Synchronverteiler oder virtuelle Synchrongeneratoren sind Inverter, die Synchrongeneratoren nachahmen, um „synthetische Trägheit“ für Hilfsdienste in elektrischen Energiesystemen bereitzustellen.
Abbildung 1. Ein einfaches Diagramm der Synchronverter-Betriebsumgebung
Hintergrund
Standard-Wechselrichter sind Elemente mit sehr geringer Trägheit. Während Übergangsphasen, die meist auf Fehler oder plötzliche Laständerungen zurückzuführen sind, folgen sie Änderungen schnell und können einen schlechteren Zustand verursachen, aber Synchrongeneratoren haben eine bemerkenswerte Trägheit, die ihre Stabilität beibehalten kann.
In jüngster Zeit wurden durch den Einsatz von immer mehr erneuerbaren Energien, insbesondere Solarzellen, mehr Wechselrichter in Netzen eingesetzt und dies könnte die Zuverlässigkeit des Stromnetzes gefährden.
Geschichte
Hydro-Québec begann 2005 als erster Netzbetreiber synthetische Trägheit zu verlangen. Um dem Frequenzabfall entgegenzuwirken, fordert der Netzbetreiber eine zeitweilige Leistungssteigerung von 6%, indem er die Leistungselektronik mit der Rotationsträgheit eines Windturbinenrotors kombiniert.Ähnliche Anforderungen traten 2016 in Europa in Kraft.
Synchronumformer-Modell
Synchronverter Struktur kann in zwei Teile geteilt werden: Leistungsteil (siehe Abbildung 2) und elektronischer Teil. Der Leistungsteil ist ein Energieumwandlungs- und Übertragungsweg einschließlich der Brücke, Filterschaltung, Stromleitung usw. Der elektronische Teil bezieht sich auf Mess- und Steuereinheiten, einschließlich Sensoren und DSP.
Abbildung 2. Power-Teil eines Synchronwandlers
Der wichtige Punkt beim Modellieren des Synchronwandlers besteht darin, sicherzustellen, dass er ein ähnliches dynamisches Verhalten wie der Synchrongenerator aufweist (siehe 3). Dieses Modell wird aufgrund seiner Komplexität in Modelle mit zwei bis zu sieben Ordnungen eingeteilt. Aufgrund des richtigen Kompromisses zwischen Genauigkeit und Komplexität wird jedoch das 3-Ordnungsmodell häufig verwendet.
woher und sind dq-Achsen Komponenten der Klemmenspannung.
Abbildung 3. Das Phasenmodell eines an einen unendlichen Bus angeschlossenen SG