Während erneuerbare Energien, Energiespeicherung und Elektromobilität das Stromnetz neu gestalten, müssen die zu diesem Netz angeschlossenen Geräte zunehmend anspruchsvolle Validierungskriterien erfüllen. Wechselrichter, Ladegeräte und Umwandlungsanlagen müssen selbst unter Spannungsschwankungen, Frequenzänderungen und Störsituationen zuverlässig funktionieren, lange bevor sie in die Praxis gelangen. Die Überprüfung dieser Anforderungen auf kontrollierte und wiederholbare Weise ist Aufgabe des Netzsimulators.
Yotavis AG bietet eine breite Palette an ITech-Rastersimulator, Die Instrumente, die die Instrumentenbauer verwenden, um das Verhalten der realen Netze mit Laborgenauigkeit nachzubilden. Im Folgenden wird ein detaillierter Blick auf die Funktionsweise der IT7900-Serie geworfen und vier reale Testszenarien vorgestellt, in denen die Serie ihre Berechtigung im Labor unter Beweis stellt.
Die technische Grundlage
Die ITech IT7900-Serie Es handelt sich um einen programmierbaren Vierquadranten-Rastersimulator, der auf SiC- (Siliziumkarbid-) Stromtechnik basiert. Einige technische Daten sind wichtiger als andere:
- Echte Vierquadrantenoperation — 100% Stromquelle und Ein Einbaubad ermöglicht die Simulation sowohl der Wasserversorgung als auch der Wasserbelastung und die Übergänge zwischen diesen beiden Phasen erfolgen in Millisekunden.
- Regenerativ durch Konstruktion — die vom Testgerät aufgenommenen Energie wird bis zu 88% Wiederherstellung, Statt als Wärme abzugeben, wird sie verbraucht. Bei langen Radtouren oder Ausdauertests reduziert sich diese Menge erheblich sowohl bei der Strom- als auch bei der Kühlleistung.
- Flexibler Ausgabe-Modus — AC, DC, AC+DC und DC+AC, was eine AC-Wellenform mit einer überlagerten DC-Vorstärkung oder eine DC-Ausgangsspannung mit definierter Riffelung ermöglicht.
- Breites Frequenzspektrum — 16 Hz bis 100 Hz, deckt 50/60 Hz-Gitter und Arbeiten mit Flugzeugfrequenz ab.
- Tiefe Wellenformsteuerung — Harmonischer und Interharmonischer Synthese bis zur 50. Ordnung, 30 eingebaute Verzerrungsprofile, beliebige Formate über Import von 1024 Punkten und LIST-Sequenzierung bis zu 200 Schritten.
- Programmierbare Ausgangsimpedanz — so verhält sich die Quelle wie eine echte (und optional schwache) Nutzungsanbindung anstatt wie eine ideale, starre Versorgung.
- Eingebaute Instrumentierung — Touchscreen, Leistungsmesser und Oszilloskop an Bord sowie USB/CAN/LAN (LXI) und digitale I/O-Anschlüsse, optional auch mit GPIB/RS232.
Die Leistungsdichte ist hoch (6 kVA in 1U, 15 kVA in 3U), und die Aggregate können in Master-/Slave-Parallelbetrieb bis zu 960 kVA zusammengefügt werden, sodass die gleiche Architektur von einer Testeinheit bis hin zu einem vollwertigen Systemsystem skalierbar ist.
Anwendungsfall 1: Zertifizierung eines PV-Inverters für die Netzanschlussprüfung
Die Herausforderung. Um einen Photovoltaik-Inverter in die Stromversorgung anzuschließen, muss dieser einen niedrigen Spannungsausfall (LVRT), eine geeignete Reaktivstrom-Injektion bei Störereignissen und eine zuverlässige Anti-Isolationsfunktion aufweisen.
