Gegensystem-Stromregler - Siemens SINAMICS S120 Systemhandbuch

Detailbeschreibungen zu den Funktionsmodulen
6.1 Zusatzregelungen für stromgeregelten Betrieb
6.1.4

Gegensystem-Stromregler

Hintergrund
In einigen Netzrichtlinien (Grid-Codes) wird auch im Fall unsymmetrischer Netzstörungen
bzw. Spannungseinbrüche das Einprägen von symmetrischen Netzströmen gefordert, also
gleicher Stromamplitude in allen drei Netzphasen. In Verbindung mit einer schwankenden
Netzspannung führt dies zwangsläufig zu einer Leistungsoszillation, für die der
Zwischenkreiskondensator als Energiepuffer genutzt wird.
Ausgangspunkt ist eine Strom-Zerlegung in symmetrische Komponenten, wonach jedes
3-Phasen-System auch mit komplexen Amplituden für eine Nullkomponente, ein Mitsystem
und ein Gegensystem beschrieben werden kann. Dem Gegensystem entspricht im Zeitbereich
ein gegenläufig umlaufender Raumzeiger, also eine Koordinatentransformation mit dem
negierten Netzwinkel -φ.
Bei einem Gegensystem-Sollwert "0" moduliert der Regler die Umrichter-Ausgangsspannung
mit einem Signalanteil bei doppelter Netzfrequenz derart, dass ein symmetrischer
3-Phasenstrom resultiert. Durch geeignete Vorgabe von Gegensystem-Stromsollwerten
könnten bei Bedarf auch einzelne Netzphasen gestützt werden. Im Extremfall gleicher Mit-
und Gegensystemsollwerte erreicht man sogar eine stromlose Netzphase.
Anwendung
Im Frequenzspektrum der Phasenströme macht sich ein vorhandenes Gegensystem durch
eine Frequenzlinie bei 2-facher Netzfrequenz und ggf. deren Vielfacher bemerkbar. Durch
Aktivieren der Gegensystem-Regelung (p3640 = 1) mit Sollwert null (p3641) wird diese
Stromunsymmetrie ausgeregelt. Die Verstärkung des Gegensystem-Reglers entspricht dem
Verstärkungsfaktor der regulären Mitsystem-Stromregelung und ist daher nicht separat
einstellbar. Die Nachstellzeit kann hingegen bei Bedarf angepasst werden (p3639).
Ein von Null verschiedener Sollwert ist in üblichen Anwendungen nicht sinnvoll. Während
eines FRT wird ein ggf. nötiger unsymmetrischer Stützstrom intern direkt aufgeschaltet
(p5509[8]). In der Voreinstellung der dynamischen Netzstützung mit p5500.3 = 1 wird die
Gegensystemregelung automatisch aktiviert, um auch bei 2-phasigen Netzstörungen die
Stromsymmetrie zu gewährleisten.
Ein Gegensystem in Netzspannung oder Netzstrom ist mit einer Leistungspulsation
verbunden, die zu entsprechenden Schwingungen der Zwischenkreisspannung führt. Um
dennoch den eigentlich entscheidenden Mittelwert der Zwischenkreisspannung weiterhin
dynamisch zu regeln, wird V
(p3645).
Hinweis
Die Gegensystem-Regelung erhöht die Rechenlast und reduziert die Robustheit der Regelung,
da zusätzliche Eigenschwingungen entstehen. Die Regelung sollte daher nur bei Bedarf
aktiviert werden.
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mit Hilfe einer einstellbaren Bandsperre geeignet gefiltert
dc
Netzeinspeisung
Systemhandbuch, 10/2020, A5E03347401A