Mit steigendem Anteil dezentraler Stromerzeugung im elektrischen Verbundnetz wird von Netzanschlussnehmern zunehmend Flexibilität gefordert. Ein Ansatz zur Flexibilisierung der Residuallast beim Anschlussnehmer ist die automatisierte Erzeugungs- und Bezugsvariation durch ökonomische modellprädiktive Regelung (EMPC) unter Ausnutzung dynamischer Börsenstrompreise. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit einer Realisierung dieses Ansatzes unter Feldbedingungen, d. h. unter Einschränkungen von Hard- und Software, was bisher nur wenig berücksichtigt wird. Der Autor entwickelt und realisiert einen Demonstrator, mit dem der Nachweis der Implementierbarkeit von eingebetteter EMPC unter begrenzten Ressourcen bei gleichzeitig hoher Zuverlässigkeit erbracht wird und eine Komplexitätsreduktion für die praktische Anwendung (Modellierungs- und Inbetriebnahmeaufwand) erreicht wird. Zudem wird mit einer generalisierten Implementierung die Anwendbarkeit auf eine größere Klasse von Energiesystemen gezeigt. Die gewonnenen Erkenntnisse sollten für alle von Interesse sein, die sich mit der technischen Umsetzung von Flexibilisierungskonzepten im Stromnetz und der ökonomischen modellprädiktiven Regelung im Feld befassen.
Aktualisiert: 2023-02-16
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Die elektrische Energieversorgung in Deutschland hat sich seit Ende der 1990er Jahre deutlich verändert. Der Ausbau erneuerbarer Energien und die Ausweitung der Elektromobilität stellen das Versorgungssystem vor neue Herausforderungen. Mit der zunehmenden Integration dezentraler Erzeuger in die Netze steigt auch der Bedarf zur dezentralen Erbringung von Systemdienstleistungen.
Die gezielte Be- oder Entlastung einzelner Phasen des Netzes erlaubt den Ausgleich eventuell vorliegender Unsymmetrien. Eine symmetrische Auslastung des Netzes entlastet die Transformatoren, verringert die Verluste und erhöht die Ausnutzung innerhalb der zulässigen Spannungsbänder.
Diese Dissertation stellt ein Umrichtersystem vor, das für den Einsatz in der Ladetechnik von Elektrofahrzeugen oder zur Netzanbindung stationärer Batteriesysteme konzipiert wurde und für die Netzsymmetrierung eingesetzt werden kann.
Der rückspeisefähige Vierleiter-Umrichter mit aktiv moduliertem Neutralleiter bietet die schaltungstechnische Voraussetzung, sowohl symmetrische als auch unsymmetrische Ströme in ein dreiphasiges Vierleiter-Netz einzuprägen. Zur Steuerung des Umrichters wird das neu entwickelte Hyperraumzeigermodulations-Verfahren mit überlagertem Proportional-Resonanz-Regler angewandt.
Aktualisiert: 2021-04-16
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