Die Kauai Utility Cooperative auf Hawaii hat kürzlich zahlreiche Solar- und Energiespeicheranlagen, die auf Wechselrichter angewiesen sind, ans Netz angeschlossen. Mit dem steigenden Anteil dieser Energiequellen traten im Netz ungewöhnliche Spannungsschwankungen auf, die die Versorgungssicherheit potenziell gefährden.

Im November 2021 löste die unerwartete Abschaltung eines großen Gasgenerators Spannungs- und Frequenzschwankungen auf der gesamten Insel aus. Daraufhin arbeitete die Energiegenossenschaft mit dem Rocky Mountain National Laboratory zusammen, um Forschungsarbeiten durchzuführen. Das Laborteam ermittelte durch Datenanalyse und Modellierung, dass die Steuerungseinstellungen zweier Wechselrichterkraftwerke die Ursache der Schwankungen waren.

Das Forschungsteam baute im Labor ein Miniaturnetz für Testzwecke auf. Durch die Integration einer netzgekoppelten Steuerungsfunktion in die Wechselrichter, die es ihnen ermöglichte, die mechanische Trägheit herkömmlicher Generatoren zu simulieren, konnten die Schwankungen schließlich effektiv unterdrückt werden. Als derselbe Generator 2023 erneut ausfiel, traten keine Netzinstabilitäten auf.

Dieses Projekt zeigt, dass leistungselektronikbasierte Wechselrichter durch verbesserte Regelungsstrategien wichtige Stabilitätsdienste für Stromnetze mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energien bereitstellen können.