{"id":11841,"date":"2026-10-31T21:25:52","date_gmt":"2026-10-31T13:25:52","guid":{"rendered":"https:\/\/subian-electric.com\/?p=11841"},"modified":"2026-10-31T21:25:52","modified_gmt":"2026-10-31T13:25:52","slug":"microgrid-switchgear","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/subian-electric.com\/de\/blog\/microgrid-switchgear\/","title":{"rendered":"Was ist Mikrogrid-Schaltanlagen und wie schaltet und sch\u00fctzt es mehrere Energiequellen?"},"content":{"rendered":"

Ein Krankenhaus erlebt einen Stromausfall aufgrund eines Sturms. In k\u00fcrzester Zeit werden seine Batterien und Generatoren beginnen, die Operationss\u00e4le, den Datenraum und die K\u00fchler mit Strom zu versorgen, w\u00e4hrend die Hauptversorgung getrennt ist, damit der Strom nicht zur\u00fcck zur besch\u00e4digten Leitung flie\u00dft. In dem Moment, in dem das Versorgungsunternehmen zur\u00fcckkehrt, muss die Einrichtung ohne Verz\u00f6gerungen wieder mit dem Netz verbunden werden; dies geschieht jedoch nicht, da Batterien oder Generatoren allein agieren. Dies wird mit Hilfe von Schaltanlagen in Verbindung mit Steuerungssystemen erm\u00f6glicht, die f\u00fcr die Ger\u00e4te verantwortlich sind.<\/p>\n

Es k\u00f6nnte scheinen, dass Mikrogrid-Schaltanlagen<\/span> eine spezielle Art von Schr\u00e4nken implizieren. Tats\u00e4chlich steht Mikrogrid-Schaltanlagen f\u00fcr Anordnung, Bewertung und Regelung von standardm\u00e4\u00dfigen elektrischen Schutzger\u00e4ten in einer Multi-Source-Anlage, die einen nahtlosen Betrieb im netzverbundenen und Inselmodus erm\u00f6glicht.<\/p>\n

In diesem Leitfaden werden Mikrogrid-Schaltanlagen im Detail erkl\u00e4rt, einschlie\u00dflich der elektrischen Architektur, der Abfolge der Inselbildung und -verbindung, der Gr\u00fcnde, warum traditionelle Schutzeinstellungen im Fall der Arbeit mit Wechselrichtern versagen, und der Anforderungen an EPC-Bauer.<\/p>\n

Was sind also Mikrogrid-Schaltanlagen? Es handelt sich um Niederspannungs- oder Mittelspannungs-Schaltanlagen, die die Mikrogrid-Quellen und -Lasten verbinden. Verbunden mit dem Mikrogrid-Controller \u00f6ffnet die Schaltanlage den Stromkreis im Falle eines Netzfehlers und erm\u00f6glicht es lokalen Energiequellen, die Einrichtung im Standalone-Modus mit Strom zu versorgen; erst nach den Synchronisationsoperationen, wenn alles bereit f\u00fcr die Wiederverbindung ist, erlaubt die Schaltanlage die Verbindung mit dem Netz. Der Unterschied zu herk\u00f6mmlichen Schaltanlagen liegt nicht im Design, sondern in der Koordination von Schutz- und Schaltger\u00e4ten in einer Multi-Source-Anlage.<\/p><\/blockquote>\n

Was sind Mikrogrid-Schaltanlagen?<\/h2>\n

Laut dem U.S. Department of Energy besteht ein Mikrogrid aus miteinander verbundenen Lasten und verteilten Energiequellen, die in spezifischen elektrischen Grenzen enthalten sind und in der Lage sind, unabh\u00e4ngig oder zusammen mit dem Netz als ein funktionales System zu arbeiten, das in der Lage ist, sich mit dem Netz zu verbinden und zu trennen (Ton und Smith, Die Mikrogrid-Initiative des U.S. Department of Energy<\/a>). Die Schaltanlage ist es, die die jeweiligen physischen Grenzen des Mikrogrids festlegt.<\/p>\n

Wie sich Mikrogrid-Schaltanlagen von herk\u00f6mmlichen Schaltanlagen unterscheiden<\/h3>\n

Im Falle der herk\u00f6mmlichen Art von Verteilungsschaltanlagen wird angenommen, dass es nur eine Hauptquelle gibt. Das Versorgungsunternehmen liefert Strom an die Lasten, und der Fehlerstrom wird ebenfalls vom Versorgungsunternehmen mit Hilfe des darauf basierenden Schutzes bereitgestellt. Das Konzept des Mikrogrids bricht alle drei oben genannten Annahmen. Somit kann Strom in beide Richtungen durch den Zuleitungskreis flie\u00dfen, Fehlerstr\u00f6me k\u00f6nnen gleichzeitig aus verschiedenen Quellen stammen, und ihr Wert \u00e4ndert sich, wenn der Standort vom Netz getrennt ist.<\/p>\n

Die Ausr\u00fcstung selbst mag \u00e4hnlich aussehen, da sie immer noch Einspeisungen, Busabschnitte, Abgangsunterbrecher und Relais umfasst, aber die Leistungsspezifikationen sind unterschiedlich. Jede Quelle muss ihren eigenen Unterbrecher und ihre eigene Messung haben, das Layout des Busbarsystems muss das Hinzuf\u00fcgen oder Entfernen von Quellen erm\u00f6glichen, und das Schutzsystem muss in beiden Betriebsarten funktionieren k\u00f6nnen.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Die Rolle von Leistungsschaltern, Relais und Mikrogrid-Controllern<\/h3>\n

