Wirkleistung... 29 4.3 Blindleistung... 31 4.4 Spannungsabhängiges Blindleistungsvermögen... 33 4.5 Schutzvermögen und Zuschaltbedingungen... 35 4.6 Interner NA-Schutz... 36 4.7 Kurzschlussstrombeiträge... 38 4.8 Softwareversion... 40 Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 2

1 Anhang I - Richtlinien, Prüfberichte und Dokumente Dieses Zertifikat beruht auf folgende Richtlinien, Prüfberichte und Dokumente: Referenz Dokument Richtlinien [1] Fördergesellschaft Windenergie und andere Erneuerbare Energien (FGW e.v.): Technische Richtlinien für Erzeugungseinheiten und anlagen Teil 3 Bestimmung der elektrischen Eigenschaften von Erzeugungseinheiten am Mittel-, Hoch- und Höchstspannungsnetz Revision 23. Berlin: 01.05.2013 [2] Fördergesellschaft Windenergie und andere Erneuerbare Energien (FGW e.v.): Technische Richtlinien für Erzeugungseinheiten und anlagen Teil 4 Anforderungen an die Modellierung und Validierung von Simulationsmodellen der elektrischen Eigenschaften von Erzeugungseinheiten und anlagen Revision 7. Berlin: 07.04.2014 [3] Fördergesellschaft Windenergie und andere Erneuerbare Energien (FGW e.v.): Technische Richtlinien für Erzeugungseinheiten und anlagen Teil 8 Zertifizierung der elektrischen Eigenschaften von Erzeugungseinheiten und anlagen am Mittel-, Hoch- und Höchstspannungsnetz Revision 6. Berlin: 01.05.2013 [4] Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.v. (BDEW): Technische Richtlinie Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz (Richtlinie für Anschluss und Parallelbetrieb von Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz). Berlin: 2008 [5] Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.v. (BDEW): Regelung und Übergangsfristen für bestimmte Anforderungen im Ergänzung zur technischen Richtlinie: Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz - Richtlinie für Anschluss und Parallelbetrieb von Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz. Berlin: 01.01.2013 Prüfberichte [6] Austrian Institute of Technology (AIT): Bestimmung der elektrischen Eigenschaften des Photovoltaik Wechselrichters "Fronius SYMO 20.0-3-M" nach Prüfnorm: FGW TR3 Rev. 23. interne Projektnr.: 2.03.02758.1.0_02_R1.1.1. Wien: 14.11.2014 [7] VDE Prüf- und Zertifizierungsinstitut GmbH (VDE Institut): Ergänzende Messungen zum LVRT-Verhalten des Wechselrichters Fronius SYMO 20.0-3-M nach Prüfnorm FGW TR3 Rev. 23. Prüfbericht: VDE 194852- ET2-3. Offenbach: 17.12.2012 Vom Hersteller vorgelegte Dokumente (Auswahl) [8] FRONIUS SYMO-3P20 SIMULATION MODEL, FRONIUS_SYMO_SimModel_UserManual_C.pdf. Version 03 / 06/2014 [9] FRONIUS Symo 20.0/17.5/15.0/12.5/10 kw Simulation Model, Fronius_SYMO_FamilyM-odelDescription.pdf. Version 3 / 12/2014 Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 3

2 Anhang II - Technische Eigenschaften der Erzeugungseinheiten 2.1 Fronius Symo 15.0-3-M Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 4

2.2 Fronius Symo 17.5-3-M Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 5

2.3 Fronius Symo 20.0-3-M Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 6

2.4 Schematischer Aufbau der EZE Abbildung 2-1 - Schematischer Aufbau der EZE (Herstellererklärung) Das Ersatzschaltbild aus Abbildung 2-1 ist für die Wechselrichter Fronius Symo 15.0-3-M, 17.5-3-M und 20.0-3-M gleichermaßen gültig. Die Wechselrichter sind identisch aufgebaut und werden mit identischer Software betrieben. Die Leistungsreduktion erfolgt über Softwareparameter. Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 7

3 Anhang III Das Einheitenmodell 3.1 Allgemeine Informationen zum Modell Softwareumgebung / Hersteller Software Version der Softwareumgebung Dateinamen Symo 15.0-3-M Dateinamen Symo 17.5-3-M Dateinamen Symo 20.0-3-M Zertifizierung der EZE nach Matlab - Simulink / Mathworks (64-bit) Matlab: 8.3 (R2014a) (64-bit) oder höher Für MEX-Dateien Compiler Microsoft Windows SDK 7.1 notwendig Simulink Version 8.3 (R2014a) oder höher Das Modell besteht aus insg. 249 mex-files und FRONIUS_SYMO_3P15.slx FRONIUS_SYMO_3P15_sfun.mexw64 FroniusSymo.jpg GUI_FRONIUS_SYMO.fig, GUI_FRONIUS_SYMO.m Das Modell besteht aus insg. 249 mex-files GUI_FRONIUS_SYMO.fig, GUI_FRONIUS_SYMO.m FroniusSymo.jpg FRONIUS_SYMO_3P17_sfun.mexw64 FRONIUS_SYMO_3P17.slx Das Modell besteht aus insg. 249 mex-files und BDEW_GUI_C.fig, BDEW_GUI_C.m FRONIUS_SYMO_3P20.slx FRONIUS_SYMO_3P20_sfun.mexw64 FroniusSymo.jpg Wechselrichter SYMO3P20 BDEW und TR8 / Rev.6 Dateiname: SYMO3P20_SimulationModelD3.zip Prüfsumme: 647bd36c9036596035ade07362781a0e Wechselrichter SYMO3P17 Checksumme (MD5) Dateiname: SYMO3P17_SimulationModelB.zip Prüfsumme: 73134a8be9c445e224ac7a886f0b7d70 Wechselrichter SYMO3P15 Dateiname: SYMO3P15_SimulationModelB.zip Prüfsumme: 63d7f3fbf8cf9d6da6c3a2cfef7a9529 Das Modell kann folgende Fehler durchfahren Modelltyp zwei- und dreiphasige Fehler Momentanwert ( EMT- ) Modell nur dreiphasige Fehler Effektivwert ( RMS ) Modell Es wurde das 20 kw Modell validiert. Eine Validierung der restlichen Wechselrichtertypen wurde nicht durchgeführt für die wurden Plausibilitätsprüfungen durchgeführt. Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 8

