Power Memory Black Start (svart start): Hybridomvandlare som energilagring Black Start? Mot tillfälligt strömavbrott och blackout

De flesta växelriktare klarar inte av en blackstart. Med vissa växelriktare är det möjligt att utföra en blackstart genom att ladda ett separat batteri innan växelriktaren slås på. Detta är dock inte alltid möjligt och beror på typen av växelriktare.

Den nya generationen hybridväxelriktare med blackstart-funktion har en reservströmbrytare som gör att utvalda laster kan fortsätta att få nödström under ett nätavbrott. Denna reservström gör att hybridväxelriktaren kan startas med blackstart. Solladdning stöds också, vilket gör att batteriet kan fortsätta laddas under ett nätavbrott för att förse lasterna med ström.

Fronius Prim GEN24 Plus Hybrid Inverter Series

Fronius Prim GEN24 Plus hybridväxelriktarserie är kompatibel med blackstart – Bild: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

Fronius Prim GEN24 Plus hybridväxelriktarserie kan användas med blackstart.

GoodWe Hybrid Inverter 5-10KW ET Plus-serien

Hybridväxelriktare för hem och energilagring – från GoodWe – Bild: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

GoodWe Hybrid Inverter 5–10 kW ET Plus-serien har en högspännings-UPS-funktion (backup power). Vid strömavbrott säkerställer en omkoppling inom 10 millisekunder en oavbruten strömförsörjning för anslutna enheter.

GoodWe ET-Plus-serien av trefasiga hybridväxelriktare är utformad för att garantera en stabil strömförsörjning för anslutna laster. Dessa enheter har en trefasig nödströmsutgång med trefasström och ett effektområde på 5 kW, 6,5 kW, 8 kW och 10 kW.

Det breda batterispänningsområdet på 180 V till 550 V möjliggör flexibel kompatibilitet med flera litiumbatterisystem på marknaden.

Den inkommande PV-generatorns effekt kan överstiga den nominella effekten med upp till 30 %. Detta resulterar i bättre energiutbyte både varma och mycket kalla dagar. UPS-funktionen (avbrottsfri strömförsörjning) möjliggör omkoppling inom 10 millisekunder vid strömavbrott. Växelriktaren har också ett öppet batterihanteringsgränssnitt, vilket uppfyller kraven från vissa energileverantörer.

GoodWe hybridväxelriktaren är utrustad med en högspänningsbatterianslutning och två separata, oberoende MPP-trackers, vilket ger ett komplett paket. Enheten kan hållas uppdaterad via GoodWe PV Master-appen, och data överförs till den kostnadsfria GoodWe SEMS-portalen via det integrerade Wi-Fi-gränssnittet.

Kan HUAWEI-växelriktare tillhandahålla nödström?

Nej, för närvarande har vi ingen information om huruvida och när något kommer att släppas i detta avseende.

Kan Enphase solcellssystemteknik med mikroväxelriktare tillhandahålla nödström?

Till skillnad från en strängväxelriktare, som centralt övervakar alla anslutna solmoduler, kombineras varje solmodul i ett decentraliserat solsystem med en Enphase-mikroväxelriktare.

Mer om detta här:

• Nytt och innovativt: Decentraliserat och modulärt plug & play-solsystem – till skillnad från de andra

Enphase IQ-systemstyrenheten är ännu inte tillgänglig i Tyskland, men förväntas släppas i år (2023). Den detekterar när elnätet går sönder och växlar sömlöst över huset från nätström till reservström.

Dessutom kan solcellssystemet, med den nya mikroväxelriktaren Enphase IQ8, leverera nödström vid strömavbrott utan behov av ett batterilagringssystem.

Mikroväxelriktaren finns i fyra versioner: en version som endast drivs med solenergi utan nödström, en Sunlight Backup-version som kan användas off-grid utan batterilagring, en Home Essentials Backup-version med en liten batterilagringsenhet och en version som är helt energioberoende med en stor batterilagringsenhet. Alla dessa tre off-grid-lösningar kräver en Enphase-systemkontroller för att förse huset med solenergi under ett strömavbrott.

En svartstart är återställning av driften av ett kraftverk eller en del av ett elnät efter en helt eller delvis avstängning, utan att behöva tillgripa det externa kraftöverföringsnätet.

Den energi som krävs för att starta om ett kraftverk kan komma från en reservgenerator på plats. Alternativt, om en stor mängd el behövs, kan en anslutningsledning till ett annat kraftverk användas för att få anläggningen i drift. När huvudgeneratorerna är i drift kan kraftnätet återanslutas och belastningen återställas.

Svartstartsström kan säkerställas genom ett avtal där en specifik energileverantör får betalt för att tillhandahålla svartstartsström vid behov. Alla kraftverk är inte lämpliga för att tillhandahålla svartstartsström till ett elnät.

