Mittelspannungs-Netzprüfung für die Energiewende
5–50 kV
1–20+ MVA
< 1 ms
THD < 1 %
Warum Mittelspannungsnetz-Prüfung?
Moderne Erzeugungs- und Speicheranlagen speisen im Multi-Megawatt-Bereich direkt in Mittelspannungsnetze ein – typischerweise 10 kV, 20 kV oder 30 kV. Netzbetreiber verlangen den Nachweis, dass Wechselrichter und Power Conversion Systems (PCS) auch bei Netzfehlern stabil bleiben: Fault Ride-Through (LVRT/HVRT/ZVRT), Oberschwingungsfestigkeit, Frequenz- und Unsymmetrie-Toleranz. Wer nach IEEE 1547, UL 1741, IEC 62116 oder nationalen Netzanschlussregeln zertifizieren will, braucht eine Netznachbildung, die reale Fehlerfälle reproduzierbar und sicher auf Mittelspannungsebene erzeugt.
Konfigurierbarer MV-Ein- und Ausgang: Direktanschluss statt Transformatorkette
Der MVGS wählt den Einspeisepunkt passend zur Infrastruktur: 380/400/480 V für Labore ohne Mittelspannungsanschluss — oder direkt 10 / 13,8 / 34,5 kV, wenn es um volle Megawatt-Leistung geht. Das ist keine Kür, sondern Physik: 10 MVA über 400 V einzuspeisen hieße rund 14.000 A auf der Niederspannungsseite — in der Praxis nicht darstellbar. Der MV-Direktanschluss löst genau dieses Problem.
Auf der Ausgangsseite erzeugt die modulare Power-Cell-Kaskade die Mittelspannung direkt — 5 bis 50 kV (L-L), ohne externen Aufwärtstransformator. Das hat drei handfeste Folgen: erstens entfallen Anschaffung, Platz und Verluste eines MW-Trafos; zweitens bleiben die simulierten Netzfehler physikalisch sauber, weil keine Trafosättigung, Magnetisierungsströme oder Phasenverschiebungen das LVRT-/HVRT-Profil verfälschen; drittens deckt ein System die Spannungsebenen mehrerer Märkte ab — 10/20/30 kV für Europa, 13,8/34,5 kV für Nordamerika und Asien. Für Hersteller, die Wechselrichter oder PCS exportieren, heißt das: eine Prüfanlage für alle Ziel-Netzcodes.
Umfassende Netzfehler-Simulation
Netzcodes wie VDE-AR-N 4110, EN 50549 oder IEEE 1547 verlangen den Nachweis, dass Erzeugungsanlagen bei Netzfehlern nicht abschalten, sondern stabil bleiben und das Netz stützen. Der MVGS bildet die geforderten Fehlerfälle physikalisch nach: programmierbare LVRT- und HVRT-Profile mit definierter Restspannung, Einbruchtiefe und Fehlerdauer, ZVRT-Tests bis auf 0 % Restspannung direkt an den Klemmen, einphasige Erdfehler sowie Überspannung bis 1,3 × U<sub> (-HV-Option) — etwa für Lastabwurf-Szenarien.
Entscheidend für die Praxis ist die Reproduzierbarkeit: Ein Zertifizierungsdossier nach FGW-Richtlinien oder IEEE 1547 umfasst Dutzende Betriebspunkte — Fehlertiefe × Dauer × Lastfall × Phasenwinkel. Der Sequenz-Modus des MVGS fährt diese Matrizen automatisiert ab, inklusive Dips, Sags und Swells nach IEC 61000-4-34. Was am realen Netz Glückssache und wochenlange Kampagnenarbeit wäre, wird im Labor zur planbaren, dokumentierten Testreihe — mit identischen Randbedingungen für jeden Prüfling.
