Efficient Control of Active Transformers for Increasing the PV Hosting Capacity of LV Grids

The increased penetration of grid-connected photovoltaic (PV) systems in low-voltage (LV) grids creates concerns about overvoltage in these grids. The proposed methods to prevent overvoltage, such as reactive power absorption by PV inverters and active power management of customers, focus on decreasing the voltage rise along LV feeders, and the potential of active medium-voltage to low-voltage (MV/LV) transformers for overvoltage prevention has not been thoroughly investigated. This paper presents the application of active MV/LV transformers for increasing the PV hosting capacity of LV grids. The potential interferences between the operation of active transformers and the reactive power absorption by PV inverters are investigated, and a voltage droop control approach is proposed for the efficient control of these transformers during high PV generation periods. The proposed method can potentially increase the PV hosting capacity of the grid, while eliminating the need for a complex and centralized controller. The voltages of specific locations or the grid state estimations provide adequate data for adjustments of the droop parameters. The simulations and field test results associated with the implementation of the proposed method to a newly developed active LV grid with high PV penetration in Felsberg, Germany, confirm the efficiency of the proposed method

Effizienzleitfaden für PV-Speichersysteme: Wiederholbarkeit und Einfluss von Mess- und Auswerteparametern

Im Verlauf des Jahres 2021 wurden nach Schätzungen des BSW-solar rund 141.000 PVHeim-Speichersysteme in Deutschland in Betrieb genommen und rund 54% der neu installierten PV-Anlagen bis zu einer Nennleistung von 10 kW wurden mit Speichern ausgerüstet [1]. Damit hat sich die Anzahl der neu installierten Heim-Speicheranlagen gegenüber dem Vorjahr um ca. 60% erhöht. Diese Systeme werden hauptsächlich in Privathaushalten zur Steigerung des Eigenverbrauchs eingesetzt. Um den Anlagenbetreibern den wirtschaftlichen Nutzen zu sichern, der wesentlich auf der Differenz zwischen Strombezugspreis und Einspeisevergütung beruht, ist ein hocheffizientes PV-Speichersystem von grundlegender Bedeutung. Aus Sicht der Verbraucherinformation sollte die Effizienz der PV-Heim-Speichersysteme außerdem allgemeinverständlich und gut nachvollziehbar dargestellt werden können. Aus dieser Motivation heraus hat ein Konsortium aus Forschungs- und Prüfinstituten sowie Herstellern aus Deutschland, Österreich und der Schweiz unter der Koordination der Verbände BVES und BSW-solar den „Effizienzleitfaden für PV-Speichersysteme“ erarbeitet, dessen zweite Version in deutscher und englischer Fassung im Juli 2019 veröffentlicht wurde [2]. Der Effizienzleitfaden beinhaltet eine detaillierte Effizienzbetrachtung von Speichersystemen mit Testspezifikationen u.a. zur Bestimmung der Batterieleistung, der Effizienz der Leistungselektronik und der Energiewandlungspfade, des statischen und dynamischen Regelverhalten, des Standby-Verbrauchs. Aktuell wird der Effizienzleitfaden im Rahmen des DKE-Arbeitskreises 371.0.9 „Kennwerte von stationären Batteriespeichern“ zu einer Norm weiterentwickelt. Systematische Vergleiche auf Basis der Messungen gemäß Effizienzleitfaden sind nur sinnvoll, wenn die Messungen und ihre Auswertungen auch wiederholbar und reproduzierbar sind. Die Wiederholbarkeit von Messungen auf demselben Prüfstand wurde bereits untersucht [3]. Wichtig ist jedoch, dass die Messergebnisse auch reproduzierbar sind, wenn die Tests an unterschiedlichen Instituten durchgeführt bzw. ausgewertet werden. Andernfalls können Unterschiede in den Ergebnissen zu Inkonsistenzen bei der Bewertung der Systeme führen. Das F+E-Projekt „Testbench“ unterstützt die Weiterentwicklung des Effizienzleitfadens insbesondere in Hinblick auf die Reproduzierbarkeit der Tests bei unterschiedlichen Prüfinstituten. Erste Erkenntnisse werden hier vorgestellt

Review of microgrid benchmark networks & standards

The SIRFN Microgrid Task has a particular focus on laboratory testing and validation of components and systems related to microgrids. The task brings together a network of test laboratories and researchers to share best practices and devise common methods of testing. The high level overview of the task activities is shown in the poster, where it can be seen that the activities range from exchange of knowledge and experiences to definition of benchmarks and laboratory implementation of testing procedures related to test cases. The poster will present an overview of the Microgrid task and its recent work on reviewing microgrid benchmark networks and standards relating to microgrids