Die drei Schichten arbeiten zusammen, um eine gew\u00fcnschte Aktion zu erzeugen. Die Leistungsschalter f\u00fchren die Schaltfunktion aus und l\u00f6sen die Fehlerunterbrechungen aus. Das Schutzrelais bestimmt den speziellen Anlass, wann der Leistungsschalter ausgel\u00f6st werden soll, um den Fehler zu beseitigen. Der Mikrogrid-Controller bestimmt, wann zwischen den Zust\u00e4nden gewechselt werden soll, wie z.B. vom netzverbundenen Zustand zu den Inselzust\u00e4nden und auch, welche Ger\u00e4te zuerst gestartet werden sollen. Das Relais f\u00fchrt seine Aktion in Millisekunden aus, w\u00e4hrend der Controller den Betrieb des gesamten Standorts verwaltet.<\/p>\n

LV vs MV Mikrogrid-Schaltanlagen<\/h3>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Merkmal<\/td>\nNiederspannungs-Mikrogrid<\/td>\nMittelspannungs-Mikrogrid<\/td>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Typische Spannung<\/td>\n400 V (IEC) oder 480 V (Nordamerika)<\/td>\n10 kV, 11 kV, 13,8 kV, 33 kV und \u00e4hnliche<\/td>\n<\/tr>\n
Typische Standorte<\/td>\nGewerbliche Geb\u00e4ude, Fabriken, Campus, Krankenh\u00e4user<\/td>\nGro\u00dfe Industrieanlagen, Versorgungsleitungen, abgelegene Gemeinden<\/td>\n<\/tr>\n
Hauptschaltger\u00e4t<\/td>\nLuftleistungsschalter und geformte Leistungsschalter in Schaltanlagen<\/td>\nVakuum-Leistungsschalter in metallgesch\u00fctzten Schaltanlagen<\/td>\n<\/tr>\n
Schutz<\/td>\nOft sind Ausl\u00f6seeinheiten in die Unterbrecher integriert, plus separate Relais am PCC<\/td>\nSeparate Schutzrelais, die von CTs und VTs gespeist werden<\/td>\n<\/tr>\n
Haupt-IEC-Norm<\/td>\nIEC 61439-2<\/td>\nIEC 62271-200<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Typischerweise ben\u00f6tigt ein gewerbliches Unternehmen eine Mikrogrid-Schaltanlage<\/span> die mit einer Spannung von 400 V betrieben werden kann, w\u00e4hrend f\u00fcr eine Industrieanlage eine 11 kV Mikrogrid Mittelspannungs-Schaltanlage<\/span> erforderlich ist. Sie unterscheiden sich in mehreren Aspekten, einschlie\u00dflich der Fehlerpegel, der Unterbrechungstechnologie, der Schutzphilosophie und der Kosten. Ein generisches Diagramm kann f\u00fcr beide Arten von Standorten nicht verstanden werden, daher sollte die Spannungsstufe zuerst festgelegt werden, bevor die zu verwendende Ausr\u00fcstung ausgew\u00e4hlt wird.<\/p>\n

Wie das Mikrogrid-System funktioniert<\/h2>\n

A einfaches einadriges Diagramm<\/span> des Mikrogrids f\u00fcr einen regul\u00e4ren gewerblichen oder industriellen Standort besteht aus:
\nAnschluss an das Stromnetz am Punkt des gemeinsamen Kopplungsunterbrechers mit Einnahmemessung
\nHauptschaltanlage-Bus, meist in Abschnitte durch Buskoppler-Unterbrecher unterteilt
\nSolar-PV-Abgang: Ausgang des Wechselrichters, der \u00fcber seinen eigenen Unterbrecher kommt
\nBatterie-Energiespeichersystem (BESS) Abgang: Ausgang des PCS, der \u00fcber seinen eigenen Unterbrecher kommt, meistens mit einem Hochtransformator bei MV
\nEingehender Generator: Unterbrecher mit Synchronisationssteuerungen
\nKritische Lastabg\u00e4nge zusammen mit nicht-kritischen (verwertbaren) Lastabg\u00e4ngen
\nMikrogrid-Controller und Schutzrelais, die helfen, alles oben Genannte zu verwalten.<\/p>\n

W\u00e4hrend diese Adresse hier ein konzeptionelles Layout des Mikrogrid-Einlinendiagramms ist, sollte beachtet werden, dass ein echtes Einlinendiagramm Transformatoren, PCS, Erdung, Synchronisationspunkte und Instrumententransformatoren enthalten muss, die aufgrund der Spannung und des Designs des in Betracht gezogenen Mikrogrid-Systems erforderlich sind.<\/p>\n

Versorgungsnetz und Punkt der gemeinsamen Kopplung (PCC)<\/h3>\n

Der Punkt der gemeinsamen Verbindung ist der Ort, an dem das Mikrogrid mit dem Versorgungsnetz verbunden ist. Der PCC-Schalter vor Ort wird zum entscheidenden Schaltger\u00e4t. Sein \u00d6ffnen wird die Insel bilden, und sein Schlie\u00dfen wird wieder mit dem Netz verbinden. Er hat im Allgemeinen die Schutz-, Mess- und Verriegelungssysteme, die von dem Versorgungsunternehmen erforderlich sind; die Einstellungen seiner Relais werden aus der Genehmigung des Versorgungsunternehmens abgeleitet.<\/p>\n