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Präzise Dreiphasen-Regelung
Öffentliche Netze sind selten ideal: Einphasige Lasten — von der Bahnstromversorgung über Ladeparks bis zu Privathaushalten — erzeugen ständig Unsymmetrie. EN 50160 erlaubt im Verteilnetz einen Gegensystem-Anteil von bis zu 2 %; bei Netzfehlern ist Unsymmetrie ohnehin der Normalfall, nicht die Ausnahme. Für rotierende Maschinen bedeutet das Gegensystem zusätzliche Erwärmung, für Umrichter Regelungsstress, für Schutzsysteme Fehlauslöse-Risiko.
Wer eine Netzanschluss-Zertifizierung bestehen will, muss Unsymmetrie-Festigkeit nachweisen — geprüft nach IEC 61000-4-27 und mit einphasigen Fehlerbildern. Eine seröse Netznachbildung muss daher Spannung, Frequenz und Phase je Einzelphase unabhängig vorgeben können; erst so lassen sich reale Fehlergeometrien und Phasensprünge nach Netzschalthandlungen erzeugen.
.Power Quality Injection
Jedes angeschlossene Leistungselektronik-System verändert das Netz: Wechselrichter, Ladeinfrastruktur und Frequenzumrichter speisen Oberschwingungen ein — und zunehmend Zwischenharmonische, also Komponenten zwischen den ganzzahligen Vielfachen der Netzfrequenz, die klassische Filterkonzepte nicht fassen. Im Mittelspannungsnetz kommt ein zweiter Effekt dazu: Kabelkapazitäten und Trafowindungen bilden Resonanzkreise; trifft eine Harmonische auf eine Netzresonanz, können sich Ströme und Spannungen aufschaukeln — ein bekanntes Problem großer Wind- und Solarparks in schwachen Netzen.
Für die Immunitätsprüfung zählt deshalb nicht der THD als Summenwert, sondern das gezielte Einprägen einzelner Komponenten mit definierter Amplitude und Phase — Normenbezug: IEC 61000-4-7 (Messung) und IEC 61000-4-13 (Prüfung auf Oberschwingungen und Zwischenharmonische).
Wo wird Medium Voltage Grid Testing eingesetzt?
Überall dort, wo Megawatt-Leistungselektronik ans Mittelspannungsnetz angeschlossen wird.
Windparks
Volleistungs- und doppeltgespeiste Umrichter von Windenergieanlagen müssen Fault-Ride-Through und Netzstützung auf MV-Ebene nachweisen – onshore wie offshore.
Solarparks
Zentralwechselrichter mit MV-Direktausgang – z. B. Sungrow SG6250/6800HV-MV für 1500-V-DC-Systeme – speisen über integrierte MV-Transformatoren direkt ins Netz ein.
Batteriespeicher (BESS)
MW-PCS von Speicherkraftwerken arbeiten bidirektional und müssen Lade- wie Entladebetrieb unter Netzfehlern beherrschen – inklusive Grid-Forming-Funktionen.
Weitere Einsatzfelder: Netzanschlüsse von Erzeugungsanlagen, Solid-State-Transformer (SST) für KI-Rechenzentren, USV-Systeme (UPS) und Mikronetz-Komponenten.
Das Testsystem: BriPower MVGS-Serie
Der MVGS (Medium-Voltage Grid Simulator) ist eine programmierbare Vier-Quadranten-AC-Quelle für Prüfung und Zertifizierung von Leistungselektronik im Megawattbereich. Die modulare Power-Cell-Kaskadentopologie erzeugt die Mittelspannung direkt („Direct-to-MV", 5–50 kV) – sperrige und teure externe Aufwärtstransformatoren entfallen. Als Vier-Quadranten-System arbeitet der MVGS zugleich als Netzsimulator und als regenerative AC-Last, die bis zu 100 % der Prüfenergie ins Netz zurückspeist.
Konfigurierbarer MV-Ein- und Ausgang
Der MVGS ist kein Kataloggerät mit festen Anschlusswerten, sondern wird um das vorhandene Labornetz herum projektiert. Der Eingang lässt sich für praktisch jedes dreiphasige Nieder- oder Mittelspannungsnetz konfigurieren – von 3 × 400 V bis 34,5/50 kV.