3.2 Beschreibung des Modells Im Folgenden ist der Modellaufbau dargestellt. Abbildung 3-1 - Modellübersicht, Simulink Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 9

Abbildung 3-2 Modellaufbau Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 10

Abbildung 3-3 -Beispiel Anlagennachbildung mit Sim-Power-Systems In Herstellerdokumenten [8] und [9] ist das Modell weitgehend detailliert beschrieben. Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 11

3.3 Modelldateien und Parameter des Modells Dateien Jeder Wechselrichtertyp hat ein eigenes Modell. FRONIUS_SYMO_3P20.slx : Simulink Modell des Wechselrichters BDEW_GUI_C.m: GUI für den Anwender zur Parametrierung des Wechselrichters; Code für diese GUI beinhaltet BDEW_GUI_C.fig. Die GUI ist für die Anlagenzertifizierung (Nachbildung einer Anlage mit mehreren WR) nicht anwendbar, da über die GUI nur ein Modell parametrierbar ist eher gedacht für die Einheitenzertifizierung. Weitere Informationen können den Modelldokumentationen entnommen werden, siehe [8] und [9]. Eingabeparameter des Modells Die Eingabewerte werden in Form einer Matrix definiert f(zeit)=wert. SystemEnable: für 0 ist der WR inaktiv, 1 ist WR aktiv; FRTSelect: Reaktion auf Spannungseinbrüche (Fehlerfälle) o 0: keine Reaktion auf Fehler o 1: (Passiv-Mode): Blindstrom wird zu null während eines Spannungseinbruches o 2: (Aktive-Mode): Normaler LVRT-Modus. ReactiveSelect: hier wird die Blindleistungseingabevariante definiert o 0: keine Blindleistungseinspeisung o 1: Eingabe in cos(ϕ); Eingabebereich: -1 1 (Untererregt Übererregt) o 2: relative Blindleistungseingabe in % (-100 +100) o 3: absolute Blindleistungseingabe in Var o 5: Blindleistungseinspeisung auf Basis einer vordefinierten Charakteristik in Abhängigkeit der Klemmspannung FRT k-faktor o Eingabe zwischen 1 4 möglich (Plausibilitätsprüfung in 0,5 Schritten durchgeführt) o K Faktorcharakteristik gemäß TC2007 PSlewRate: Änderungsgeschwindigkeit der Wirkleistung in m%/s. QTimeConstant: Änderungsgeschwindigkeit bzw. Zeitkonstante der Blindleistung in ms P_Relative: Relative AC Wirkleistungsvorgabe, Eingabebereich 0 1. Parameter Grid Impedanz sind im Rahmen einer Anlagenzertifizierung auf null zu setzen (hier wird empfohlen, die Netzimpedanz separat nachzubilden) Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 12

Ausgangsgrößen: Unter Results können die Ausgänge ausgelesen werden siehe näheres [8] 1. Phase 1 UAC RMS (V) 2. Phase 2 UAC RMS (V) 3. Phase 3 UAC RMS (V) 4. IA RMS per phase (A) 5. IR RMS per phase (A) 6. Total active power (for all three phases) - (W) 7. Total reactive power (for all three phases) - (var) 8. Total apparent power (for all three phases) - (VA) 9. Phase 1 UAC frequency (Hz) 10. Phase 2 UAC frequency (Hz) 11. Phase 3 UAC frequency (Hz) 12. Set active power - (W) 13. Grid voltage positive sequence component 14. Grid voltage negative sequence component 15. Reactive current negative sequence component 16. Active power negative sequence component 17. Reactive power negative sequence component Weitere Anmerkungen zum Modell: Bei dem Modell handelt es sich um eine diskrete Modellierung; es wird der Simulink Solver Fixed-Step / discrete (no continuous) ausgewählt. Die Schrittweite ist durch den Parameter T_main (1 ms) fest vorgegeben Die orange hinterlegten Größen (in AGF_Control zusammengefasst) beinhalten die Parameter zur Fahrweise des Wechselrichters, wie z.b. P, Q, cos φ, k-faktor etc, siehe Abbildung 3-1. Die grün hinterlegten Größen stellen die für den WR notwendigen Eingangsgrößen wie Spannung, f und Phasenverschiebung der Spannung dar. Im Modell können keine Schutzparameter eingestellt werden (nicht implementiert). Im Modell ist das spannungsabhängige PQ-Verhalten hinterlegt. Das Modell ist für unterschiedliche Vorfehlerblindströme validiert. Das Modell benötigt ca. 10 s bis die volle Wirkleistung erreicht ist; die Definition der Spannungseinbrüche für LVRT-Tests sollten nach den 10 s erfolgen. Der k-faktor orientiert sich an die Mitsystemgröße der Spannung. k-faktoren 0,2 und 3 wurden anhand TR3 Messungen validiert. k = 1 und 4 wurde auf Plausibilität geprüft. Die Modelle wurden sowohl für symmetrische als auch für unsymmetrische Fehler validiert (zwei- und dreiphasige Fehler ohne Erdberührung). Das Modell kann auch unter Plattform Matlab-SimPowerSystems ausgeführt werden, sodass die Anlagennachbildung im Rahmen der Anlagenzertifizierung vereinfacht werden kann. Hierzu ist ein mögliches Beispiel in Abbildung 3-3 dargestellt. Wichtig ist da- Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 13

