Erneuerbare Energien
Leistungselektronik
Batterien, die als Energiespeicher in Elektrofahrzeugen und zukünftig vermehrt in netzgekoppelten Photovoltaik-Anlagen eingesetzt werden, werden über Gleichstromsteller an das Spannungssystem der Energiequelle angeschlossen. Durch die Steller, die einen hohen Wirkungsgrad sowie eine hohe Energiedichte haben müssen, werden ein bidirektionaler Leistungsfluss und eine Spannungsanpassung ermöglicht. Es sollen verschiedene Topologien mit geeigneten Regelverfahren verglichen werden. Zudem sollen leistungselektronische Halbleiter hinsichtlich des Einsatzes in Stellgliedern untersucht werden. Um das Systemverhalten analysieren zu können, werden für eine modellbasierte Entwicklung entsprechende Simulationsmodelle eingesetzt.
Stabile und effiziente elektrische Energieversorgung mit leistungselektronischen Systemen
Die Nutzung erneuerbarer Energiequellen erfordert zunehmend den Einsatz von leistungselektronischen Systemen, u.a. von Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungen (HGÜ) für die Anbindung von Offshore Windfarmen und für den Bau von Gleichstromnetzen. In unserem Netzsimulationslabor untersuchen wir gegenwärtig hierfür benötigte Regelungsmethoden. Als Simulationswerkzeuge stehen in einem internen Rechnernetz ein PC-basierender Digitaler Simulator und in Zusammenarbeit mit einer Forschungsgruppe an der KTH University Stockholm ein echtzeitfähiger Simulator für das Einbeziehen netzweiter Messungen zur Verfügung. Wir erkennen, dass HGÜ-Anlagen bei ausbau- oder fehlerbedingter Einschränkung von Netzübertragungskapazitäten durch eine online Netzzustandsanalyse und geeignete Regler mit stabiler Netzspannung und Netzfrequenz an der Leistungsaufnahmegrenze eines Netzes betrieben werden können, was bislang nicht möglich ist. Dies verbessert die Wirtschaftlichkeit von Anlageninvestitionen bei gleichzeitigem Erhalt der gewohnt hohen Netzzuverlässigkeit.
