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AKTIVE LEISTUNGSFILTERLÖSUNGEN
Mikrowechselrichter – jeweils unter einem einzelnen Photovoltaikmodul (PV) montiert – bieten erhebliche Vorteile für private Solaranlagen. Wie alle Wechselrichtersysteme verursachen sie jedoch aufgrund hochfrequenter Schaltvorgänge harmonische Verzerrungen. Dieser Artikel untersucht die Ursachen, Auswirkungen und Minderungsstrategien für harmonische Verzerrungen bei der Installation von Mikrowechselrichtern.
Obertöne sind Spannungs- oder Stromkomponenten bei ganzzahligen Vielfachen der Grundfrequenz (50/60 Hz). Die Gesamte harmonische Verzerrung (THD) quantifiziert ihre kollektive Wirkung:
Ein hoher Gesamtklirrfaktor verschlechtert die Stromqualität und führt zu erhöhter Erwärmung, Ineffizienz der Geräte, möglichen Relaisfehlfunktionen und einer verkürzten Lebensdauer der Geräte
.
PWM-Schaltung : Pulsweitenmodulation in Halbleiterschaltungen führt zu Hochfrequenzanteilen im Ausgang .
Nichtlineare Lasten und Filter : Schaltknoten führen zu Verzerrungen in Spannungs- und Stromwellenformen.
Umweltvariabilität : Sonneneinstrahlung und Temperaturänderungen wirken sich auf die Leistung des Wechselrichters aus und verursachen THD-Schwankungen.
LC- und LCL-Filter sind effektive passive Lösungen:
LCL-Filter bieten eine bessere Dämpfung als einfache LC-Designs und werden häufig in netzgekoppelten Konvertern verwendet
Optimierte LCL-Designs können den THD auf unter 5 % senken und gleichzeitig Größe, Gewicht und Kosten ausbalancieren .
In Mikrowechselrichteranwendungen haben LCL-Filter eine THD-Reduktion auf unter 5 % gezeigt und übertreffen reine LC-Designs um etwa 1 %.
Aktive Leistungsfilter (APFs) gegenphasige Ströme einspeisen, um Oberschwingungen zu mildern. APFs übertreffen passive Lösungen in einem breiteren Oberschwingungsbereich
Prädiktive adaptive Filter Durch die Verwendung von LMS/NLMS-Algorithmen können Koeffizienten dynamisch in Echtzeit angepasst werden, wodurch der THD deutlich reduziert wird
Fallstudien zeigen, dass der THD durch aktive Filterung von ~30 % auf ~3–4 % sinkt .
Die Kombination von LCL-Filtern mit aktiver Dämpfung (z. B. Kondensatorstromrückkopplung) sorgt für ein ausgewogenes Verhältnis von Leistung und Stabilität. Simulationen bestätigen die Resonanzunterdrückung und die konsistente THD-Kontrolle. .
Entwickeln Sie Filter, die internationale Normen zur Harmonischenemission wie IEC 61000-3-2 und IEEE 519 erfüllen. Die Zertifizierung gewährleistet die Marktakzeptanz und die Einhaltung der Netzanschlussregeln. .
Die modulare Architektur von Mikrowechselrichtern auf Panelebene begrenzt die Ausbreitung von Oberschwingungen. Fehler oder Verzerrungen in einer Einheit bleiben lokal begrenzt, wodurch die Auswirkungen auf das Gesamtsystem minimiert werden. Im Gegensatz dazu werden bei zentralisierten Wechselrichtern Verzerrungen aggregiert.
| Minderungsstrategie | Klirrfaktor | Vorteile |
|---|---|---|
| LC-Passivfilter | ~5 % | Einfach, kostengünstig |
| LCL Passivfilter | ~4–5 % | Stärkere Dämpfung, kompakter Formfaktor |
| Aktivfilter / APF | ≤3–4 % | Echtzeit-Differenzierung umfassender Oberwellen |
| Prädiktiver adaptiver Filter (LMS-basiert) | ~3 % oder weniger | Hochdynamische und effiziente Regelung |
| Mikrowechselrichter-Architektur | Lokale Auswirkungen | Natürliche harmonische Dispersion |
Verwenden Sie LCL- oder Hybridfilter als Basislinie für Mikrowechselrichterausgänge.
Aktive Filterung integrieren – entweder eigenständige APFs oder integrierte adaptive Schemata – zur dynamischen THD-Steuerung unter variablen Bedingungen.
Design nach Standards (IEC 61000-3-2, IEEE 519), um Konformität und Interoperabilität sicherzustellen.
Nutzen Sie Echtzeitüberwachung von THD pro Modul, um eine proaktive Diagnose und Wartung zu ermöglichen.
Nutzen Sie die Modularität von Mikrowechselrichtern für skalierbares Oberschwingungsmanagement.
Kontaktieren Sie uns für eine fachkundige Beratung:
Weitere Informationen zur Funktionsweise unserer Aktiver Oberwellenfilter , Statischer Var-Generator und Mikrowechselrichter Verbesserung der Stromqualität: sales@yt-electric.com
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