KI-Training: Leistungsschwankungen, Netzschwingungen und BESS-Bemessung

Rechenlast und Spektrum. Die synchronisierte Leistungsschwankung des Standorts beträgt $Delta P=N(P_mathrm{compute}-P_mathrm{idle})/eta_mathrm{chain}$, mit dem unteren Lastniveau $P_mathrm{other}+NP_mathrm{idle}/eta_mathrm{chain}$ und dem Mittelwert $P_mathrm{floor}+dDelta P$. Die Harmonische $n$ hat die Scheitelamplitude $2Delta P|sin(npi d)|/(npi)$ bei $n/T$. Dies folgt der BSP-Impulsdarstellung in Chaudhary et al., arXiv:2606.22096, p. 2. Für das Spektrum, die Effektivwertberechnung über der Trainingsperiode und die Frequenzvorprüfung anhand der Amplitudensumme werden sechzig Harmonische berücksichtigt.

Quelle im Zeitbereich. Mit $x=Delta f/f_0$, der bezogenen Laststörung $u=(P-P_mathrm{mean})/P_mathrm{base}$ und dem Winkel $delta$ lauten die implementierten Gleichungen

Im Inselbetrieb gelten $K=0$, $G=1/R$ und das eingegebene $D$. Für ein modales Netzersatzmodell gelten $G=0$, $K=2Homega_k^2/omega_0$ und $D=4Hzeta_komega_k$. Die Netzdämpfung umfasst die bereits durch diese Mode abgebildete Dynamik. Diese Zustandsgleichungen und ihre Übertragungsfunktion werden hier hergeleitet; sie bilden kein detailliertes Gasmotor- oder Mehrknotenmodell. Jedes Intervall mit konstanter oder linear veränderlicher Last wird mit einer erweiterten Matrixexponentialfunktion fortgeschrieben. Jede Flanke der Rechen- und Barrierenphase sowie jede Knickstelle der BESS-Leistungsrampe bildet eine Integrationsgrenze. Dadurch wird die lineare Differentialgleichung gelöst, ohne die ungeglätteten Impulse zu glätten oder auf eine begrenzte Zahl von Harmonischen zu reduzieren. Innerhalb jedes Intervalls besteht jeder relevante Zustand aus einer linearen partikulären Lösung und der homogenen Antwort mit zwei Polen. Alle stationären Stellen werden kontinuierlich bestimmt: Für eine unverschobene modale Antwort werden die Nullstellen der Ableitung analytisch berechnet; bei einer durch eine Rampe angeregten Antwort grenzen analytisch bestimmte Extremstellen der Ableitung jede Nullstelle für das Bisektionsverfahren ein. Die Grenzfälle reeller und mehrfacher Pole werden berücksichtigt. Die Extremwerte von Frequenz, mechanischer Leistung und Netzwinkel hängen daher weder vom Darstellungsraster noch vom Abtastabstand des Simulationshorizonts ab. Die charakteristischen Pole sind Raten in s⁻¹; nur die modale Schwingungsfrequenz wird durch Division des Imaginärteils durch 2π in Hz umgerechnet.

Der Betrag der Frequenzübertragungsfunktion lautet

Das Periodendiagramm zeigt $sqrt{sum_n|F_n|^2/2}$; die arithmetische Amplitudensumme ist ausschließlich für die berücksichtigten Harmonischen eine konservative Obergrenze. Die allein frequenzbasierte Obergrenze der Beschleunigerzahl verwendet diese Summe und berücksichtigt weder Spannung noch Leistungsreserve des Gasmotoraggregats oder Anlaufvorgänge.