Möjligheten att starta en elproduktionsenhet vid svartstart är särskilt viktig vid ett omfattande strömavbrott för att återställa elnätet. Normalt tas den ström som krävs för att starta en elproduktionsenhet från nätet. Energin från elproduktionsenheter som kan startas vid svartstart kan sedan användas för att starta elproduktionsenheter som inte kan startas vid svartstart.

Till skillnad från vattenkraftverk kräver värmekraftverk en hög nivå av (elektrisk) energi för eget bruk innan de kan producera elektrisk eller termisk effekt. Genom att lägga till en enhet med tillräcklig kapacitet som kan starta om driften vid ett kolkraftverk eller en kärnkraftverksenhet kan hela systemet kunna startas om vid ett stopp. Detta innebär vanligtvis gasturbiner som startas med energi från batterier eller dieselgeneratorer under en stopp. Dieselgeneratorer finns ofta i kärnkraftverk ändå av redundansskäl, eftersom resterande restvärme genereras även efter ett reaktorstopp i en nödsituation (eller till och med under ett vanligt avstängning), vilken måste avledas av kylvätskan. Felet i detta system var en av faktorerna som ledde till reaktorolyckan i Fukushima. Varje elnät måste vara utrustat med ett tillräckligt antal kraftverk med kapacitet för att starta om driften vid ett nätfel.

Ett kraftverk som kan startas i svarta händer bör ha speciella egenskaper:

• Den ska kunna starta snabbt: Om den dåliga starten tar lång tid kan kraftverket inte hjälpa till att starta om ett kollapsat nät; andra kraftverk skulle redan kunna hjälpa till under starten – dess dåliga startkapacitet är då värdelös.
• Den måste kunna fungera oberoende av externa kraftkällor: Inte bara den rena kraftproduktionsprocessen, utan även andra kringutrustningskrav måste fungera oberoende av elnätet (kontrollcentral, telefon- och kommunikationssystem med nätoperatör och ledning, transformatorstation etc.). Vid behov är ö-drift med ett delnät möjligt (försörjning av kritiska konsumenter som polis, sjukhus, brandkår, THW [Federal Agency for Technical Relief]).
• Dessutom bör ett kraftverk som kan startas med svartstart kunna motstå en hög startström om det inte varit möjligt att koppla bort det från nätet i förväg.
• Den bör ha ett flexibelt startbeteende.

Exempel på kraftverk som används i Tyskland och som kan utföra (direkt) backstart är:

• Vattenkraftverk, inklusive flodkraftverk, lagringsanläggningar, pumpkraftverk och
  gasturbinkraftverk, även i kombination med andra kraftverkstyper såsom kärnkraftverk eller kolkraftverk.
  Enligt övervakning enligt paragraf 35 i den tyska energiindustrilagen (EnWG) finns det (från och med 2020) 174 kraftverk (kraftverksenheter eller turbiner) med kapacitet att starta elförbrukningen i Tyskland, vart och ett med en nettoeffekt på minst 10 MW.
• I Österrike finns det totalt 32 bekräftade kraftverk med driftstoppskapacitet och ett okänt antal obekräftade kraftverk med driftstoppskapacitet. För många av de bekräftade kraftverken är dock de specifika modellerna inte allmänt kända. De mest kända och största av dessa är pumpkraftverken på Malta och Kaprun med en kapacitet på 850 MW respektive 813 MW.

Inte alla kraftproduktionsanläggningar är lämpliga för en svartstart. Vindkraftverk är inte alltid lämpliga för en svartstart eftersom vinden kanske inte är tillgänglig när den behövs. Vindkraftverk, minivattenkraftverk eller mikrovattenkraftverk är ofta anslutna till induktionsgeneratorer som inte kan leverera ström för att återställa nätet. Svartstartssystemet måste också vara stabilt när det arbetar med den stora reaktiva belastningen från en lång överföringsledning. Många högspänd likströmsomvandlarstationer (HVDC) kan inte heller mata in i ett "dött" nät eftersom de kräver kommuteringskraft från nätet på lastsidan. Ett pulsbreddsmoduleringsbaserat (PWM) HVDC-system med en spänningskälla har inte denna begränsning.

En viktig anledning till att värmekraftverk sällan kan utföra nattstarter är att turbinaxeln dras samman och förkortas när den svalnar från driftstemperatur till omgivningstemperatur. Den fastnar sedan i höljet och kan varken roteras eller tas bort. För att starta om kraftverket måste det först förvärmas så att det kan rotera fritt igen innan den heta ångan kan strömma genom det.

När ett värmekraftverk stängs av värms turbinaxeln upp i tid så att kraftverket kan startas om vid den planerade tiden.