2. Funktionalität
Die Microgrid-Funktion ermöglicht es, mehrere unabhängige Wechselrichter-/Ladegerätsysteme (Victron Power Banks) in netzunabhängigen Anwendungen gemeinsam an einem gemeinsamen Wechselstrombus zu betreiben.
Jede Power Bank besteht aus einem MultiPlus-, Quattro-, MultiPlus-II- oder Quattro-II-System, das an ein eigenes Batteriesystem angeschlossen ist. Anstatt ein einziges großes VE.Bus-System mit einem gemeinsamen Gleichstrombus zu bilden, werden mehrere solcher Systeme lediglich über die Wechselstromseite miteinander verbunden.
Alle angeschlossenen Power Banks arbeiten im Hybrid-Statik-Modus und sorgen gemeinsam für die Aufrechterhaltung und Regelung des Wechselstrombusses. Die Lastverteilung zwischen den Einheiten erfolgt durch eine kontrollierte Frequenz- und Spannungsabweichung am Wechselstrombus.
Bei Änderungen der Systemlast:
Alle Power Banks passen ihren Ausgang automatisch an.
Die Last wird proportional verteilt (bei identischen Statik-Einstellungen).
Es ist kein externes Energiemanagementsystem (EMS) erforderlich.
Das System wird ausschließlich netzunabhängig betrieben. Der Wechselstrombus wird durch die beteiligten Power Banks vollständig aufgebaut und stabilisiert.
Achtung
Eine Kopplung mit anderen Wechselstromquellen (Wechselstrom-PV-Wechselrichter, Wechselstromaggregate usw.) wird nicht unterstützt.
2.1. Vergleich mit dem Standardbetrieb
In einem Standard-VE.Bus-System dient der Wechselstromeingang zum Anschluss an eine vorgelagerte Wechselstromquelle (Netz oder Generator), während die Lasten über den Wechselstromausgang versorgt werden. Der interne oder externe Transferschalter steuert den Übergang zwischen Betrieb des Wechselrichters und Durchschaltbetrieb (oder PowerAssist-Betrieb).
In einer Microgrid-Anwendung, die den Hybrid-Statik-Modus nutzt, ändert sich dieses Verhalten grundlegend:
Der Wechselstromeingang dient dazu, die Power Bank an den gemeinsamen Microgrid-Wechselstrombus anzuschließen.
Der Wechselstromeingang ist daher dauerhaft an ein Wechselstromsystem angeschlossen, das gemeinsam von allen angeschlossenen Power Banks gebildet wird.
In Microgrid-Anwendungen dürfen die Wechselstromausgänge nicht an Lasten angeschlossen werden.
Im Gegensatz zu einer Standardanwendung wird der Wechselstromeingang nicht als vorgelagerte Versorgung betrachtet, sondern als Verbindungspunkt zum gemeinsamen netzunabhängigen Bus. Der interne oder externe Transferschalter dient nicht dazu, zwischen externem Wechselstromeingang und Wechselrichterbetrieb umzuschalten; stattdessen ist der Wechselrichter über die Hybrid-Statik-Regelung fortlaufend an der Bildung und Stabilisierung des Wechselstrombusses beteiligt.
Dies führt zu einer anderen elektrischen Topologie als bei herkömmlichen VE.Bus-Installationen und muss beim Systemaufbau und der Verkabelung berücksichtigt werden.
Warnung
In dieser Anwendung liegt an dem Wechselstromeingang Spannung an, sobald eine Power Bank das Microgrid unterstützt. Daher sollten Sie den Wechselstromeingang stets als stromführenden Anschluss behandeln.
Werden lösbare Steckverbinder verwendet, sind berührungssichere Steckverbinder erforderlich. Powerlock-Steckverbinder sind eine häufig verwendete Lösung, die diese Voraussetzung erfüllen kann.
2.2. Einschränkungen und Auflagen
Die Victron-Microgrid-Funktionalität ist als dezentrale, Statik-gesteuerte, netzunabhängige Architektur konzipiert, deren Schwerpunkt auf einer stabilen und proportionalen Lastverteilung zwischen mehreren Victron Power Banks liegt.
Das System folgt bewusst einer Philosophie der Einfachheit und Robustheit. Dies ermöglicht zwar Modularität, Skalierbarkeit und Ausfallsicherheit, doch sind bestimmte Funktionen, die in anderen Microgrid-Architekturen üblicherweise zu finden sind, in der aktuellen Version nicht enthalten.
Es gelten die folgenden Einschränkungen.
