Faule Einspeiser

Seit einigen Jahren erkennt man immer wieder leistungselektronische Einspeiser, wie z.B. Photovoltaikwechselrichter, Windkraftanlagen und Batteriespeicher, die eine auffällige Ähnlichkeit der Strom- und Spannungskurvenform aufweisen.

Was bei rein ohmschen Verbrauchern erwünscht und vorteilhaft ist – nämlich der reine Bezug von Wirkleistung ohne Grundschwingungs- und Oberschwingungsblindleistung – wirkt sich bei Einspeisern elektrischer Energie unvorteilhaft auf die Netzrückwirkungen in allen Spannungsebenen aus. Denn im klassischen Sinne ist dort eher der Strom der angeschlossenen Verbraucher – und damit die ideale Sinuskurvenform der Spannung – der zentrale Regelparameter. Das gilt für große Synchrongeneratoren in den Kraftwerken genauso, wie für Generatoren in Netzersatzanlagen und die Leistungselektronik an der Sekundärseite von USV-Anlagen. Den ein Synchrongenerator – ja sogar ein Synchronmotor – wird auf Abweichungen der Spannung von der Sinusform mit entsprechend gegensätzlicher Stromeinspeisung reagieren. Aufgrund dieses Wirkprinzips stellen vereinfacht ausgedrückt die klassischen Kraftwerksgeneratoren immer die Blindleistung bei der Grundfrequenz und bei den Oberschwingungen bereit, die von den Lasten abgefordert werden. Dies zumindest im Rahmen der jeweiligen bauartbedingten Möglichkeiten.

Folgt nun aber ein moderner leistungselektronischer Einspeiser mit seiner Regelung des Stroms weitestgehend der Spannungskurvenform, optimiert er zwar den eigenen frequenzabhängigen Blindstrom, versagt aber im gleichen Moment dem Netz eben diese von den Verbrauchern benötigte Blindleistung. Somit wirkt er im schlimmsten Falle sogar als „Verstärker“ der im Netz vorherrschenden Netzrückwirkungen. Derartige Effekte statisch im Frequenzbereich und dynamisch im transienten Bereich werden immer häufiger.

Jetzt kann man zwar eben diese frequenzabhängige Blindleistung auch durch aktive, passive oder hybride Filteranlagen bereitstellen. Diese Möglichkeiten bestehen aber rein physikalisch bereits auch in den benannten Einspeiseanlagen. Vereinfacht ausgedrückt, fehlt hierfür lediglich der entsprechende Regelparameter in der Steuerung solcher Anlagen.

Hier ist ein Umdenken in der Zulassung und Normung gefordert. Es ist wenig hilfreich, wenn die einschlägigen Normen möglichst geringe Stromoberschwingungen von Einspeisern fordern. Hilfreicher wäre es, solche Anlagen zu fördern, die sich neben der Stützung der Spannung auch wirkungsvoll an der Erhaltung der Sinuskurvenform beteiligen. Ganz so, wie der gute alte Synchrongenerator im Kraftwerk.