Am Ausgang erzeugt die modulare Power-Cell-Cascaded-Topologie die Mittelspannung direkt (bis 50 kV L-L), ein externer Aufwärtstransformator entfällt. Damit entfällt auch dessen Fehlerbild: keine Sättigungseffekte, keine Bandbreitenbegrenzung, keine verfälschten Transienten. Systemleistungen von 1 bis 10 MVA sind per Master-Slave-Parallelbetrieb auf 20 MVA+ erweiterbar.
Umfassende Netzfehler-Simulation
Der integrierte Sequence-Mode erlaubt die Programmierung mehrstufiger Netzfehler direkt über die GUI: Für jeden Sequenzschritt werden Spannung, Frequenz, Änderungsraten, Verweil- und Schaltzeiten einzeln definiert.
Die Spannungssprungantwort liegt unter 1 ms, die Frequenzänderungsrate bei über 5 Hz/s – damit sind auch extreme transiente Netzereignisse reproduzierbar. Vordefinierte LVRT-, HVRT- und ZVRT-Profile decken die Fault-Ride-Through-Anforderungen der gängigen Netzanschlussregeln ab (u. a. IEEE 1547, UL 1741, GB/T 19964); mit der Option -HV steht für HVRT-Prüfungen das 1,3-Fache der Nennspannung zur Verfügung.
Präzise Dreiphasen-Regelung
Jede der drei Phasen lässt sich in Amplitude, Frequenz und Phasenwinkel (Auflösung 0,1°, Genauigkeit ±0,3° bei 50 Hz) unabhängig programmieren. Damit sind realistische gestörte Netzzustände abbildbar: Dreiphasen-Unsymmetrie nach EN 50160, einphasige Erdschlüsse, Phasenverschiebungen und Einphasenfehler.
Mit der Option -FPD folgt der Ausgang der Eingangsnetzphase bei konstanter, frei programmierbarer Winkeldifferenz – relevant für Leistungsübertragungs- und SST-Untersuchungen.
Power Quality Injection
Für Power-Quality- und Störfestigkeitsprüfungen erzeugt der MVGS Oberschwingungen bis zur 50. Ordnung sowie nicht-ganzzahlige Zwischenharmonische. Amplitude und Phasenwinkel jeder Komponente sind einzeln einstellbar – definierte Netzverhältnisse nach IEC 61000-4-7/-4-13 lassen sich so präzise reproduzieren.
Mit der Option -PQ steuert das System Wirk- und Blindleistung unabhängig (Vierquadrantenbetrieb), mit der Option -LD arbeitet es zusätzlich als rückspeisefähige Last: ohmsche, kapazitive, induktive und nichtlineare Gleichrichterlasten mit Phasenwinkeln von +90° bis −90° und Scheitelfaktoren bis 2,121.
Fault Ride-Through im Labor
Netzanschlussregeln weltweit fordern, dass Erzeugungsanlagen bei Spannungseinbrüchen am Netz bleiben und das Netz stützen. Der MVGS fährt normkonforme LVRT-, HVRT- und ZVRT-Profile automatisiert ab und verifiziert die Wirk- und Blindleistungs-Stützung des Prüflings während des Fehlers – bei laufender Hochgeschwindigkeits-Messwerterfassung (bis 10k Samples/s).
Technische Daten (Auszug)
Quelle: BriPower MVGS Datenblatt V1.2 (EN), 2026.