Solar-PV- und Batteriespeicher-Schnittstellen<\/h3>\n

PV-Wechselrichter und BESS-Leistungsumwandlungssysteme verbinden sich \u00fcber dedizierte Speiseunterbrecher. Bei Mittelspannung verbindet sich jeder typischerweise \u00fcber einen Hochspannungstransformator, der oft in einer kompakten Umspannstation verpackt ist. Subians Leitfaden zu den kompakte Umspannstation f\u00fcr Energiespeicher<\/a> behandelt diese Schnittstelle im Detail. F\u00fcr die Schaltanlagen ist der wichtige Punkt, dass inverterbasierte Quellen sich w\u00e4hrend Fehler sehr unterschiedlich von rotierenden Maschinen verhalten, was im Schutzabschnitt unten behandelt wird.<\/p>\n

Dieselgeneratoren und Backup-Quellen<\/h3>\n

Elektrische Generatoren erzeugen hohe Fehlerstr\u00f6me und regeln effektiv Spannung und Frequenz, wodurch der Schutz im Inselbetrieb vereinfacht wird. Neben ihrem eigenen Einspeiseunterbrecher ben\u00f6tigen sie auch einen Generatorenschutz und Synchronisierungsger\u00e4te, um parallel zu anderen Quellen oder mit dem Stromnetz zu arbeiten, sofern dies erlaubt ist.<\/p>\n

Mikrogrid-Controller, Sammelschienen und kritische Lasten<\/h3>\n

Eine wesentliche Anforderung f\u00fcr das Inseln eines Mikrogrids ist die Existenz einer Quelle, die in der Lage ist, Spannung und Frequenz autonom zu erzeugen. Das bedeutet, dass entweder der Generator oder der Batterie-Wechselrichter als netzbildend konfiguriert werden muss. Die meisten PV-Wechselrichter sowie viele BESS-Wechselrichter arbeiten in einer netzverfolgenden Weise, was bedeutet, dass sie die bereits vorhandene Spannung verfolgen und nicht selbstst\u00e4ndig inseln k\u00f6nnen. Das Hinzuf\u00fcgen weiterer Unterbrecher \u00e4ndert die Situation nicht. Der Controller arbeitet dann, indem er die Insel \u00fcber die Bereitstellung von Erzeugungseinheiten und Lastabwurf steuert, um die Nachfrage innerhalb der Grenzen der F\u00e4higkeiten der netzbildenden Quelle zu halten.<\/p>\n

Multi-Source Switching: Netzverbundene vs. Inselbetrieb<\/h2>\n

Die vier Betriebsphasen<\/h3>\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Stufe<\/td>\nSchaltanlageneingriff<\/td>\nSteuerungspriorit\u00e4t<\/td>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Normaler netzverbundener Betrieb<\/td>\nPCC-Unterbrecher geschlossen gem\u00e4\u00df der Betriebsstrategie<\/td>\nEnergieaustausch, Schutz und Messung<\/td>\n<\/tr>\n
Netzfehler<\/td>\nNetzst\u00f6rung erkannt und PCC-Unterbrecher durch Schutzlogik ge\u00f6ffnet<\/td>\nUnbeabsichtigten Export in das spannungslose Versorgungsnetz verhindern<\/td>\n<\/tr>\n
Inselbetrieb<\/td>\nLokale Quellen und Lastspeiseleitungen werden bereitgestellt, nicht-kritische Lasten werden bei Bedarf abgeworfen<\/td>\nFrequenz-, Spannungs- und Lastausgleich<\/td>\n<\/tr>\n
Netzwiederherstellung<\/td>\nPCC-Unterbrecher wird nach Best\u00e4tigung der Wiederverbindungsbedingungen wieder geschlossen<\/td>\nSynchronisation, Verriegelungen und Wiederherstellung des Schutzes im Netzbetrieb<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Typischer netzgebundener Betrieb<\/h3>\n

Mit geschlossenem PCC h\u00e4lt das Versorgungsunternehmen die Spannung und Frequenz aufrecht. PV und BESS arbeiten als netzverfolgende Ressourcen, und der Controller verwaltet den Import und Export, w\u00e4hrend der Schutz gegen den gro\u00dfen Fehlerstrom, der vom Netz geliefert wird, gew\u00e4hrleistet ist.<\/p>\n

Was ist im Falle eines Ausfalls des Versorgungsnetzes zu erwarten?<\/h3>\n

Das Schutzsystem am PCC erkennt abnormale Spannungen und\/oder Frequenzen und \u00f6ffnet den Unterbrecher am PCC. Verteilte Ressourcen sollten das Versorgungsnetz, das seine Hauptversorgung verloren hat, nicht speisen. IEEE 1547 definiert die Anforderungen an die Netzanbindung f\u00fcr verteilte Energiequellen, einschlie\u00dflich ihrer Reaktion auf atypische Netzereignisse und Inselprozesse.<\/p>\n

Inselbetrieb und Versorgung kritischer Lasten<\/h3>\n

Sobald die Insel gebildet ist, \u00fcbernimmt die netzbildende Ressource die Kontrolle \u00fcber Spannung und Frequenz, w\u00e4hrend andere Ressourcen ihr folgen, wobei der Regler Lasten bei unzureichender Versorgung trennt. Ob kritische Lasten eine Unterbrechung erfahren, h\u00e4ngt vom Design ab. Systeme mit vor-synchronisierten netzbildenden BESS k\u00f6nnen einen reibungsloseren Betrieb haben als Systeme, die auf den Start von Generatoren warten. Keine Mikronetz darf als Null-Unterbrechungseinheit bezeichnet werden, es sei denn, ihre PCS, das Steuerungsschema und die \u00dcbergangsmethoden wurden getestet.<\/p>\n