bei, dass die Netzimpedanz Grid_impedance (Goto1) auf null gesetzt werden muss die Netzimpedanz wird in Abbildung 3-3 über das Modul Grid_Impedance definiert. Es können mehrere Einheiten nachgebildet werden; hierzu wird die box FRONI- US_SYMO_3P2 durch copy/paste dupliziert; die Eingänge müssen mit source blocks bzw. mit entsprechenden GoTo s definiert werden Es ist im Modell auch möglich parallele Maschinen abzubilden d.h. es können mehrere Wechselrichter miteinander gebündelt werden; hierfür kann der Parameter Select number of Inverters in parallel bis maximal 20 eingestellt werden. Es können maximal 249 Wechselrichter in einer Anlage nachgebildet werden; jeder Wechselrichter bekommt eine entsprechende Mex-Datei zugewiesen (funktioniert automatisch, der Anwender muss hierzu nichts tätigen). Falls höhere Anzahl an Wechselrichtern notwendig sind, ist der Hersteller zu kontaktieren damit weitere Mex-Files generiert werden. Prüfung hinsichtlich Anlagentauglichkeit wurde mit 20 Wechselrichtern erfolgreich durchgeführt. Für Anlagennachbildung folgende Hinweise, falls Anlage unter SimPowerSystems abgebildet wird: o Die Schrittweite für die Simulation beträgt < 1e-4 s (Powergui) o Die Eingänge U,f,Winkel und Ausgang Results der WR (Fronius_symo_3P20 - Box) müssen mit einer RT-Box (Rate Transition) versehen werden. Die Output Signalschrittweite für RT-Boxen ist gleich T_main zu setzen, siehe Abbildung 3-3. o Die Grid Impedance wird nicht mehr verwendet bzw. sollte auf null parametriert werden. o Die Eingangsgrößen der Wechselrichter sind entsprechend anzupassen (GoTo s) Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 14

3.4 Übersichtspläne der Validierung nach TR4 In den folgenden Tabellen sind die Übersichtspläne der Validierung dargestellt; die Versuchsnummern lehnen sich an die Bezeichnungen der TR3-Prüfberichte [6]. 3.4.1 3 Phasige Fehler Erste Versuche Wirkleistung, Mitsystem 6.2 0% 0,31 1,86 0,29 1,23 0% 0,01 0,03 0,02 6.7 25% 0,30 1,01 0,39 0,76 25% 0,01 0,04 0,07 6.12 50% 0,31 0,76 0,30 0,57 50% 0,01 0,03 0,01 6.17 75% 0,27 0,05 0,30 0,14 75% 0,01 0,03 0,02 Blindleistung, Mitsystem 6.2 0% 0,39 0,50 0,37 0,45 0% 0,01 0,03 0,03 6.7 25% 0,39 0,60 0,39 0,52 25% 0,01 0,01 0,01 6.12 50% 0,38 1,92 0,39 1,31 50% 0,01 0,04 0,03 6.17 75% 0,39 3,40 0,38 2,19 75% 0,01 0,05 0,02 Blindstrom Mitsystem 6.2 0% 0,39 6,82 0,39 4,25 0% 0,01 0,09 0,03 6.7 25% 0,39 1,47 0,40 1,04 25% 0,01 0,02 0,01 6.12 50% 0,39 3,67 0,38 2,35 50% 0,01 0,07 0,03 6.17 75% 0,40 4,72 0,39 2,99 75% 0,01 0,06 0,02 Nennleistung Wirkleistung, Mitsystem 6.4 0% 2,56 2,43 2,17 2,37 0% 0,03 0,03 0,04 6.9 25% 0,06 3,72 1,76 2,77 25% 0,00 0,05 0,06 6.14 50% 0,08 7,25 3,36 5,37 50% 0,00 0,09 0,07 6.19 75% 0,08 3,17 2,31 2,60 75% 0,00 0,05 0,04 Blindleistung, Mitsystem 6.4 0% 1,58 0,50 1,55 0,93 0% 0,02 0,01 0,06 6.9 25% 1,61 0,62 1,52 0,99 25% 0,02 0,01 0,07 6.14 50% 1,63 2,14 1,52 1,90 50% 0,02 0,04 0,07 6.19 75% 1,64 5,07 1,55 3,67 75% 0,02 0,06 0,05 Blindstrom Mitsystem 6.4 0% 1,57 6,88 1,60 4,77 0% 0,02 0,08 0,06 6.9 25% 1,60 1,19 1,51 1,33 25% 0,02 0,06 0,07 6.14 50% 1,62 5,10 1,51 3,68 50% 0,02 0,07 0,07 6.19 75% 1,63 6,55 1,55 4,56 75% 0,02 0,08 0,05 Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 15

