Zukünftige Energieversorgungsnetze werden vermehrt als vermaschte, länderübergreifende Multiterminal HVDC Netze ausgelegt. Der Ausfall einer Umrichterstation oder eines Leitungsabschnittes führt dann zwangsweise nicht zu einem Ausfall des gesamten Netzes.
Der Modulare Multilevel Umrichter ist dabei in der Lage, mit entsprechenden Submodulen, sehr schnell auf DC- und AC-seitige Fehler zu reagieren. Prinzipbedingt benötigt der Modulare Multilevel Umrichter jedoch eine Symmetrierung der dezentralen Energiespeicher, welche im Fehlerfall divergieren können. Daher muss der Umrichter, inklusive seiner Regelung, so robust ausgelegt sein, dass es zu keinem internen Ausfall kommt.
In der vorliegenden Dissertation wird ein neuartiges Konzept zur Regelung der Zweigenergien von Modularen Multilevel Umrichtern vorgestellt. Die Regelung in diskreten Zeitabschnitten ermöglicht eine schnelle Detektion verschiedener Arten von AC- und DC-seitigen Kurzschlüssen. Dadurch müssen Unsymmetrien nicht erst über mehrere AC-Perioden hinweg ausgeregelt werden, was auch eine ungünstige Auslegung des Umrichters verhindert.
Der zweite Teil dieser Arbeit behandelt einen hybriden DC-Leistungsschalter. Fehlerhafte Leitungen in vermaschten HVDC-Netzen werden dadurch schnell und sicher trennbar. Dabei steht der modulare Aufbau im Vordergrund. In einem Laboraufbau wurden neben der Funktionsweise des Leistungsschalters auch eine Optimierung der elektrischen Systemkomponenten durchgeführt. Im Vergleich zu rein elektronischen Leistungsschaltern ist der vorgestellte und optimierte hybride Leistungsschalter wesentlich verlustärmer.
Aktualisiert: 2022-02-24
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In dieser Arbeit wurde die Eignung des M2C-Konzeptes als netzseitiger Stromrichter im Niederspannungsnetz untersucht. Schwerpunkte der Untersuchung waren die grundlegende Dimensionierung der Komponenten, die Beherrschung der Netzrückwirkungen und die Konzeption einer hochdynamischen Regelung für den Netzbetrieb. Um die Ergebnisse experimentell zu überprüfen, wurde ein kompletter M2C mit zugehöriger Regelung und Steuerung für eine Bemessungsleistung von 10kVA entwickelt und aufgebaut. Die Versuchsergebnisse belegen, dass sich das M2C-Konzept sehr gut für die oben genannte Anwendung eignet. Bemerkenswert ist, dass sowohl eine Einhaltung der strengen EMV-Anforderungen als auch eine sehr hohe Regelungsdynamik erreichbar ist.
Aktualisiert: 2019-12-12
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