Energiekonditionierung in Niederspannungsnetzen unter besonderer Berücksichtigung der Integration verteilter Energieerzeuger in schwachen Netzausläufern

Wechselrichter werden zur Netzeinspeisung aus verschiedenen regenerativen und konventionellen Energiequellen sowie zur Anbindung von Speichersystemen verwendet. Viele Wechselrichtersysteme werden jedoch nur wenige Volllaststunden pro Jahr betrieben und sind somit in der Lage, zusätzliche Aufgaben zu übernehmen. In dieser Arbeit wurden Verfahren entwickelt, mit denen Wechselrichter einen Beitrag zur Energiekonditionierung in Niederspannungsnetzen leisten können. Eine Verifikation dieser Verfahren wurde sowohl durch Simulationen als auch durch Versuche mit einer Test-Hardware vorgenommen. Die entwickelten Regelungsverfahren verfolgen dabei zwei unterschiedliche Strategien: Auf der einen Seite wurden Methoden entwickelt, die vorhandene Netzqualität bestmöglich zu erhalten, indem Ströme kritischer Lasten von Blindleistungs- und Oberschwingungsanteilen befreit wurden und durch die Begrenzung von Stromänderungsgeschwindigkeiten der Flicker-Koeffizient reduziert wurde. Auf der anderen Seite wurde mit der induktiven Entkopplung ein Verfahren entwickelt, das die Spannungsqualität in einem begrenzten Netzbereich aktiv verbessern kann. Dabei kann die Spannungsamplitude und -kurvenform des geschützten Teilnetzbereichs in weiten Grenzen unabhängig vom vorgelagerten Netz geregelt werden. Zusätzlich wurde eine Unsymmetrieregelung für Vier-Leiter-Systeme entworfen, mit der über die Analyse des Nullsystems nicht nur Unsymmetrie kompensiert werden kann, sondern auch jeder beliebige unsymmetrische Zustand eingestellt werden kann.