Sichere Synchronisation und Wiederverbindung<\/h3>\n

Wenn das Versorgungsnetz zur\u00fcckkehrt, wartet der Regler auf stabile Netzspannung und -frequenz und synchronisiert die Spannung, Frequenz und Phasenlage der Insel mit dem Netz, bevor der PCC-Schalter geschlossen wird. Die Schutz Einstellungen kehren dann in den netzverbundenen Modus zur\u00fcck. Verriegelungen verhindern, dass der PCC unsynchronisiert geschlossen wird, was zu Sch\u00e4den an Generatoren und Transformatoren f\u00fchren k\u00f6nnte.<\/p>\n

Mikronetz-Schaltanlagen-Schutz: Warum konventionelle Einstellungen scheitern k\u00f6nnen<\/h2>\n

Hier gehen Mikronetzprojekte am h\u00e4ufigsten schief.<\/p>\n

\u00dcberstrom- und Erdschluss-Schutz<\/h3>\n

Regelm\u00e4\u00dfige \u00dcberstromrelaisysteme basieren auf der Idee, dass Fehler Str\u00f6me erzeugen, die viel gr\u00f6\u00dfer sind als normale Lasten, und dies gilt f\u00fcr netzverbundene Systeme. Wenn es jedoch um Inselbetriebssysteme geht, die nur Wechselrichter verwenden, k\u00f6nnte dies nicht zutreffen. Forschungen, die am Sandia National Laboratories durchgef\u00fchrt wurden, haben gezeigt, dass die Wechselrichtertechnologie typischerweise Einschr\u00e4nkungen aufweist, die w\u00e4hrend Fehlern zwischen etwa 1,1 und 2,5 mal dem Nennstrom yielden, und daher k\u00f6nnten regul\u00e4re \u00dcberstromschutzsysteme in einem Mikronetz, in dem wechselrichterbasierte Erzeugung weit verbreitet ist, nicht funktionieren (Sandia, Experimentelle Fehlerpr\u00fcfung in Mikronetzen mit mehreren Wechselrichtern<\/a>). Es ist schwierig, zwischen Fehlerstrom und Laststr\u00f6men zu unterscheiden, wenn der Fehlerstrom marginal h\u00f6her ist als der Laststrom.<\/p>\n

Richtungsabh\u00e4ngiger Schutz f\u00fcr mehrere Energiequellen<\/h3>\n

Bei Quellen an mehreren Zuleitungen kann der Fehlerstrom aus mehr als einer Richtung kommen. Nicht-richtungsabh\u00e4ngige Relais k\u00f6nnten dann eine gesunde Zuleitung ausl\u00f6sen. Richtungs\u00fcberstromschutz erm\u00f6glicht es jedem Relais, nur auf Fehler in seiner eigenen gesch\u00fctzten Zone zu reagieren, was selektives Ausl\u00f6sen aufrechterh\u00e4lt.<\/p>\n

Adaptive Schutzsysteme im netzverbundenen und inselbetriebenen Modus<\/h3>\n

Aufgrund der Tatsache, dass das Fehlerniveau in beiden Betriebsmodi erheblich unterschiedlich ist, verlassen sich viele Mikronetze auf adaptive Schutzsysteme, bei denen jedes Schutzrelais separate Einstellgruppen enth\u00e4lt. Die Auswahl der aktiven Gruppe basiert auf dem Status des Reglers oder des PCC-Schalters, was es notwendig macht, w\u00e4hrend des Inselbetriebsmodus niedrigere Ansprechwerte zu verwenden. Die Kommunikation muss in adaptiven Systemen zuverl\u00e4ssig sein und w\u00e4hrend des Inbetriebnahmeprozesses best\u00e4tigt werden.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Synchronit\u00e4tspr\u00fcfung und Wiederverbindungs-Verriegelungen<\/h3>\n

Synchronit\u00e4tspr\u00fcfungsrelais \u00fcberwachen jeden Schalter, der zwei lebende Systeme verbinden kann: den PCC, Generator-Eing\u00e4nge und in einigen Designs, Buskoppler.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Schutzfunktion<\/td>\nANSI-Code<\/td>\nHauptzweck in einem Mikronetz<\/td>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Phasen\u00fcberstrom<\/td>\n50\/51<\/td>\nPhasenfehler-Schutz, mit modabh\u00e4ngigen Einstellungen<\/td>\n<\/tr>\n
Erdfehler<\/td>\n50N\/51N<\/td>\nErdfehler-Schutz, empfindlich gegen\u00fcber der Erdungsanordnung in jedem Modus<\/td>\n<\/tr>\n
Richtungs\u00fcberstrom<\/td>\n67<\/td>\nFehlerrichtungsdiskriminierung mit mehreren Quellen<\/td>\n<\/tr>\n
Unter-\/\u00dcberspannung<\/td>\n27\/59<\/td>\nAbnormale Spannungsdetektion, einschlie\u00dflich am PCC<\/td>\n<\/tr>\n
Unter-\/\u00dcberfrequenz<\/td>\n81U\/81O<\/td>\nAbnormale Frequenzdetektion, Unterst\u00fctzung der Inselerkennung<\/td>\n<\/tr>\n
Synchronit\u00e4tspr\u00fcfung<\/td>\n25<\/td>\nErlaubt das Schlie\u00dfen von zwei unter Spannung stehenden Systemen nur innerhalb festgelegter Grenzen<\/td>\n<\/tr>\n
R\u00fcckw\u00e4rts- oder Richtungsleistung<\/td>\n32<\/td>\nExportgrenzen und Leistungsschutz in Richtung<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Welche Mikronetzschutzrelais<\/span> Funktionen ben\u00f6tigt werden, wie sie eingestellt sind und ob sie niedrige Fehlerstr\u00f6me erkennen k\u00f6nnen, muss aus einer Schutzkoordinationsstudie f\u00fcr das spezifische System hervorgehen. Eine Liste von ANSI-Codes ist ein Ausgangspunkt f\u00fcr die Studie, jedoch kein Ersatz daf\u00fcr.<\/p>\n