Teilleistung / Unter-Übererregt Wirkleistung, Mitsystem 6.58 75% 0,53 0,94 0,88 0,88 75% 0,01 0,03 0,04 6.56 50% 0,14 0,53 0,31 0,43 50% 0,00 0,02 0,02 Blindleistung, Mitsystem 6.58 75% 0,62 6,49 0,80 4,19 75% 0,01 0,07 0,02 6.56 50% 0,51 5,19 0,59 3,34 50% 0,01 0,06 0,02 Blindstrom Mitsystem 6.58 75% 0,66 8,42 0,84 5,37 75% 0,01 0,09 0,02 6.56 50% 0,59 9,78 0,62 6,11 50% 0,01 0,12 0,02 Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 16

3.4.2 3- Phasige Fehler Zweite Versuche Teilleistung Wirkleistung, Mitsystem 6.3 0% 0,39 1,89 0,26 1,24 0% 0,01 0,03 0,03 6.8 25% 0,73 0,98 0,84 0,91 25% 0,02 0,04 0,09 6.13 50% 0,28 0,78 0,30 0,58 50% 0,01 0,03 0,01 6.18 75% 0,29 0,14 0,33 0,21 75% 0,01 0,03 0,02 Blindleistung, Mitsystem 6.3 0% 0,38 0,50 0,36 0,44 0% 0,01 0,03 0,03 6.8 25% 0,39 0,62 0,38 0,52 25% 0,01 0,01 0,01 6.13 50% 0,39 1,97 0,39 1,34 50% 0,01 0,04 0,02 6.18 75% 0,39 3,48 0,38 2,24 75% 0,01 0,05 0,02 Blindstrom Mitsystem 6.3 0% 0,38 6,88 0,38 4,28 0% 0,01 0,06 0,03 6.8 25% 0,39 1,51 0,40 1,06 25% 0,01 0,05 0,01 6.13 50% 0,39 3,74 0,38 2,40 50% 0,01 0,07 0,02 6.18 75% 0,39 4,82 0,39 3,05 75% 0,01 0,06 0,02 Nennleistung Wirkleistung, Mitsystem 6.5 0% 0,08 2,47 1,31 1,88 0% 0,00 0,03 0,08 6.10 25% 0,36 4,58 2,94 3,66 25% 0,01 0,06 0,02 6.15 50% 2,17 6,91 2,57 5,14 50% 0,03 0,10 0,09 6.20 75% 2,16 2,98 3,01 2,90 75% 0,03 0,04 0,03 Blindleistung, Mitsystem 6.5 0% 1,61 0,40 1,53 0,86 0% 0,02 0,03 0,06 6.10 25% 1,58 0,52 1,42 0,89 25% 0,02 0,01 0,03 6.15 50% 1,56 2,01 1,54 1,83 50% 0,02 0,04 0,03 6.20 75% 1,58 4,81 1,54 3,51 75% 0,02 0,07 0,05 Blindstrom Mitsystem 6.5 0% 1,60 6,58 1,54 4,57 0% 0,02 0,08 0,06 6.10 25% 1,57 1,76 1,47 1,65 25% 0,02 0,06 0,03 6.15 50% 1,55 4,80 1,52 3,49 50% 0,02 0,09 0,03 6.20 75% 1,57 6,20 1,55 4,34 75% 0,02 0,09 0,05 Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 17

3.4.3 2 Phasige Fehler Erste Versuche - Mitsystemgrößen Teilleistung Wirkleistung, Mitsystem 6.22 0% 0,29 1,81 0,28 1,20 0% 0,01 0,04 0,01 6.27 25% 0,29 0,57 0,31 0,46 25% 0,01 0,02 0,03 6.32 50% 0,27 0,10 0,31 0,18 50% 0,01 0,02 0,02 6.37 75% 0,29 0,18 0,32 0,23 75% 0,01 0,02 0,01 Blindleistung, Mitsystem 6.22 0% 0,39 6,59 0,40 4,11 0% 0,01 0,08 0,03 6.27 25% 0,37 4,77 0,39 3,01 25% 0,01 0,05 0,04 6.32 50% 0,39 3,29 0,38 2,13 50% 0,01 0,05 0,03 6.37 75% 0,41 2,90 0,39 1,90 75% 0,01 0,04 0,01 Blindstrom Mitsystem 6.22 0% 0,39 1,40 0,40 1,00 0% 0,01 0,05 0,03 6.27 25% 0,37 3,48 0,40 2,25 25% 0,01 0,04 0,04 6.32 50% 0,40 3,79 0,38 2,43 50% 0,01 0,06 0,03 6.37 75% 0,41 2,98 0,39 1,95 75% 0,01 0,04 0,01 Nennleistung Wirkleistung, Mitsystem 6.24 0% 0,07 1,68 3,88 2,18 0% 0,00 0,05 0,03 6.29 25% 5,35 2,11 6,39 3,72 25% 0,06 0,03 0,08 6.34 50% 2,59 2,53 2,78 2,61 50% 0,03 0,04 0,03 6.39 75% 0,08 1,54 4,65 2,32 75% 0,00 0,04 0,03 Blindleistung, Mitsystem 6.24 0% 1,64 8,32 1,55 5,62 0% 0,02 0,10 0,07 6.29 25% 1,52 8,80 1,49 5,88 25% 0,02 0,11 0,07 6.34 50% 1,63 7,54 1,49 5,14 50% 0,02 0,11 0,05 6.39 75% 1,65 6,60 1,51 4,58 75% 0,02 0,09 0,05 Blindstrom Mitsystem 6.24 0% 1,63 4,03 1,54 3,04 0% 0,02 0,06 0,07 6.29 25% 1,51 8,75 1,49 5,85 25% 0,02 0,12 0,07 6.34 50% 1,62 8,77 1,49 5,87 50% 0,02 0,12 0,05 6.39 75% 1,64 7,33 1,51 5,01 75% 0,02 0,10 0,05 Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 18

