Moderne Regelverfahren für aktive harmonische Filter

Abstract

Mit zunehmendem Einsatz leistungselektronischer Verbraucher und dem weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien rückt das Thema Qualität der elektrischen Versorgungsnetze und seine Sicherstellung immer weiter in den Fokus. Die Folgen schlechter Netzqualität sind sehr unterschiedlich. In der Theorie ist ein ideales Netz jederzeit verfügbar, hat eine konstante Frequenz von 50Hz, hat ideal sinusförmige Ströme und Spannungen, hat eine konstante Netzspannung und keine Spannungseinbrüche oder Komplettunterbrechungen. In der Realität wird durch den zunehmenden Einsatz von Leistungselektronik das Netz nichtlinear belastet, was zu Verzerrungen der Kurvenform führt (Oberschwingungen), sichtbare Schwankungen der Beleuchtung verursacht (Flicker) und Überund Unterschreitung der Spannungstoleranzen bewirkt. Solche Netzrückwirkungen wirken sich störend auf andere Verbraucher aus und gefährden die Verfügbarkeit elektrotechnischer Anlagen. Eine zentrale Bedeutung haben dabei die von der Grundschwingung abweichenden höheren Frequenzanteile (Oberschwingungen), die zur Verzerrung der Kurvenform von Strom und Spannung führen. Eine Möglichkeit zur Kompensation von Oberschwingungen sind aktive harmonische Filter, die an einem geeignet gewählten Knotenpunkt einen Kompensationsstrom einspeisen und die Verzerrungsanteile des Netzstromes kompensieren.