Aufgabe:

Hier wird ein Inselnetz gestellt. Der Umrichter stellt eine sinusförmige Spannung. Dazu wird eine Winkelreferenz mit einer Referenzfrequenz verwendet.

Spannungsregler:

Der Spannungsregler sieht sich den Betrag der Netzspannung an, und erhöht dann entsprechend die Aussteuerung des Umrichters. Die Sollspannung des Reglers wird über den Blindleistung des Umrichters angepasst (droop-v).

Stromregler / Vektorregler:

Es handelt sich hier nicht um eine Transvektorregelung . Die transformierten Größen werden nur zur Anzeige verwendet. Eine Stromregelung findet nicht statt. Dies führt im dynamischen Fall, zb Kurzschluss, zu einem unkontrollierten Stromaufbau in den Umrichterströmen. Hier fehlt einfach die Dämpfung des Stromanstieges über die Stromregler. Eine mögliche Variante wäre es, die Limitierung des Spannungsreglers über einen Stromregler zu führen.

PLL/Winkelreferenz:

Die einfache PLL kann unter PLL mit Beschreibung der internen Struktur von PLL und Messblock (v2) nachgelesen werden. Die PLL misst normalerweise die Netzspannung. Diese Funktion wurde deaktiviert. Damit bleibt nur noch der Winkelintegrator der PLL übrig. Die Sollfrequenz/Mittenfrequenz der PLL wird über eine Droop-funktion als Abhängige der Wirkleistung verstellt (droop-f). Dadurch kann die PLL sich auf entfernte Spannungsquellen synchronisieren.

Droop-f, Droop-v:

Die Droopfunktionen wird über die Netzleistung, also die Primärleistung des Trafo bestimmt. Die benutzte Leistung ist nicht der Momentanwert der Leistung, sondern der Tiefpassgefilterte Wert.

Simulationsablauf:

Die Simulation startet als Parallelbetrieb zu einem weichen Netz (sk=50kVA). Das NEtz wird als der Oberspannungsseitige Abgriff des Stromrichtertrafos "TrSr1" definiert.Der Umrichter hat eine Nennleistung von 100kW. Nach 100ms wird ein Kurzschluss über die beiden Kurzschlusswiderstände erzeugt. Dieser wird bei 200ms wieder abgeschaltet.
An den Umrichterströmen (AC3_IConv) kann entsprechend der Wirk- und Blindstrom beobachtet werden.
Die Parameter (#) können in allen Blöcken geändert werden. Mit ClearSim wird die Simulation zurückgesetzt und mit StartSim wieder gestartet.

Bewertung:

Die Spannungsstellung funktioniert leidlich. Das System neigt aber zu Schwingungen, die allerdings abklingend sind. Ein größere Dämpfung der Schwingung wäre wünschenswert.
Der große Vorteil liegt in einer sehr einfachen Regelstruktur.
Insbesondere im Kurzschlussfall sieht doch sehr große Gleichanteile in den Trafoströme. Diese lassen sich nur durch eine Stromregelung "einfangen". Das erfordert aber größere Änderungen an der Regelstruktur.