3.4.4 2 Phasige Fehler Zweite Versuche Mitsystemgrößen Teilleistung Wirkleistung, Mitsystem 6.23 0% 0,30 0,83 0,30 0,62 0% 0,01 0,03 0,01 6.28 25% 0,29 0,74 0,30 0,56 25% 0,01 0,03 0,01 6.33 50% 0,28 0,17 0,31 0,23 50% 0,01 0,03 0,01 6.38 75% 0,74 0,11 0,72 0,36 75% 0,02 0,02 0,04 Blindleistung, Mitsystem 6.23 0% 0,39 6,82 0,42 4,26 0% 0,01 0,08 0,02 6.28 25% 0,37 5,77 0,40 3,62 25% 0,01 0,09 0,03 6.33 50% 0,39 3,35 0,38 2,16 50% 0,01 0,05 0,02 6.38 75% 0,41 2,91 0,39 1,90 75% 0,01 0,04 0,01 Blindstrom Mitsystem 6.23 0% 0,39 2,02 0,42 1,37 0% 0,01 0,04 0,02 6.28 25% 0,38 4,82 0,42 3,05 25% 0,01 0,09 0,03 6.33 50% 0,39 3,87 0,39 2,48 50% 0,01 0,06 0,02 6.38 75% 0,41 2,99 0,39 1,95 75% 0,01 0,04 0,01 Nennleistung Wirkleistung, Mitsystem 6.25 0% 2,09 1,40 2,59 1,82 0% 0,03 0,04 0,03 6.30 25% 5,30 1,30 6,59 3,29 25% 0,06 0,03 0,10 6.35 50% 0,26 2,64 5,94 3,39 50% 0,01 0,04 0,19 6.40 75% 0,21 1,40 4,53 2,22 75% 0,01 0,04 0,12 Blindleistung, Mitsystem 6.25 0% 1,62 8,49 1,57 5,73 0% 0,02 0,11 0,04 6.30 25% 1,52 7,35 1,54 5,03 25% 0,02 0,10 0,07 6.35 50% 1,59 7,70 1,47 5,22 50% 0,02 0,11 0,05 6.40 75% 1,63 6,51 1,48 4,52 75% 0,02 0,08 0,03 Blindstrom Mitsystem 6.25 0% 1,61 4,25 1,55 3,18 0% 0,02 0,07 0,04 6.30 25% 1,51 6,78 1,54 4,68 25% 0,02 0,09 0,07 6.35 50% 1,58 8,99 1,47 5,99 50% 0,02 0,13 0,05 6.40 75% 1,62 7,23 1,48 4,95 75% 0,02 0,09 0,03 Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 19

3.4.5 2 Phasige Fehler Erste Versuche Gegensystemgrößen Teilleistung Wirkleistung, Gegensystem 6.22 0% 0,00 0,56 0,00 0,33 0% 0,00 0,01 0,00 6.27 25% 0,00 1,30 0,00 0,78 25% 0,00 0,02 0,00 6.32 50% 0,00 0,03 0,00 0,02 50% 0,00 0,02 0,00 6.37 75% 0,00 0,01 0,00 0,01 75% 0,00 0,00 0,00 Blindleistung, Gegensystem 6.22 0% 0,00 1,50 0,00 0,90 0% 0,01 0,02 0,00 6.27 25% 0,00 0,16 0,00 0,10 25% 0,01 0,01 0,00 6.32 50% 0,00 0,36 0,00 0,22 50% 0,00 0,01 0,00 6.37 75% 0,00 0,11 0,00 0,07 75% 0,00 0,00 0,00 Blindstrom Gegensystem 6.22 0% 0,19 3,21 0,19 2,00 0% 0,01 0,05 0,02 6.27 25% 0,22 0,45 0,19 0,35 25% 0,01 0,02 0,02 6.32 50% 0,20 1,51 0,19 0,98 50% 0,00 0,03 0,02 6.37 75% 0,20 0,81 0,18 0,56 75% 0,00 0,01 0,03 Nennleistung Wirkleistung, Gegensystem 6.24 0% 0,00 0,68 0,00 0,41 0% 0,00 0,03 0,00 6.29 25% 0,00 1,40 0,00 0,84 25% 0,00 0,02 0,00 6.34 50% 0,00 0,12 0,00 0,07 50% 0,00 0,00 0,00 6.39 75% 0,00 0,05 0,00 0,03 75% 0,00 0,00 0,00 Blindleistung, Gegensystem 6.24 0% 0,00 1,03 0,00 0,62 0% 0,01 0,02 0,00 6.29 25% 0,00 0,11 0,00 0,06 25% 0,01 0,01 0,00 6.34 50% 0,00 0,24 0,00 0,15 50% 0,01 0,00 0,00 6.39 75% 0,00 0,04 0,00 0,03 75% 0,01 0,00 0,00 Blindstrom Gegensystem 6.24 0% 0,36 2,17 0,36 1,45 0% 0,01 0,05 0,05 6.29 25% 0,49 0,31 0,41 0,36 25% 0,01 0,02 0,08 6.34 50% 0,36 1,05 0,35 0,77 50% 0,01 0,02 0,04 6.39 75% 0,36 0,32 0,36 0,34 75% 0,01 0,01 0,05 Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 20

