Publikationen - Netze für Erneuerbare Energien

Eberhard Waffenschmidt,
"Netzregelung mit LED-Lampentreibern für zukünftige Stromnetze ohne rotierende Massen",
4. Otti-Konferenz "Zukünftige Stromnetze für Erneuerbare Energien", Berlin, 31.1 -1.2.2017

Demnächst müssen rotierende Massen im Stromnetz durch Leistungselektronik mit "Virtuellen Inertia" ersetzt werden. Eine Möglichkeit bieten hier Zwischenkreiskondensatoren von Leistungselektronik-Konvertern. Hier wird ein bestehender LED-Lampentreiber zur Bereitstellung von Momentanregelung modifiziert und Messungen vorgestellt.
Schaltnetzteile, welche eine gewisse Leistung überschreiten, müssen eine erste Stufe enthalten, welche den Leistungsfaktor (inklusive höhere Harmonische) innerhalb von gewissen Grenzen hält. Dieser sogenannte Power Factor Correction (PFC) Circuit regelt den Leistungsfluss zum Zwischenkreis-Kondensator: Wenn die Zwischenkreisspannung fällt, benötigt die LED zu viel Leistung und der Regler erhöht den Strom und damit die Leistung von Netz.
Die generelle Idee ist nun, diesen Regler "missbrauchen" und um die Virtuelle-Inertia-Regelung zu erweitern: Der Referenzwert für die Zwischenkreisspannung wird mit einem Offset versehen, der proportional zur aktuellen Frequenzabweichung ist. Damit folgt die Zwischenkreisspannung der Frequenzabweichung, und die Regelung des PFC sorgt inhärent dafür, dass die passende zusätzliche Leistung vom Netz bezogen oder abgegeben wird.
Um das Konzept für eine Virtuelle-Inertia-Regelung zu überprüfen, wurde ein Lampentreiber von Philips für eine 35 W LED-Lampe, welcher eine PFC-Stufe enthält, modifiziert. Es handelt sich um einen Philips Xitanium/Fortimo LED Driver 110-3000TD/I .