| MVGS-Serie – Medium-Voltage Grid Simulator | |
|---|---|
| Leistung | 1 MVA – 10 MVA, erweiterbar auf 20+ MVA (Master-Slave-Parallelbetrieb) |
| Ausgangsspannung | bis 50 kV (L-L, konfigurierbar); Überspannungsmodus 1,3 × UN für HVRT |
| Frequenzbereich | 30 – 70 Hz (Standard), erweiterter Bereich optional; RoCoF > 5 Hz/s programmierbar |
| Dynamik | Spannungsanstieg/-abfall < 1 ms (0–90 % / 90–0 %) |
| Signalqualität | THD ≤ 1 % (lineare Last); Lastregelung 0,2 % F.S.; Netzregelung 0,1 % F.S. |
| Genauigkeit | Spannung ≤ 0,2 % F.S. · Strom ≤ 0,3 % F.S. · Frequenz 0,01 Hz · Phase ±0,3° @ 50 Hz |
| Harmonische | Generierung bis zur 50. Ordnung, inkl. Zwischenharmonische |
| Eingang | 380/400/480 V oder 10/13,8/34,5 kV (3Φ) ±10 %; Wirkungsgrad ≥ 90 %; PF 0,95; THDi ≤ 3 % |
| Phasenausgabe | Phase B/C relativ zu A: 0,0 – 360,0° frei programmierbar |
| Schnittstellen | LAN, RS485; Windows-GUI auf 15,6″-Industrie-Touchpanel; Waveform-Capture bis 10k Samples/s |
| Schutz | Eingang OVP/UVP; Ausgang OCP/OVP/OPP/OTP; Isolationsüberwachung; Modul-Fehlerdiagnose |
| Kühlung | Zwangsluft- oder Flüssigkeitskühlung (-W); Betrieb 0 – 40 °C |
| Optionen | -HV (HVRT-Überspannung) · -LD (regenerative Last) · -PQ (P/Q-Regelung) · -FPD (feste Phasendifferenz) · -W (Wasserkühlung) · -CWP (COMTRADE-Playback) |
Vom Gerät zum Prüffeld
Wir liefern den MVGS nicht nur, wir integrieren ihn: Netzanschluss auf 10-/20-/30-kV-Ebene, Schutz- und Isolationskonzept, Anbindung von Prüfling und Messtechnik, Fernsteuerung und Automatisierung über LAN/SCPI bis in Ihre Testsequenzen. Auf Wunsch übernehmen wir Inbetriebnahme, Schulung und die Einregelung normgerechter Testprofile — damit aus dem Netzsimulator ein einsatzbereiter Prüfstand wird.
Direkte Mittelspannungs-Simulation ohne Ausgangstransformator: Der MVGS erzeugt bis 50 kV L-L bei 1–10 MVA Systemleistung – skalierbar über 20 MVA. Spannungssprünge unter 1 ms, Oberschwingungen bis zur 50. Ordnung und phasenselektive Regelung (0,1° Auflösung) decken LVRT/HVRT/ZVRT, Power-Quality- und Unsymmetrie-Tests nach internationalen Netzanschlussregeln ab.
Mittelspannungs-Netzsimulation für Forschung und Entwicklung
Neue Regelstrategien, Grid-Forming-Steuerungen und Leistungsregelkreise lassen sich am MVGS unter realen Netzbedingungen entwickeln und validieren — lange bevor das erste Feldnetz verfügbar ist. Spannung, Frequenz und Phase sind je Phase frei programmierbar, reale Netzereignisse lassen sich per COMTRADE-Playback exakt wiederholen. Für Power-Hardware-in-the-Loop (PHIL) und regelungstechnische Studien an Universitäten, Instituten und in der industriellen F&E ist die Mittelspannungs-Netzsimulation damit ein vollwertiges Labor-Netz im Megawattmassstab.
Miete und Partnervermittlung
Ein Mittelspannungs-Prüfsystem im MW-Bereich muss nicht gekauft werden: Für Zertifizierungskampagnen, Typprüfungen oder zeitlich begrenzte Entwicklungsprojekte stellen wir den MVGS als Mietsystem bereit. Wer die Prüfung nicht selbst durchführen möchte, vermitteln wir auf Wunsch erfahrene Prüfinstitute und Labore aus unserem Netzwerk — mit reproduzierbaren LVRT-, HVRT- und Power-Quality-Profilen inklusive Messdatenerfassung, ohne Investition, ohne Aufwärtstransformator, ohne eigene Infrastruktur.