3.4.6 2 Phasige Fehler Zweite Versuche Gegensystemgrößen Teilleistung Wirkleistung, Gegensystem 6.23 0% 0,00 0,54 0,00 0,33 0% 0,00 0,01 0,00 6.28 25% 0,00 1,12 0,00 0,67 25% 0,00 0,03 0,00 6.33 50% 0,00 0,03 0,00 0,02 50% 0,00 0,01 0,00 6.38 75% 0,00 0,01 0,00 0,01 75% 0,00 0,00 0,00 Blindleistung, Gegensystem 6.23 0% 0,00 1,49 0,00 0,89 0% 0,00 0,02 0,00 6.28 25% 0,00 0,06 0,00 0,04 25% 0,00 0,01 0,00 6.33 50% 0,00 0,36 0,00 0,22 50% 0,00 0,01 0,00 6.38 75% 0,00 0,11 0,00 0,07 75% 0,01 0,00 0,00 Blindstrom Gegensystem 6.23 0% 0,19 3,19 0,20 1,99 0% 0,00 0,05 0,02 6.28 25% 0,20 0,18 0,21 0,19 25% 0,00 0,03 0,02 6.33 50% 0,19 1,51 0,19 0,98 50% 0,00 0,03 0,02 6.38 75% 0,19 0,81 0,19 0,56 75% 0,01 0,01 0,03 Nennleistung Wirkleistung, Gegensystem 6.25 0% 0,00 1,34 0,00 0,81 0% 0,00 0,05 0,00 6.30 25% 0,00 1,25 0,00 0,75 25% 0,00 0,02 0,00 6.35 50% 0,00 0,24 0,00 0,15 50% 0,00 0,01 0,00 6.40 75% 0,00 0,05 0,00 0,03 75% 0,00 0,00 0,00 Blindleistung, Gegensystem 6.25 0% 0,00 1,06 0,00 0,64 0% 0,01 0,02 0,00 6.30 25% 0,00 0,19 0,00 0,12 25% 0,01 0,01 0,00 6.35 50% 0,00 0,11 0,00 0,07 50% 0,01 0,00 0,00 6.40 75% 0,00 0,04 0,00 0,03 75% 0,01 0,00 0,00 Blindstrom Gegensystem 6.25 0% 0,39 2,26 0,38 1,51 0% 0,01 0,05 0,05 6.30 25% 0,38 0,55 0,41 0,49 25% 0,01 0,02 0,04 6.35 50% 0,55 0,46 0,65 0,52 50% 0,01 0,02 0,02 6.40 75% 0,33 0,32 0,34 0,33 75% 0,01 0,01 0,02 Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 21

3.4.7 K Faktor k=3 Teilleistung bei K = 3 Wirkleistung, Mitsystem 6.42 50% 0,25 1,92 0,28 1,26 50% 0,01 0,03 0,02 6.43 50% 0,70 1,91 0,65 1,41 50% 0,01 0,03 0,02 6.47 75% 0,30 0,72 0,27 0,55 75% 0,01 0,03 0,01 6.48 75% 0,28 0,86 0,27 0,62 75% 0,01 0,03 0,01 Blindleistung, Mitsystem 6.42 50% 0,39 0,39 0,40 0,39 50% 0,01 0,02 0,03 6.43 50% 0,39 0,39 0,40 0,39 50% 0,01 0,02 0,03 6.47 75% 0,39 4,77 0,38 3,02 75% 0,01 0,07 0,02 6.48 75% 0,39 4,75 0,38 3,01 75% 0,01 0,07 0,02 Blindstrom Mitsystem 6.42 50% 0,39 2,36 0,39 1,57 50% 0,01 0,04 0,03 6.43 50% 0,40 2,36 0,39 1,57 50% 0,01 0,04 0,03 6.47 75% 0,40 6,28 0,40 3,93 75% 0,01 0,09 0,02 6.48 75% 0,39 6,25 0,40 3,91 75% 0,01 0,10 0,02 Nennleistung bei K = 3 Wirkleistung, Mitsystem 6.44 50% 0,10 1,80 4,02 2,30 50% 0,00 0,06 0,05 6.45 50% 0,33 1,85 2,09 1,77 50% 0,01 0,05 0,06 6.49 75% 2,58 6,14 2,57 4,71 75% 0,03 0,08 0,04 6.50 75% 0,35 4,25 5,21 4,15 75% 0,01 0,07 0,02 Blindleistung, Mitsystem 6.44 50% 1,64 0,32 1,52 0,81 50% 0,02 0,06 0,06 6.45 50% 1,59 0,34 1,55 0,83 50% 0,02 0,06 0,05 6.49 75% 1,61 6,09 1,55 4,28 75% 0,02 0,08 0,04 6.50 75% 1,58 4,88 1,50 3,53 75% 0,02 0,08 0,05 Blindstrom Mitsystem 6.44 50% 1,63 2,25 1,51 1,97 50% 0,02 0,07 0,06 6.45 50% 1,58 2,25 1,53 1,97 50% 0,02 0,07 0,05 6.49 75% 1,60 7,87 1,56 5,35 75% 0,02 0,10 0,04 6.50 75% 1,57 5,81 1,51 4,09 75% 0,02 0,11 0,05 Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 22

