Vergleichende Bewertung von Techniken zur Frequenzstabilität in umrichterbasierten Stromnetzen

Im Kontext der erhöhten Einspeisung erneuerbarer Energien über umrichterbasierte Stromversorgungen beeinflussen reduzierte rotierende Teile in Generatoren die Systemträgheit, was zu Herausforderungen bei der Frequenzstabilität führt. Diese Studie bewertet drei Methoden zur Frequenzstabilität mit MATLAB/Simulink und zeigt signifikante Variationen. Bei niedrigen Lasten übertreffen die Grid-forming Inverter (GFMI) Techniken mit Lastabfallregelung und virtuellen synchronen Generatoren (VSG) die GFLI (grid-following inverter) und demonstrieren überlegene Stabilität. Bei hohen Lasten schneidet GFMI mit Lastabfallregelung besser ab als GFMI mit VSG, während GFLI eine bessere Frequenzantwort zeigt. Die aktive Leistung von GFLI mit PLL und GFMI mit Lastabfallregelung bleibt bei ausgewogenen und hohen Lasten akzeptabel, schwankt jedoch erheblich bei niedrigen Lasten. Im Gegensatz dazu überschreitet die GFMI mit VSG-Technik bei hohen Lasten und schwankt, wodurch die Werte bei niedrigen Lasten unter normales Niveau fallen. Diese Analyse informiert über praktische Entscheidungen für Methoden zur Frequenzstabilität in integrierten Stromversorgungssystemen mit erneuerbaren Energien.