Mikronetzschaltanlagen vs. ATS vs. Ringhauptger\u00e4t<\/h2>\n

Automatischer Umschalter f\u00fcr die Notstromversorgung<\/h3>\n

Ein Umschalter \u00fcbertr\u00e4gt automatisch den Strom von der regul\u00e4ren Quelle zur Backup-Quelle und umgekehrt. Er verbindet einen Lastbus mit zwei Quellen, verwaltet jedoch keine PV-Erzeugung, Speicherung oder Export ins Stromnetz. Es ist m\u00f6glich, einen Mikronetzumschalter<\/span> Betrieb in ein Mikronetz zu integrieren; daher kann ein ATS nicht als Mikronetz selbst bezeichnet werden.<\/p>\n

RMU f\u00fcr Mittelspannungsverteilung<\/h3>\n

Ein Ringhauptger\u00e4t schaltet und isoliert MV-Ringzuf\u00fchrungen und sch\u00fctzt Verteilungstransformatoren, normalerweise mit Lasttrennschaltern und Sicherungen oder kleinen Leistungsschaltern. Diese Einheit ist hervorragend in dem, was sie tut, aber nicht f\u00fcr die Koordination mehrerer Quellen oder adaptive Schutzma\u00dfnahmen ausgelegt.<\/p>\n

Mikronetzschaltanlagen f\u00fcr die Koordination mehrerer Quellen<\/h3>\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Merkmal<\/td>\nATS<\/td>\nRinghauptschaltanlage<\/td>\nMikronetzschaltanlagen<\/td>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Hauptaufgabe<\/td>\nEine Last zwischen zwei Quellen \u00fcbertragen<\/td>\nMV-Ringumschaltung und Transformatorenschutz<\/td>\nVerbinden, isolieren und mehrere Quellen und Lasten sch\u00fctzen<\/td>\n<\/tr>\n
Anzahl der Quellen<\/td>\nZwei<\/td>\nNormalerweise ein vorgelagertes Netz<\/td>\nMehrere, einschlie\u00dflich Netz, PV, BESS und Generatoren<\/td>\n<\/tr>\n
Inselbetrieb mit Exportkontrolle<\/td>\nNein<\/td>\nNein<\/td>\nJa, unter einem Mikronetzcontroller<\/td>\n<\/tr>\n
Schutz<\/td>\nGrundlegend<\/td>\nSicherungen oder Leistungsschutzrelais<\/td>\nKoordiniert, oft adaptiv und richtungsabh\u00e4ngig<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Die drei sind nicht gegenseitig ausschlie\u00dfend. Ein Projekt kann RMUs an seinem MV-Ring, ATS f\u00fcr kleine lebenswichtige Lasten und Mikronetzschaltanlagen an der Hauptbusse verwenden.<\/p>\n

Siemens, Schneider und Eaton: Mikronetzschaltarchitekturen<\/h2>\n

Verschiedene Hersteller bieten verschiedene Pakete an. Der \u00f6ffentliche Inhalt zu diesem Produkt gibt einen \u00dcberblick \u00fcber die verschiedenen M\u00f6glichkeiten f\u00fcr seinen Aufbau.<\/p>\n

Siemens Mikronetz integrierte Schaltanlagen<\/h3>\n

Am 29. Oktober 2026 brachte Siemens seine Mikronetz integrierte Schaltanlage (MIS) auf den Markt, die die integrierten Funktionen von Energie, Schutz und Steuerung des Mikronetzes hat. Das System verwendet einen SICAM A8000 Controller, SIPROTEC Relais-Schutz und UL 891 Konstruktion im Prozess. Das Unternehmen behauptet, dass es die Koordination zwischen Versorgungsunternehmen, Generator, Solar-PV und Batteriespeicher, einschlie\u00dflich Inselbetrieb, Black Start und Lastmanagement, verbessert. Er erkl\u00e4rt, dass der Entwurfsprozess der Ausr\u00fcstung vom Bauplatz in die Fabrik verlagert wird.<\/p>\n