3.4.8 K Faktor k=0 Teilleistung bei K = 0 Wirkleistung, Mitsystem 6.52 50% 0,25 0,75 0,31 0,57 50% 0,01 0,02 0,02 6.53 50% 0,70 0,49 0,72 0,58 50% 0,02 0,02 0,02 Blindleistung, Mitsystem 6.52 50% 0,39 0,32 0,39 0,35 50% 0,01 0,01 0,01 6.53 50% 0,39 0,31 0,38 0,34 50% 0,01 0,00 0,01 Blindstrom Mitsystem 6.52 50% 0,39 0,63 0,39 0,53 50% 0,01 0,02 0,01 6.53 50% 0,40 0,62 0,39 0,53 50% 0,01 0,01 0,01 Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 23

4 Anhang IV Auszüge aus den Prüfberichten 4.1 Netzrückwirkungen Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 24

Für die nicht typgeprüften Wechselrichter Fronius Symo 15.0-3-M bzw. 17.5-3-M sind hinsichtlich Flickerformfaktor k f (ψ k ) Spannungsänderungsfaktor k u (ψ k ) Flickerkoeffizient Schaltfaktor k imax Max. Schalthandlungen N 10 und N 120 dieselben Werte wie die am Wechselrichter Fronius Symo 20.0-3-M gemessenen anzusetzen. Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 25

Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 26

Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 27

Für die nicht typgeprüften Wechselrichter Fronius Symo 15.0-3-M bzw. 17.5-3-M sind hinsichtlich der Oberschwingungen Zwischenharmonischen Höheren Frequenzen im Normalbetrieb dieselben Werte wie die am Wechselrichter Fronius Symo 20.0-3-M gemessenen anzusetzen. Zur Berechnung der Absolutwerte muss der jeweilige Nennstrom I n des Wechselrichters berücksichtigt werden. Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 28

4.2 Wirkleistung Tabelle 1- Auszug aus [6] (Anhang B der TR3 Rev. 23) Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 29

Für die nicht typgeprüften Wechselrichter Fronius Symo 15.0-3-M bzw. 17.5-3-M sind hinsichtlich des mittleren Gradienten der Wirkleistung der Einschwingzeit der Leistung für einen Sollwertsprung des Gradienten der Wirkleistung nach Spannungslosigkeit dieselben Werte wie die am Wechselrichter Fronius Symo 20.0-3-M gemessenen anzusetzen. Auch die Wechselrichter Fronius Symo 15.0-3-M bzw. 17.5-3-M können mit reduzierter Leistung betrieben werden. Die Sollwertabweichung der sich an den Ausgangsklemmen des Wechselrichters einstellenden Wirkleistung ist in Tabelle 2 gezeigt: Tabelle 2 - Messung der Einstellgenauigkeit (aus [6]) Die Abweichungen des gemessenen Wechselrichter Fronius Symo 20.0-3-M sind in Tabelle 2 absolut bzw. prozentual angegeben. Die max. Abweichung beträgt 2,46%, die minimale 0,45%. Diese prozentualen Werte sind auf die Wechselrichter Fronius Symo 15.0-3-M bzw. 17.5-3-M übertragbar. Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 30

4.3 Blindleistung Tabelle 3 - Auszug aus [6] ( Anhang B der TR3 Rev. 23 ) Das in Tabelle 3 aufgeführte, am Fronius Symo 20.0-3-M gemessene PQ-Diagramm lässt sich auf die nicht typgeprüften Wechselrichter Fronius Symo 15.0-3-M bzw. 17.5-3-M übertragen. Dabei ist zu beachten, dass die als Absolutwert angegebene Blindleistung mit dem Verhältnis der Wirkleistungen des umzurechnenden und des geprüften Wechselrichters zu skalieren ist (also 15kW / 20kW = 0,75 bzw. 17,5kW / 20kW = 0,875). In Tabelle 4 ist die PQ-Messung wie in [6] beschrieben aufgeführt. Es ist ersichtlich, dass sich bei der Einstellung des Wirkleistungsbins 90% P/Pn bzw. 100% P/Pn aufgrund der gewählten Betriebsweise des Wechselrichters keine 90% Pn = 18kW bzw. 100% Pn = 20kW eingestellt haben. Dies ist bei der Interpretation des PQ-Diagramms aus Tabelle 3 zu berücksichtigen. Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 31

Tabelle 4 - Messung des PQ-Verhaltens, Auszug aus [6] Die gemessenen Werte am Fronius Symo 20.0-3-M hinsichtlich der Einstellgenauigkeit der Blindleistung bzw. des Verschiebungsfaktors minimalen Stufung der Blindleistung längsten Einschwingzeit sind auch auf die nicht typgeprüften Wechselrichter Fronius Symo 15.0-3-M bzw. 17.5-3-M übertragbar. Auf die Grenzen der Blindleistungsbereitstellung bzw. deren Spannungsabhängigkeit wird in Kap.4.4 eingegangen. Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 32

4.4 Spannungsabhängiges Blindleistungsvermögen Der mögliche Blindleistungsbereich der Fronius Symo 15.0-3-M, 17.5-3-M und 20.0-3-M in Abhängigkeit von der Wirkleistung Spannung an den AC-Klemmen ist in Abbildung 4-1 und Abbildung 4-2 dargestellt. Bei Spannungen unter 90 % wird die max. Wirkleistung linear mit der Netzspannung abgeregelt. Bei Spannungen größer 115 % schaltet der Wechselrichter ab. Abbildung 4-1 - möglicher Blindleistungsbereich (Herstellererklärung) Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 33