2.2.1. Nur netzunabhängiger Betrieb
Der Hybrid-Statik-Betrieb ist ausschließlich für isolierte Systeme vorgesehen. Der Microgrid-Wechselstrombus wird vollständig von den angeschlossenen Power Banks gebildet und stabilisiert und darf nicht an das öffentliche Stromnetz angeschlossen werden. Der netzgekoppelte Betrieb im Microgrid-Modus wird nicht unterstützt.
Dadurch eignet sich das System für netzunabhängige Stromversorgungssysteme, abgelegene Installationen und dezentrale Energieerzeugung in Containern, jedoch nicht für netzgekoppelte Hybridanlagen.
2.2.2. Maximale Systemgröße
Microgrid-Anwendungen werden mit einer Gesamtleistung der Wechselrichter von bis zu 400 kW unterstützt, definiert als die Summe der Ausgänge der Wechselrichter aller Power Banks.
2.2.3. Philosophie der dezentralen Steuerung
Der Microgrid funktioniert ohne zentrale Steuerungszentrale. Die Lastverteilung erfolgt ausschließlich über die Statik-Regelung, wobei Frequenz und Spannung als Koordinationsmechanismus zwischen den Power Banks dienen.
Externe Energiemanagementsysteme (EMS) zur Verteilung von Sollwerten für die Wirkleistung an einzelne Power Banks werden nicht unterstützt; außerdem gibt es keine zentrale Ebene für die wirtschaftliche Einsatzplanung oder Optimierung. Das System ist bewusst so konzipiert, dass es ohne schnelle Kommunikationsverbindungen zwischen den Geräten funktioniert, was die Robustheit erhöht, jedoch fortgeschrittene Überwachungs- und Steuerungsstrategien einschränkt.
2.2.4. Nutzung des Wechselstrombusses
Der Microgrid-Wechselstrombus dient zur Verbindung von Victron Power Banks und zur Versorgung von Lasten. Er ist nicht als universeller Parallelschaltbus für zusätzliche Wechselstrom-Generatoren konzipiert.
Wechselstromgekoppelte PV-Wechselrichter, externe netzbildende Wechselrichtersysteme oder direkt parallel geschaltete Generatoren werden am Microgrid-Wechselstrombus nicht unterstützt. Die Batterieladung muss für jede Power Bank einzeln über gleichstromgekoppelte Quellen oder spezielle Wechselstromladegeräte erfolgen, die von einer externen Quelle gespeist werden.
Diese architektonische Entscheidung gewährleistet ein kontrolliertes Zusammenspiel der Statik-Charakteristik und eine vorhersehbare Systemdynamik.
2.2.5. Unabhängige Batteriesysteme
Jede Power Bank verfügt über ein eigenes Batteriesystem und verwaltet dieses eigenständig. Es gibt keinen gemeinsamen Gleichstrombus und keinen automatischen Ausgleich des Ladezustands zwischen den Power Banks.
Die Energieverteilung zwischen den Geräten wird daher ausschließlich durch die Statik-Charakteristik und den Systemaufbau bestimmt. Bei der Projektplanung müssen abgestimmte Ladestrategien berücksichtigt werden.
2.2.6. Verhalten bei Schwarzstart
Die Schwarzstartfähigkeit ist bewusst auf einen Grenzwert begrenzt, um unkontrollierte Neustartschleifen zu verhindern. Sobald eine Power Bank erfolgreich eine Verbindung zu einem unter Spannung stehenden Microgrid hergestellt oder sich diesem angeschlossen hat, wird ihre Fähigkeit, einen neuen Schwarzstart zu initiieren, deaktiviert, bis die Wechselrichter/Ladegeräte neu gestartet wurden.
2.2.7. Systempositionierung
Die Victron-Microgrid-Architektur erweitert das bekannte VE.Bus-Systemkonzept auf eine modulare, wechselstromgekoppelte Umgebung. Es ermöglicht eine Skalierung über die Grenzwerte eines einzelnen Wechselrichter-/Ladesystems hinaus, wobei das dezentrale und von Natur aus stabile Funktionsprinzip beibehalten wird.
Es ist nicht beabsichtigt, zentralisierte Microgrid-Regler mit fortschrittlicher Einsatzplanung, netzbildenden Hierarchien oder komplexer Generatorkoordination zu ersetzen. Stattdessen bietet es eine robuste und skalierbare Grundlage für netzunabhängige, wechselstromgekoppelte Stromversorgungssysteme, die auf bewährten Prinzipien der Statik-Regelung basieren.
2.3. Topologie
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