Hardware(HiL) Simulation eines einphasigen netzgekoppelten Hybrid-PV-Batterie-Wechselrichters mit dreistufigem Überspannungsregler

In diesem Beitrag wird der Überspannungsregler für einen einphasigen netzgekoppelten Hybrid-Wechselrichter vorgestellt, der in Niederspannungsnetzen mit Photovoltaik (PV) und Batterieanschlüssen eingesetzt wird. Das netzgekoppelte PV-Batterie-Hybridsystem kann die Überspannungsregelung unterstützen , indem es Blindleistung (Q) aus dem Hauptnetz bezieht und die ins Hauptnetz eingespeiste Wirkleistung (P) reduziert. Der vorgeschlagene Überspannungsregler ermöglicht es dem netzgekoppelten hybriden PV-Batterie-Wechselrichter, in drei Zuständen zu arbeiten: 1) nur Q-Absorption, 2) Absorption von Q mit P-Kürzung durch Batterieladung, und 3) Absorption von Q mit P-Kürzung durch Begrenzung der PV-Leistung. Darüber hinaus wird der einphasige netzgekoppelte Hybrid-Wechselrichter mit einem unsymmetrischen synchronen Referenzrahmen und einem zusätzlichen Spannungsregelkreis auf der Grundlage von P(V) und Q(V) geregelt. Zur experimentellen Validierung wird eine hardware(HiL)-Simulation verwendet. Die Leistungsstufe des netzgekoppelten Hybrid-Wechselrichters wird in einem OPAL-RT OP4510 HiL-Echtzeitsimulator modelliert, während die Regelstufe auf einem TMS320F28379D Texas Instruments 32-Bit-DSP-Controller implementiert wird. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass der einphasige netzgekoppelte hybride PV-Batterie-Wechselrichter mit dem vorgeschlagenen Überspannungsregler das Spannungsniveau mit einer schnellen Regelungsreaktion erfolgreich abmildert, während der Leistungsfaktor des netzgekoppelten hybriden Wechselrichters innerhalb des Grenzwertes bleiben kann.