Schneider Electric EcoStruxure Mikronetz Flex<\/h3>\n

Richtungs\u00fcberstrom.<\/p>\n

Fehlerrichtungsdiskriminierung mit mehreren Quellen<\/h3>\n

Unter-\/\u00dcberspannung.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Hardware-Integration vs. Controller-basierte Architektur<\/h3>\n\n\n\n\n\n\n
Ansatz<\/td>\nWie es funktioniert<\/td>\nSt\u00e4rken<\/td>\nKompromisse<\/td>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Integrierte Schaltanlage<\/td>\nSteuerung, Relais und Verteilung als eine Fabrikeinheit gebaut und getestet<\/td>\nWeniger Standortintegration, schnellere Inbetriebnahme<\/td>\nAm besten geeignet f\u00fcr Standardkonfigurationen<\/td>\n<\/tr>\n
Steuerungsbasiert<\/td>\nSeparater Controller \u00fcberwacht Schaltanlagen von einem oder mehreren Lieferanten<\/td>\nFlexibel f\u00fcr komplexe, MV- oder Nachr\u00fcststandorte<\/td>\nMehr Standortengineering und Integrationstests<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Das Produkt-System von Mitsubishi Electric f\u00fcr Niederspannungsschaltanlagen bietet eine Vielzahl von Optionen f\u00fcr Niederspannungsschaltanlagenprodukte. Siemens nutzt Schaltanlagkonfigurationen gem\u00e4\u00df IEC-Spezifikationen, zusammen mit der Verwendung eines separaten Controllers und Relaismechanismus, w\u00e4hrend Subian Electric ein unabh\u00e4ngiger Hersteller ist und keine Verbindung zu Siemens, Schneider Electric oder Eaton hat.<\/p>\n

IEC- und IEEE-Vorschriften zu Schaltanlagen in Mikronetzen<\/h2>\n

Der erste ist IEC 61439-2, die Norm f\u00fcr Niederspannungs-Schaltanlagen und Steuerungsanlagen. Diese Niederspannungsschaltanlagen fungieren als Hauptbusbars f\u00fcr die Mehrheit der modernen Mikronetze.
\nDer zweite Standard ist IEC 62271-200, der sich mit metallisch umschlossenen AC-Schaltanlagen f\u00fcr Betriebs spannungen \u00fcber 1 kV bis zu 52 kV befasst. Dieser Standard bezieht sich auf Schaltanlagen f\u00fcr Mittelspannungs-Mikronetze.
\nDer Standard IEEE 2030.7-2017 behandelt die Besonderheiten des Betriebs der Mikronetz-Controller und konzentriert sich auf ihre beiden Hauptfunktionen: den \u00dcbergang zwischen Betriebsbedingungen und den Einsatz von Mikronetzressourcen.
\nDer letzte Standard, IEEE 2030.8-2018, konzentriert sich auf die Pr\u00fcfung der Mikronetz-Controller hinsichtlich der oben genannten Funktionen.
\nIEEE 1547-2018 befasst sich mit der Vernetzung und Interoperabilit\u00e4t der netzgebundenen dezentralen Energiequellen.<\/p>\n

Diese Standards sind von unterschiedlichem Niveau. Ein Schaltfeld, das gem\u00e4\u00df IEC 61439-2 konstruiert ist, ist nicht unbedingt ein Mikronetz-Controller, und ein Mikronetz-Controller, der den IEEE 2030.7-Standard erf\u00fcllt, beweist nicht, dass die umgebende Schaltanlage korrekt bewertet ist. Ein vollwertiges Mikronetz erfordert konformes Equipment aller Ebenen und einen Systemtest.<\/p>\n

Mikronetz-Schaltanlagen f\u00fcr Solar-, BESS- und industrielle Anwendungen<\/h2>\n

Solar-PV mit Batteriespeicher-Mikronetzen<\/h3>\n

Solar-PV- und Batteriespeicher-Mikronetze sind stark auf den Wechselrichter angewiesen, was bedeutet, dass im Inselbetrieb das Batteriespeichersystem (BESS) als Energiequelle des Netzes fungiert, w\u00e4hrend nur das Auftreten von Fehlerstr\u00f6men Herausforderungen f\u00fcr den Schutz darstellt. Die im BESS verwendete Ausr\u00fcstung muss auch mit dem Energiefluss in beide Richtungen durch den Zuleitungsschutzschalter umgehen k\u00f6nnen.<\/p>\n

Industrielle Umgebungen und essentielle Lasten<\/h3>\n

Einrichtungen mit schweren Maschinen m\u00fcssen Schaltanlagen und Energieerzeugungsstandards haben, die f\u00fcr die Lasten w\u00e4hrend des Motorbetriebs im Inselbetrieb geeignet sind. Das Abschalten von Lasten hilft sicherzustellen, dass die Lasten trotz m\u00f6glicher \u00c4nderungen betrieben werden k\u00f6nnen.<\/p>\n

Abgelegene Gebiete und netzunabh\u00e4ngige Stromversorgungssysteme<\/h3>\n

Wenn keine Verbindung zum lokalen Versorgungsnetz besteht, bleibt das System im Inselbetrieb. Auch wenn der Punkt der gemeinsamen Kopplung (PCC) wegf\u00e4llt, werden Schutzger\u00e4te und das Dispatching-Programm weiterhin verwendet.<\/p>\n

Kommerzielle und Campus-Mikronetze<\/h3>\n

Krankenh\u00e4user, IT-Einrichtungen, Universit\u00e4ten und Hochschulen k\u00f6nnen ihre eigenen Energieversorgungssysteme in Form von lokalen erneuerbaren Energieerzeugungsanlagen, Batteriespeichersystemen (BESS) und Generatoren haben, um einen unterbrechungsfreien Betrieb des Systems zu erm\u00f6glichen.<\/p>\n