Die Methode. Stellen Sie die Profile für Spannungseinbrüche und -anstiege (LVRT/HVRT) im Simulator ein und vergewissern Sie sich, dass der Wechselrichter weiterhin angeschlossen ist und wie im Netzcode vorgesehen reagiert, mit einer festgelegten Tiefe und Dauer des Spannungseinbruchs. Anschließend wechseln Sie in den Inselmodus: Der IT7900 bildet das Resonanz-RLC-Netzwerk für die Anti-Isolationsprüfung, ohne dass eine externe Lastbank angeschlossen werden muss. Abschließend injizieren Sie Harmonische, um die Leistungsfähigkeit des Wechselrichters bei einer verzerrten Stromversorgung zu prüfen.
Der Wert. Dieses Instrument umfasst wiederverwendbare Profile, die Wiederholbarkeit und Dokumentation gewährleisten und zudem Schutz vor Störungen bei Betrieb unter Last sowie Schutz vor Inseln und Leistungsqualität bieten.
Anwendungsfall 2: Validierung bidirektionaler EV-Ladegeräte und V2X
Die Herausforderung. An Bord befindliche Ladegeräte und Vehicle-to-Everything (V2X)-Systeme übertragen Energie auf zwei Arten. Die Tests umfassen Ladevorgänge in allen vier Quadranten sowie die Synchronisierung des Stromnetzes bei den Übergängen.
Die Methode. Die Vierquadrantenarchitektur stellt die Stromquelle für die Ladungstests und den Stromabnehmer für die Exporttests bereit und kann die Stromversorgung in schnellem Tempo steuern. Dies ist für eine reale Inbetriebnahme geeignet. Ein Oszilloskop ist integriert, mit dem die transienten Reaktionen betrachtet und analysiert werden können. Phase-Sprung- und Frequenzänderungsprüfungen dienen dazu, die reibungslose Neusynchronisierung des Laders zu bestätigen.
Der Wert. Es ist keine separate Quelle-Last- und Energie-Recuperationsanlage erforderlich, und die zurückgewonnene Energie kann bis zu 88% betragen, was bedeutet, dass die Betriebskosten bei längeren bidirektionalen Fahrtests erheblich reduziert werden.
Anwendungsfall 3: Stressprüfung eines Batteriespeichers
Die Herausforderung. Die Stromumwandlungsstufe eines Batteriespeichers muss in einem „Grid-Following“-Modus und zunehmend auch in einem „Grid-Forming“-Modus arbeiten und dann auch bei Stromausfällen stabil bleiben.
Die Methode. Verwenden Sie den LIST-Modus, um eine vollständige Gitter-Ereignissequenz, Spannungs-Transienten, Frequenz-Rampen und Phasen-Sprünge mit bis zu 200 Schritten zu scripten und diese wiederholt auszuführen. Am wichtigsten ist: Programmieren Sie die Ausgangsimpedanz nicht als ideale Gitterdiode, sondern als schwache Gitterdiode – das ist es, was Probleme mit der Gitterformstabilität aufdeckt.
Der Wert. Durch die Kombination von realistischer Simulation mit schwacher Grid-Struktur und skriptbasierten, wiederholbaren Ereignisabläufen kann die PCS-Validierung von einer Reihe von Einzeltests in einen kontrollierten und messbaren Prozess übergehen.
Die ITECH IT7900-Serie bei Yotavis
Mehr als 40 Modelle, von einer 2-kW-Bügeltisch-Anlage bis zu einem 900-kW-Hochspannungs-System. Passen Sie die Anlage an Ihre Leistung, Spannung und Kategorie an:
- Kompakt (2–6 kVA): IT7902-350-10U, IT7904-350-20U, IT7906-350-30.
- Serie E (21–126 kVA): IT7921E, IT7942E, IT7963E, IT7984E, IT79105E, IT79126E.
- EP-Hochleistungsprodukte (21–126 kVA): IT7921EP, IT7942EP, IT7963EP, IT7984EP, IT79105EP, IT79126EP.
- Hohe Spannung (700 V): IT79180-700-180 bei 180 kVA und IT79900-700-900 mit einer Leistung von 900 kVA.
Alle Geräte sind regenerativ, vier-Quadranten-geformt und über Fernbedienung steuerbar für automatisierte Testumgebungen mit denselben Wellenformen und der gleichen Compliance-Funktionalität in der gesamten Produktpalette.
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