StABIL - Zukunftsfähige PV-Stromrichter - Auslegung, Belastungsanalyse und Innovationen für eine hohe Lebensdauer; Teilvorhaben: Netzbildende Stromrichter

Abstract

Das Forschungsprojekt StABIL untersuchte die Entwicklung netzbildender PV- und Batteriestromrichter auf Basis einer aktuellen KACO-Serienplattform. Ziel war es, Stromrichter so weiterzuentwickeln, dass sie in Stromnetzen mit hohem Anteil erneuerbarer Energien aktiv zur Spannungsbildung, Frequenzhaltung und Netzstabilität beitragen können. Gleichzeitig sollten zukünftige Belastungsszenarien analysiert und eine hohe Lebensdauer der Geräte und Komponenten sichergestellt werden. Dazu wurde die netzbildende Regelung aus dem Vorgängerprojekt "VerbundnetzStabil" auf eine aktuelle Serienplattform übertragen, software- und hardwareseitig angepasst sowie durch Simulationen, Laborversuche und thermische Messungen validiert. Optimierte Halbleitermodule wurden integriert und die thermischen Modelle des Stromrichters entsprechend angepasst. Wesentliche Ergebnisse sind die erfolgreiche Implementierung der netzbildenden Regelung, die Erweiterung der Betriebsführung, die Integration neuer Halbleitermodule und die Verbesserung des thermischen Verhaltens. Weiterhin konnten Rückschlüsse auf die zu erwartenden Belastungen der Halbleiter gezogen werden. Das MPP-Tracking im netzbildenden PV-Betrieb erwies sich jedoch als deutlich komplexer als erwartet und wurde nicht vollständig abgeschlossen. Der Feldtest konnte daher nur eingeschränkt durchgeführt werden. Die im Projekt entwickelte netzbildende Regelung sowie neue Infineon-Halbleitermodule werden in einem Inselstromrichter eingesetzt. Dadurch werden eine höhere DC-Spannung und eine größere Ausgangsleistung erreicht. Die Serienreife ist für dieses Jahr geplant. Eine Anpassung der Auslegungsvorschriften der Halbleiter für den netzbildenden Betrieb ist nicht notwendig.