So spezifizieren Sie Mikrogrid-Schaltanlagen f\u00fcr ein EPC-Projekt<\/h2>\n

Spannungs-, Sammelschienenstrom- und Kurzschlusswerte<\/h3>\n

Bei der Bestimmung der Bewertung f\u00fcr die Sammelschienen muss die maximale kombinierte Leistung aller Quellen bewertet werden und nicht nur die Leistung des Versorgungsunternehmens.
\nDie Bewertung f\u00fcr die Kurzschlussfestigkeit muss auch bekannt gegeben werden, was als das schlimmste Szenario betrachtet wird, das h\u00f6chstwahrscheinlich auftritt, wenn alle in Betrieb befindlichen Maschinen mit dem Versorgungsunternehmen verbunden sind.<\/p>\n

Anzahl der eingehenden Quellen und Schalterkonfiguration<\/h3>\n

F\u00fcr jede Energiequelle und jede Lastgruppe, die vom Controller ein- oder ausgeschaltet werden muss, muss die Anzahl der Leistungsschalter bestimmt werden. Au\u00dferdem muss ein Spielraum f\u00fcr zuk\u00fcnftige Erg\u00e4nzungen von Photovoltaik- oder anderen Speichersystemen im Systemdesign eingeplant werden.
\nTreffen Sie eine Entscheidung dar\u00fcber, ob ein Sammelschienenkoppler erforderlich ist, um kritische Lasten zu trennen.<\/p>\n

Schutzrelais- und Kommunikationsanforderungen<\/h3>\n

Die Funktionen der Schutzrelais, Einstellgruppen f\u00fcr jeden Betriebsmodus und Kommunikationsmethoden von den Schutzrelais zum Controller und SCADA, wie IEC 61850 oder Modbus, m\u00fcssen im Projektkontrolldesign definiert werden.<\/p>\n

Verriegelung, Pr\u00fcfung und Inbetriebnahme<\/h3>\n

Das Projektkontrolldesign muss die elektrischen und mechanischen Verriegelungen in den PCC-, Generator- und Sammelschienenkoppler-Leistungsschaltern definieren und festlegen. Auch die Werksabnahmepr\u00fcfungen und Standortpr\u00fcfungen f\u00fcr jeden \u00dcbergangszustand: Anschluss an das Netz, Inselbetrieb und Black Start, m\u00fcssen spezifiziert werden.<\/p>\n

RFQ-Checkliste f\u00fcr Mikrogrid-Schaltanlagenlieferanten<\/h3>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Artikel<\/td>\nWas bereitzustellen oder zu spezifizieren ist<\/td>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
System-Einlinendiagramm<\/td>\nAlle Quellen, Lasten, Transformatoren und PCC-Standorte<\/td>\n<\/tr>\n
Spannung und Frequenz<\/td>\nNennspannung, h\u00f6chste Spannung f\u00fcr Ger\u00e4te, 50 oder 60 Hz<\/td>\n<\/tr>\n
Quellen<\/td>\nTyp und Bewertung jeder Quelle: Versorgungsunternehmen, PV, BESS, Generator; welche netzbildend ist<\/td>\n<\/tr>\n
Nennwerte<\/td>\nSammelschienenstrom, Kurzschlussfestigkeit, Schalterbewertungen f\u00fcr jede Richtung<\/td>\n<\/tr>\n
Erdung<\/td>\nSystemerdung im netzverbundenen und inselbetriebenen Modus<\/td>\n<\/tr>\n
Schutz<\/td>\nRelaisfunktionen, Einstellgruppen, Ergebnisse der Koordinationsstudie<\/td>\n<\/tr>\n
Steuerungen und Kommunikation<\/td>\nUmfang und Anbieter des Controllers, Protokolle, SCADA-Schnittstelle<\/td>\n<\/tr>\n
Betriebsabl\u00e4ufe<\/td>\nInselbetrieb, Wiederverbindung, Lastabwurf und Black Start-Logik<\/td>\n<\/tr>\n
Normen und Pr\u00fcfungen<\/td>\nIEC 61439-2 oder IEC 62271-200, Kriterien f\u00fcr die Werks- und Standortabnahme<\/td>\n<\/tr>\n
Umwelt und Geh\u00e4use<\/td>\nInnen- oder Au\u00dfenbereich, IP-Bewertung, Umgebungstemperaturbereich, H\u00f6he<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Mittelspannungs- und Niederspannungsschaltanlagen von Subian Electric<\/h2>\n

Subian Electric stellt die Schaltanlagentechnik her, die das R\u00fcckgrat eines IEC-basierten Mikronetzes bildet: die Einspeisepunkte, Zuleitungen, Sammelschienenabschnitte und Schutzr\u00e4ume. Steuerungen und Schutzkonzepte werden f\u00fcr jedes Projekt mit dem Systemintegrator festgelegt.<\/p>\n

KYN28A-12 f\u00fcr MV-Zuleitungen und -Schalteranwendungen<\/h3>\n

Die KYN28A-12 abziehbare, metallumh\u00fcllte Schaltanlage<\/a> ist ein 12 kV, 50 Hz metallverkleidetes Design mit abziehbaren Vakuumschaltern und f\u00fcnfverriegelter Verriegelung. In einem MV-Mikronetz eignet es sich f\u00fcr den PCC-Einspeisepunkt, Generator- und BESS-Einspeisepunkte sowie ausgehende Zuleitungen, wobei das Relaiskonzept f\u00fcr jedes Projekt konfiguriert wird. Es kann mit Subians VS1 Innenraum-Vakuum-Leistungsschalter<\/a>. Wo ein MV-Ring Strom auf einem Gel\u00e4nde verteilt, kann die HXGN15-12 Ringhauptger\u00e4t<\/a> die Transformator-Zuleitungen bedienen.<\/p>\n