Spannung. Auf derselben Quellenbezugsleistung wird die Lösung des oberen Spannungszweigs von $V^4-[E^2-2(rp+x_mathrm{th}q)]V^2+|z|^2(p^2+q^2)=0$ bestimmt. Die Aggregatimpedanz verwendet die eingegebene transiente Reaktanz; für die Netzimpedanz gilt $|z|=P_mathrm{base}/(mathrm{SCR},S_mathrm{site,peak})$. Die konstante innere EMK jeder Variante wird so eingestellt, dass sich bei ihrer jeweiligen mittleren Last eine Sammelschienenspannung von 1 p.u. ergibt. Spannungsextremwerte und Lösbarkeit werden auf beiden Seiten jeder Impulsflanke und an sämtlichen Rampenknickstellen geprüft; dabei müssen die Diskriminante und die Lösung für das Spannungsquadrat positiv sein. Das BESS liefert nur Wirkleistung, sodass die ungeglätteten Blindlastimpulse bestehen bleiben. Für Dummy-Kernel gilt der eingegebene Leistungsfaktor des Standorts.

Pufferung und Lückenfüllung. Der quellenseitige Leistungsbedarf ist der kausale gleitende Mittelwert der ungeglätteten Last mit Rechteckfenster über $w=Delta P/dot P_mathrm{limit}$, zuzüglich einer konstanten Zusatzleistung zur Verlustdeckung. Dadurch wird die Begrenzung der Leistungsänderungsrate auch dann eingehalten, wenn das Mittelungsfenster mehrere Perioden umfasst. Der zugehörige harmonische Filter lautet $sin(pi fw)/(pi fw)$. Das Brent-Verfahren bestimmt die Zusatzleistung, für die $int P_mathrm{dis}/eta_b,dt=int P_mathrm{chg}eta_b,dt$ gilt. Exakte Integrale der abschnittsweise linearen Leistung ergeben die Extremwerte der Wechselrichterleistung und die Packenergie; Nulldurchgänge werden berücksichtigt. Die Nennenergie ist der größere Wert aus zyklischem Energiehub/nutzbarem SOC-Fenster und interner Packleistung/eingegebener C-Rate. Diese Bemessungswerte gelten für diesen Regler und stellen kein globales Optimum dar. Die mittlere Dummy-Leistung beträgt $alpha(1-d)Delta P$; ihre zusätzliche Energie und die Energie zur BESS-Verlustdeckung ergeben sich durch Multiplikation mit der Trainingslaufzeit. Der Mechanismus der Lückenfüllung wird durch Ardestani et al., arXiv:2605.24461, pp. 9–10 gestützt.

• Ein deterministischer, vollständig synchronisierter Trainingslauf mit rechteckförmigen Rechen- und Barrierenphasen sowie konstanter Last außerhalb der GPUs. Alle Wirkungsgrade der Beschleuniger und ihrer Versorgung sind konstant. Die Standardwerte 700 W / 100 W / 0,90 folgen dem H100-Beispiel in arXiv:2606.22096; die Standardwerte für Quelle, Impedanz und Batterie sind beispielhafte Benutzerparameter.
• $H$ muss auf der gewählten Bezugsleistung angegeben werden: Bei einem Wechsel der Bezugsleistung muss $H P_mathrm{base}$ erhalten bleiben. Die Netzmode ist eine kalibrierte Ersatzkoordinate; SCR bestimmt weder ihre Trägheit noch ihre Frequenz oder Dämpfung.
• Die Frequenz startet ohne Abweichung; die mechanische Leistung ist auf die mittlere Last der jeweiligen Variante eingestellt. Für das BESS werden eine periodische Lastvorgeschichte und ein ausreichender Anfangsladezustand vorausgesetzt. Das Zu- und Abschalten des Puffers oder der Dummy-Kernel sowie die damit verbundene Übernahme der mittleren Leistung werden nicht simuliert.
• Last mit konstantem P und Q bei induktivem Leistungsfaktor, konstante Quellen-EMK während des Verlaufs, keine Wirk-/Blindleistungskopplung durch AVR- oder U/f-Regelungen. Die Quelle muss die höhere mittlere Last bei Einsatz der Dummy-Last tragen können.
• Ideale, unverzögerte bidirektionale Sollwertnachführung des Wechselrichters; gleicher Wirkungsgrad beim Laden und Entladen. Die eingegebene C-Rate gilt sowohl für wiederholtes Laden als auch für wiederholtes Entladen; keine Alterung, kein Hilfsenergiebedarf, keine Bereitschaftsverluste und keine temperaturbedingte Leistungsreduzierung.