Unterstützung des Netzwiederaufbaus durch Ausregelung der dezentralen Erzeugung im Verteilnetz

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie / Projektträger Jülich, Projekt NETZ:KRAFT (FKZ 032577

Effizienzleitfaden für PV-Speichersysteme: Wiederholbarkeit und Einfluss von Mess- und Auswerteparametern

Im Verlauf des Jahres 2021 wurden nach Schätzungen des BSW-solar rund 141.000 PVHeim-Speichersysteme in Deutschland in Betrieb genommen und rund 54% der neu installierten PV-Anlagen bis zu einer Nennleistung von 10 kW wurden mit Speichern ausgerüstet [1]. Damit hat sich die Anzahl der neu installierten Heim-Speicheranlagen gegenüber dem Vorjahr um ca. 60% erhöht. Diese Systeme werden hauptsächlich in Privathaushalten zur Steigerung des Eigenverbrauchs eingesetzt. Um den Anlagenbetreibern den wirtschaftlichen Nutzen zu sichern, der wesentlich auf der Differenz zwischen Strombezugspreis und Einspeisevergütung beruht, ist ein hocheffizientes PV-Speichersystem von grundlegender Bedeutung. Aus Sicht der Verbraucherinformation sollte die Effizienz der PV-Heim-Speichersysteme außerdem allgemeinverständlich und gut nachvollziehbar dargestellt werden können. Aus dieser Motivation heraus hat ein Konsortium aus Forschungs- und Prüfinstituten sowie Herstellern aus Deutschland, Österreich und der Schweiz unter der Koordination der Verbände BVES und BSW-solar den „Effizienzleitfaden für PV-Speichersysteme“ erarbeitet, dessen zweite Version in deutscher und englischer Fassung im Juli 2019 veröffentlicht wurde [2]. Der Effizienzleitfaden beinhaltet eine detaillierte Effizienzbetrachtung von Speichersystemen mit Testspezifikationen u.a. zur Bestimmung der Batterieleistung, der Effizienz der Leistungselektronik und der Energiewandlungspfade, des statischen und dynamischen Regelverhalten, des Standby-Verbrauchs. Aktuell wird der Effizienzleitfaden im Rahmen des DKE-Arbeitskreises 371.0.9 „Kennwerte von stationären Batteriespeichern“ zu einer Norm weiterentwickelt. Systematische Vergleiche auf Basis der Messungen gemäß Effizienzleitfaden sind nur sinnvoll, wenn die Messungen und ihre Auswertungen auch wiederholbar und reproduzierbar sind. Die Wiederholbarkeit von Messungen auf demselben Prüfstand wurde bereits untersucht [3]. Wichtig ist jedoch, dass die Messergebnisse auch reproduzierbar sind, wenn die Tests an unterschiedlichen Instituten durchgeführt bzw. ausgewertet werden. Andernfalls können Unterschiede in den Ergebnissen zu Inkonsistenzen bei der Bewertung der Systeme führen. Das F+E-Projekt „Testbench“ unterstützt die Weiterentwicklung des Effizienzleitfadens insbesondere in Hinblick auf die Reproduzierbarkeit der Tests bei unterschiedlichen Prüfinstituten. Erste Erkenntnisse werden hier vorgestellt

Microgrid Systems: Towards a Technical Performance Assessment Frame

A microgrid is an independent power system that can be connected to the grid or operated in an islanded mode. This single grid entity is widely used for furthering access to energy and ensuring reliable energy supply. However, if islanded, microgrids do not benefit from the high inertia of the main grid and can be subject to high variations in terms of voltage and frequency, which challenge their stability. In addition, operability and interoperability requirements, standards as well as directives have addressed main concerns regarding a microgrid’s reliability, use of distributed local resources and cybersecurity. Nevertheless, microgrid systems are quickly evolving through digitalization and have a large range of applications. Thus, a consensus over their testing must be further developed with the current technological development. Here, we describe existing technical requirements and assessment criteria for a microgrid’s main functionalities to foster harmonization of functionality-level testing and an international conception of system-level one. This framework is proposed as a reference document for assessment frame development serving both microgrid research and implementation for a comprehensive understanding of technical microgrid performance and its current assessment challenges, such as lack of standardization and evolving technology