GCS und MNS f\u00fcr Niederspannungsverteilungssysteme<\/h3>\n

F\u00fcr Niederspannungs-Mikronetze sind die GCS Niederspannungs-Abziehschaltanlage<\/a> (380\/660 V, bis zu 4000 A) und die MNS Niederspannungs-Abziehschaltanlage<\/a> (380\/660 V, bis zu 6300 A) nach IEC 61439 und GB 7251 gebaut. Ihre abziehbaren Funktionseinheiten erm\u00f6glichen es, separate Wege f\u00fcr Versorgungs-, PV-, BESS-, Generator- und kritische Lastkreise zuzuordnen.<\/p>\n

Ingenieurschnittstellen f\u00fcr die Mikronetzintegration<\/h3>\n

Wo Quellen bei MV verbunden sind, kombiniert Subians YB-Serie Fertigstation<\/a> den Transformator mit MV- und LV-Ausr\u00fcstung in einem Geh\u00e4use. F\u00fcr jedes Projekt baut Subian die Schaltanlage nach dem genehmigten einlinigen Diagramm, mit Schalterkompartimenten, CT- und VT-Vorrichtungen, Hilfsverdrahtung und Verriegelungen, die f\u00fcr die Schutzrelais und Steuerungen vorbereitet sind, die vom Systemdesigner festgelegt wurden. Die breitere Palette ist unter Hoch- und Niederspannungsschaltanlagen<\/a>.<\/p>\n

H\u00e4ufig gestellte Fragen<\/h2>\n

Was ist Mikronetzschaltanlage?<\/h3>\n

Die Skalierungs- und Isolationsschalter sowie Schutzger\u00e4te vom Typ LV und MV verbinden Energiequellen und Lastpunkte des Mikronetzes, die unter der Kontrolle des Mikronetzmanagers stehen.<\/p>\n

Wie funktioniert Mikronetzschaltanlage?<\/h3>\n

Schalter verbinden jede Quelle und Lastgruppe mit einer gemeinsamen Sammelschiene. Fehlerhafte Bedingungen werden durch Relais beseitigt, w\u00e4hrend der Controller den PCC-Schalter \u00f6ffnet, im Falle eines Netzfehlers lokale Quellen im Inselbetrieb betreibt und sie nach der Synchronisierung wieder mit dem Netz verbindet.<\/p>\n

Kann ein Mikronetz ohne das Versorgungsnetz betrieben werden?<\/h3>\n

Ja, das ist wahr, wenn es eine Quelle hat, die Spannung und Frequenz bestimmen kann \u2013 zum Beispiel einen Generator oder einen netzbildenden Batteriewechselrichter \u2013 mit einem ausreichenden Leistungsniveau, um die kritischen Lasten zu versorgen, und einem Schutz, der mit den Insel-Fehlerpegeln umgehen kann.<\/p>\n

Was ist der Unterschied zwischen Mikronetzschaltanlage und einem ATS?<\/h3>\n

Ein ATS \u00fcbertr\u00e4gt eine Last zwischen zwei Quellen. Mikronetzschaltanlagen koordinieren mehrere Quellen und Lasten, steuern den Export ins Netz und unterst\u00fctzen das Inseln und die Wiederverbindung unter einem Controller.<\/p>\n

Wie \u00e4ndert sich der Mikronetzschutz w\u00e4hrend des Inselbetriebs?<\/h3>\n

Der Fehlerstrom sinkt normalerweise, manchmal auf nur 1,1 bis 2,5 mal den Nennstrom von Wechselrichtern, sodass Relais oft auf empfindlichere Einstellungsguppen umschalten und mehr auf richtungsabh\u00e4ngige, Spannungs- und Frequenzfunktionen angewiesen sind.<\/p>\n

Ben\u00f6tigt ein Mikronetz einen netzbildenden Wechselrichter?<\/h3>\n

Es ben\u00f6tigt eine netzbildende Quelle, um als Insel zu funktionieren. Das kann ein netzbildender Wechselrichter sein, normalerweise auf einem BESS, oder ein synchroner Generator. Netzfolgende PV-Wechselrichter k\u00f6nnen allein keine Insel bilden.<\/p>\n

Was ist der gemeinsame Kopplungspunkt in einem Mikrogrid?<\/h3>\n

Es ist der Punkt, an dem das Mikrogrid mit dem Versorgungsnetz verbunden ist. Der PCC-Schalter \u00f6ffnet sich, um eine Insel zu bilden, und schlie\u00dft sich, um sich wieder zu verbinden, unter den von der Versorgungsbeh\u00f6rde genehmigten Schutz- und Synchronisationskontrollen.<\/p>\n

Welche Standards gelten f\u00fcr Mikrogrid-Schaltanlagen?<\/h3>\n

IEC 61439-2 f\u00fcr LV-Baugruppen, IEC 62271-200 f\u00fcr MV-metallumh\u00fcllte Schaltanlagen, IEEE 2030.7 und 2030.8 f\u00fcr Mikrogrid-Controller und deren Tests sowie IEEE 1547 f\u00fcr die Verbindung von dezentralen Energiequellen.<\/p>\n

Referenzen<\/h2>\n