Verwenden Sie das Quellenmodell für kleine Frequenzabweichungen und kleine Änderungen des äquivalenten Winkels bei einem Drehzahlregler außerhalb der Sättigung. Die Bedingungen melden eine ungeglättete Frequenzabweichung über 5 %, einen Winkel der Netzmode über 0,3 rad, eine mechanische Aggregatleistung außerhalb von 0…Bemessungsleistung, eine Überschreitung des OEM-Lastsprungs oder den Verlust der Konstantleistungslösung im oberen Spannungszweig. Der Drehzahlregler ist linear: Bei gemeldeter Sättigung ist ein Betriebsmittelmodell erforderlich; eine Extrapolation ist nicht zulässig.

Die Spannung ist eine zeitabhängige algebraische Effektivwert-Hüllkurve bei konstanter EMK und keine Vorhersage des transienten AVR-Verhaltens. Nicht berücksichtigt werden Aggregaterregung, Turbolader-, Kraftstoff- und Luftgrenzen, Sekundärregelung, USV-Strombegrenzung und Stromrichterregelungen. Die Untersuchung eines schwachen Netzes kann mehrere Moden und ortsabhängige Beteiligungsfaktoren erfordern; eine einzelne Ersatzmode kann die überregionale Dynamik im Allgemeinen nicht abbilden.

Die ungeglättete Impulsform und die kontinuierliche lineare Quellendynamik bleiben zwischen den Abschnittsgrenzen erhalten. Kontinuierliche Suchen nach stationären Stellen bestimmen die Extremwerte unabhängig von der Horizontlänge und der Darstellungsauflösung. Die ausgegebenen Spitzenwerte enthalten einen konservativen numerischen Zuschlag. Eine nicht konvergierte Suche oder ein Frequenzzuschlag über 1 µHz verhindert eine positive Bewertung und löst eine Bedingungsmeldung aus. Die Zeitdiagramme werten die Intervalllösung an 1.801 Darstellungspunkten aus; die Wiedergabe verwendet formerhaltende Interpolation. Ein kurzer transienter Vorgang kann in einem langen Verlauf visuell zu grob abgetastet sein, obwohl er im ausgegebenen Spitzenwert enthalten ist; lesen Sie aus dem Diagramm keine Schutzansprechzeiten ab. Die Batterieenergieintegrale berücksichtigen exakte Nulldurchgänge; die Energiekurve enthält etwa 800 Abtastpunkte je Periode.

Spektrum und Periodendiagramm enden bei der 60. Harmonischen. Die Summe der berücksichtigten Harmonischen ist keine nachgewiesene Obergrenze über alle Frequenzen. Das Effektivwertdiagramm über der Trainingsperiode dient der stationären Vorprüfung, während die ausgegebenen transienten Spitzenwerte den Anlauf und nur die eingegebene Iterationszahl umfassen. Erhöhen Sie diese Zahl bei schwach gedämpftem Aufschwingen. Das dargestellte Periodenmaximum ist ein abgetastetes Maximum im Bereich 0,2…10 s.

ISO 8528-5:2025 (sechste Ausgabe) bildet den Rahmen für das Betriebsverhalten; eine Lastübernahmekennlinie ist hier nicht implementiert. Verwenden Sie die mit dem Gasmotorhersteller vereinbarten Lastsprung- und Rampendaten für Konstantleistungslasten und prüfen Sie diese anhand der geltenden Norm. Es werden keine Normtabellen oder Grenzwerte von Ausführungsklassen wiedergegeben.