Netzintegration von Fahrzeugen mit elektrifizierten ... - JUWEL

6.4 Kritische Grenzwerte der Elektrofahrzeug-Integration im Verteilnetz
Verbraucher Leistung THD
Kompaktleuchtstofflampe
Anzahl der jeweiligen Verbraucher im
niedrigen
Lastszenario
mittleren
Lastszenario
hohen
Lastszenario
14,0 W 101,4% 2,00 3,00 4,00
Kühlschrank 150,0 W 15,7% 0,50 1,00 1,00
LCD Fernseher 95,3 W 5,7% 0,50 1,00 1,00
PC 94,0 W 99,5% 0,20 0,40 0,80
LCD Monitor 38,8 W 93,5% 0,20 0,40 0,80
elektrischer
Ofen
1.000,0 W 0,0% 0,20 0,30 0,60
Laptop 70,7 W 151,0% 0,00 0,20 0,40
Wärmepumpe 535,0 W 10,5% 0,10 0,20 0,40
Mikrowelle 999,0 W 26,5% 0,00 0,05 0,10
Waschmaschine 189,0 W 75,4% 0,00 0,05 0,10
Trockner 4180,0 W 1,4% 0,00 0,03 0,06
Tabelle 41: THD unterschiedlicher Verbraucher und Wahrscheinlichkeit des Betriebes
in den verschiedenen Lastszenarien 18
In Ergänzung zu den drei möglichen Lastszenarien sind drei Ladeeinrichtungen mit unterschiedlichen
Oberschwingungsspektren simuliert worden. Die ersten beiden basieren auf
Messungen, und entsprechen damit real existierenden Ladestationen [Maitra et al., 2010].
Das Spektrum der dritten Ladeeinrichtung repräsentiert jeweils den maximal zulässigen Wert
nach DIN EN 61000-2-3 für Geräte der Klasse A [DIN, 2010a]. Die erste Ladestation enthält
einen Gesamtoberschwingungsgehalt von 5,6% THD. Die zweite Ladestation erzeugt 9,7%
THD und die dritte 17,4% THD. Den Hauptanteil des Spektrums der nach Norm gestalteten
Ladestation erzeugt mit 14,56% die erste Ordnung. Für alle drei Ladestationen werden jeweils
zwei extreme Fälle der Phasenlage betrachtet. Einerseits kann die harmonische Frequenz
exakt in Phase oder um genau eine Nullstelle in der entgegengesetzten Phase mit der
im Netz vorliegenden durch andere Quellen erzeugten Oberschwingung gleicher Frequenz
liegen.
Tabelle 42, Tabelle 43 und Tabelle 44 zeigen die Ergebnisse unter Berücksichtigung von
Phasenlage, xEV-Durchdringung und verschiedenen THD-Werten der Ladestationen. Es ist
ersichtlich, dass für jedes Durchdringungslevel der Gesamtoberschwingungsgehalt in Phase
deutlich über dem in entgegengesetzter Phase liegt. Die Grenzwertverletzung von über 8%
nach EN 50160 [DIN, 2011] tritt zuerst bei einem THD der Ladesäulen von 17,4% erst bei
einer Durchdringung von 60% im mittleren Lastszenario auf. Für Phasenlagen zwischen den
beiden extremen Fällen ist eine grenzwertverletzende Spannungsoberschwingung im moderaten
und starken Lastszenario ab einer Durchdringung von 40% denkbar. Dadurch, dass
18 Die Anzahl der jeweiligen Verbraucher ist ein angenommener Durchschnittswert über alle Haushalte.
Eine Anzahl von 0,5 bedeutet beispielsweise, dass in 50 % der Haushalte eine solche Last vorhanden
ist.
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