Abbildung 4-2 - möglicher Blindleitungsbereich (Herstellererklärung) Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 34

4.5 Schutzvermögen und Zuschaltbedingungen Abbildung 4-3 - Auszug aus [6] ( Anhang B der TR3 Rev. 23 ) Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 35

Das Schutzsystem des nach TR3 geprüften Wechselrichters Fronius Symo 20.0-3-M ist identisch zu dem der nicht gemessenen Wechselrichter Fronius Symo 15.0-3-M bzw. 17.5-3-M. Die Überprüfung der Schutzeinrichtung des Rückfallverhältnisses der Zuschaltbedingungen kann daher auf die nicht vermessenen Wechselrichter übertragen werden. 4.6 Interner NA-Schutz Der interne NA-Schutz der Wechselrichter umfasst folgende Funktionen: langsamer Spannungsrückgangsschutz U< schneller Spannungsrückgangsschutz U<< Spannungssteigerungsschutz U> Frequenzrückgangsschutz Frequenzsteigerungsschutz In Abbildung 4-4 ist der mögliche Einstellbereich zusammengefasst: Anmerkung: Der Tabellenwert Auslösezeit bezeichnet die Standardeinstellung der jeweiligen Schutzfunktion Abbildung 4-4 - Schutzeinrichtung/Einstellmöglichkeiten der Wechselrichter Fronius Symo 15.0-3-M, 17.5-3-M, 20.0-3-M (Herstellererklärung) Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 36

Da die Wechselrichter Fronius Symo 15.0-3-M, 17.5-3-M, 20.0-3-M über keine Prüfvorrichtung zur Überprüfung der Schutzeinstellungen verfügen, ist bei Einsatz der Wechselrichter im Mittelspannungsnetz ein externer NA-Schutz vorzusehen. Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 37

4.7 Kurzschlussstrombeiträge Kurzschlussströme Zeitpunkt Restspannung Symmetrisch Unsymmetrisch I eff in p.u. I p in p.u. I eff in p.u. I p in p.u. t 0 1,095 1,73 1,083 1,73 t 150 5 % 1,011-1,036 - t end 1,022-1,042 - t 0 1,098 1,73 1,072 1,70 t 150 25 % 1,026-1,049 - t end 1,026-1,049 - t 0 1,094 1,73 1,066 1,63 t 150 50 % 1,023-1,022 - t end 1,018-1,018 - t 0 1,047 1,63 1,054 1,66 t 150 75 % 1,016-1,004 - t end 1,015-0,998 - t 0 = 10 ms nach Fehlereintritt t 150 = 150 ms nach Fehlereintritt t end = 20 ms vor Fehlerende I eff = erster Halbschwingungseffektivwert (bei t 0) bzw. Einperiodeneffektivwert (bei t 150 und t end) I p = Maximalwert innerhalb der ersten 10ms nach Fehlereintritt Tabelle 5 - Aus [6] ermittelte höchste Kurzschlussstrombeiträge (Mitsystem) des Wechselrichter Fronius Symo 20.0-3-M für Volllast- und Teillastbetrieb bei k=2 Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 38

Zeitpunkt k - Faktor Restspannung Kurzschlussströme Symmetrisch I eff in p.u. I p in p.u. t 0 1,098 1,73 t 150 50 % 1,03 - t end 1,032-3 1,074 1,56 t 0 t 150 75 % 1,01 - t end 1,015 - t 0 0,3 0,66 t 150 0 50 % 0,26 - t end 0,255 - t 0 = 10 ms nach Fehlereintritt t 150 = 150 ms nach Fehlereintritt t end = 20 ms vor Fehlerende I eff = erster Halbschwingungseffektivwert (bei t 0) bzw. Einperiodeneffektivwert (bei t 150 und t end) I p = Maximalwert innerhalb der ersten 10ms nach Fehlereintritt Tabelle 6 - Aus [6] ermittelte höchste Kurzschlussstrombeiträge (Mitsystem) des Wechselrichter Fronius Symo 20.0-3-M für Volllast- und Teillastbetrieb bei k 2 Die aus den Messungen in [6] ermittelten höchsten Kurzschlussstrombeitäge in p.u. des Fronius Symo 20.0-3-M nach Tabelle 5 und Tabelle 6 gelten auch für die nicht typgeprüften Wechselrichter Fronius Symo 15.0-3-M bzw. 17.5-3-M. Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 39

4.8 Softwareversion In Tabelle 7 sind die Versionen der SW-Stände bei Vermessung des Wechselrichters Fronius Symo 20.0-3-M zusammengefasst. Die Software der Wechselrichter Fronius Symo 15.0-3-M, 17.5-3-M und 20.0-3-M sind identisch. Das bleibt für Softwareversionen mit höheren Ständen gültig. Prozessor Baugruppe Software Version Main - Prozessor Roach 1) (auf SYMODC20 ) V0.13.4.3 Guard - Prozessor Roach AC 1) (auf SYMOFIL20) V08.4.1 Display & Setup RECERBO V0.2.17.0 1) : Siehe Abbildung 2-1 Tabelle 7 - Software Version der untersuchten EZE Fronius Symo 15.0-3-M, 17,5.0-3-M, 20.0-3-M VDE 194852-ET2 40