PV-omvormer — netondersteunende functies: blindvermogenregeling en frequentie-vermogensreductie (LFSM-O)

De gids over anti-eilandbedrijf behandelt hoe een PV-omvormer reageert wanneer het net volledig wegvalt, en de gids over de RCMU behandelt de interne aardfoutdetectie van de omvormer. Dit artikel behandelt een derde mechanisme dat daar los van staat: de netondersteunende functies die actief zijn zolang de omvormer gewoon op een functionerend net is aangesloten, en die NEN-EN 50549 voorschrijft om te voorkomen dat een groot aantal gelijktijdig terugleverende PV-omvormers de lokale netkwaliteit zelf verslechtert.

Waarom een omvormer meer moet doen dan alleen stroom leveren

Een laagspanningsnet is oorspronkelijk ontworpen voor eenrichtingsverkeer: vermogen stroomt van het onderstation naar de aansluiting. Bij een hoge dichtheid van PV-teruglevering op een zwakke of lange kabelaansluiting kan de lokale spanning tijdens zonnige uren juist gaan stijgen in plaats van dalen, met risico op overschrijding van de toegestane spanningsband. Daarnaast kan een groot, gelijktijdig vermogensoverschot op het net de netfrequentie tijdelijk boven de nominale 50 Hz duwen. NEN-EN 50549 verplicht daarom dat een omvormer — naast het simpelweg opwekken van vermogen — actief bijdraagt aan het stabiel houden van zowel de lokale spanning als de netfrequentie.

Blindvermogenregeling: Q(U) of cosφ(P)

Om lokale spanningsstijging tegen te gaan, moet een omvormer boven een bepaald vermogen zijn blindvermogen kunnen sturen volgens één van twee karakteristieken die de netbeheerder specificeert:

• Q(U)-regeling: de omvormer meet de lokale spanning en absorbeert automatisch meer blindvermogen (inductief gedrag) naarmate de spanning verder boven de nominale waarde stijgt, volgens een vooraf ingestelde druppelkarakteristiek (droop) tussen spanning en blindvermogen.
• Vaste cosφ(P)-karakteristiek: de gewenste arbeidsfactor van de omvormer varieert met het geleverde actieve vermogen — bij laag vermogen vrijwel cosφ = 1, aflopend naar een lagere, vooraf ingestelde arbeidsfactor bij vermogen dicht bij het maximum.

Welke van de twee methoden van toepassing is en met welke parameters, legt de netbeheerder vast bij de aansluiting — dit is geen vrije keuze van de installateur of de eigenaar van de installatie.

Frequentie-vermogensreductie: LFSM-O

LFSM-O (Limited Frequency Sensitive Mode – Overfrequency) is de functie die een omvormer verplicht zijn actieve vermogen automatisch te verminderen zodra de netfrequentie een vastgestelde drempel overschrijdt — in de Europese netcode standaard 50,2 Hz. Boven die drempel vermindert de omvormer zijn vermogensafgifte volgens een ingestelde helling (droop) naarmate de frequentie verder stijgt, en verhoogt deze weer zodra de frequentie terugzakt onder de drempel. Dit mechanisme voorkomt dat een groot aandeel decentrale opwekking een reeds bovenmatige netfrequentie verder laat oplopen, wat zonder deze functie tot een grootschalige, gecoördineerde uitschakeling van opwekcapaciteit zou kunnen leiden.

Let op: LFSM-O is functioneel iets anders dan anti-eilandbedrijf. Anti-eilandbedrijf schakelt de omvormer volledig uit wanneer het net wegvalt of buiten een absolute grens raakt. LFSM-O regelt het vermogen geleidelijk terug, binnen het normale werkgebied van de omvormer, zonder dat de omvormer loskoppelt van het net — de omvormer blijft aangesloten en actief, alleen met minder vermogensafgifte.

Waarom fabrieksinstellingen niet automatisch voldoen

Een omvormer die in de fabriek is ingesteld op de standaardparameters van een ander land of een generieke NEN-EN 50549-profiel voldoet niet automatisch aan de specifieke instellingen die de Nederlandse netbeheerder voor de betreffende aansluiting vereist. De frequentiedrempels, de blindvermogenskarakteristiek (Q(U) versus cosφ(P)) en de bijbehorende droop-parameters moeten bij inbedrijfstelling expliciet worden geparametreerd volgens het profiel dat past bij het spanningsniveau en het type aansluiting (Type B volgens de Europese RfG-indeling voor de meeste kleinschalige PV-installaties).

Praktische relevantie

Bij het opleveren of inspecteren van een PV-installatie met een omvormer boven de drempel waarop netondersteunende functies verplicht worden gesteld, is het van belang te controleren of de omvormer daadwerkelijk is geparametreerd volgens het door de netbeheerder gespecificeerde profiel — niet uitsluitend of de omvormer "NEN-EN 50549-compatibel" is volgens het typeplaatje, want compatibiliteit zegt niets over de daadwerkelijk actieve parameterinstelling.

Veelgemaakte fouten

1. Aannemen dat NEN-EN 50549-compatibiliteit van de omvormer voldoende is, zonder te controleren of de netondersteunende functies daadwerkelijk zijn geactiveerd en correct geparametreerd bij inbedrijfstelling.
2. De omvormer op fabrieksinstellingen laten staan die zijn afgestemd op een ander land of een generiek profiel, in plaats van op het specifieke profiel dat de Nederlandse netbeheerder voor de aansluiting voorschrijft.
3. LFSM-O verwarren met anti-eilandbedrijf — de eerste regelt het vermogen geleidelijk terug binnen het normale werkgebied, de tweede schakelt de omvormer volledig uit.
4. Niet navragen welke blindvermogenskarakteristiek (Q(U) of cosφ(P)) van toepassing is bij de specifieke aansluiting, en de omvormer op een willekeurige of standaardinstelling laten staan.

Gerelateerd

• PV-omvormer — anti-eilandbedrijf (NEN-EN 50549)
• PV-omvormer — RCMU en aardfoutdetectie (IEC 62109-2)
• §712 — PV/zonnepanelen
• Vermogensfactorcorrectie