{"id":1001,"date":"2024-06-03T10:46:55","date_gmt":"2024-06-03T08:46:55","guid":{"rendered":"https:\/\/www.asimute.uha.fr\/de\/?p=1001"},"modified":"2024-06-13T11:22:54","modified_gmt":"2024-06-13T09:22:54","slug":"entwicklung-verteilter-steuerungsstrategien-fur-leistungselektronische-systeme-zur-bereitstellung-von-netzdienstleistungen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.asimute.uha.fr\/de\/2024\/06\/03\/entwicklung-verteilter-steuerungsstrategien-fur-leistungselektronische-systeme-zur-bereitstellung-von-netzdienstleistungen\/","title":{"rendered":"Entwicklung verteilter Steuerungsstrategien f\u00fcr leistungselektronische Systeme zur Bereitstellung von Netzdienstleistungen"},"content":{"rendered":"\t\t
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\n\t\t\t\t\tForschung koordiniert durch Rheinland-Pf\u00e4lzische Technische Universit\u00e4t<\/span>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Ein wichtiges Thema im Projekt Asimute sind zuk\u00fcnftige effiziente und kohlenstoffarme Energiesysteme. Bisherige fossile Energiequellen werden durch erneuerbare Quellen, vor allem Sonne und Wind, ersetzt, die ausschlie\u00dflich durch Leistungselektronik umgesetzt werden. Auf der Verbraucherseite machen langsame konventionelle Ger\u00e4te und bisherige eher ineffiziente Stromversorgungen mit gro\u00dfinduktiven Transformatoren oder mechanischen Elementen, wie netzgekoppelte Motoren, ebenfalls Platz f\u00fcr hocheffiziente leistungselektronische Schaltungen. Die Leistungselektronik ist jedoch aktiv mit Feedback geregelt, hat keine Tr\u00e4gheit und reagiert sofort. Konventionelle Leistungselektronik kann das Netz nicht stabilisieren, sondern erwartet eine nahezu perfekt sinusf\u00f6rmige Spannung mit stabiler und fester Amplitude und Frequenz. Die Spannung sollte au\u00dferdem nicht mit der Last schwanken. Bei einer solchen stabilen Spannung entnimmt oder speist die Leistungselektronik einen Strom ein, steuert aber nicht direkt die Spannung. Die Elemente, die f\u00fcr eine stabile Spannung sorgten, waren jedoch gro\u00dfe, massive Generatoren aus fossilen Kraftwerken, die nun r\u00fcckgebaut werden. Die Folge sind instabile Netze mit driftender Frequenz im gesamten Netz und lokal instabiler Spannung, die zu lokalen Stromausf\u00e4llen f\u00fchren und Ger\u00e4te besch\u00e4digen kann. Letzteres wird insbesondere l\u00e4ndliche Regionen betreffen.<\/p>

In diesem Projektbereich wollen wir Umrichter und entsprechende Regelungsmethoden entwickeln, die k\u00fcnftige Netze stabilisieren k\u00f6nnen, und zwar sowohl auf den h\u00f6heren als auch auf den niedrigeren Netzebenen, die f\u00fcr die Versorgung von Haushalten und den meisten kleinen und mittelst\u00e4ndischen Unternehmen wichtig sind.<\/p>

F\u00fcr die Koordination leistungselektronischer Systeme zur Erbringung von Netzdienstleistungen wie Frequenz- und Spannungsstabilisierung und Verzerrungsfilterung werden innovative verteilte Regelungsstrategien ben\u00f6tigt. In dieser Ma\u00dfnahme werden die theoretischen Grundlagen f\u00fcr solche Regelungsstrategien entwickelt und in der Simulation und im Demonstrator getestet. Insbesondere werden Topologien f\u00fcr die informationelle Verkn\u00fcpfung der leistungselektronischen Systeme entwickelt und hinsichtlich des Kommunikationsaufwands, der Zuverl\u00e4ssigkeit und der Cybersicherheit bewertet. Methoden zum Austausch von Informationen \u00fcber die Systemdynamik, die heute \u00fcblicherweise f\u00fcr die Frequenzregelung eingesetzt werden, werden auch im Hinblick auf ihre Anwendbarkeit f\u00fcr andere Systemdienstleistungen betrachtet. Ausgehend von den Topologien werden verteilte Regelungsalgorithmen und zugeh\u00f6rige Kommunikationsprotokolle erstellt und untersucht.<\/p>

Insbesondere das Mittelspannungsverteilnetz und das lokale Niederspannungsnetz werden in mehrfacher Hinsicht beeintr\u00e4chtigt (Verletzung der Spannungstoleranz durch leistungsstarke Solareinspeisung, Verlust von Kurzschlussleistung, erh\u00f6hte Netzimpedanzen, unerw\u00fcnschte und unbekannte Leistungsfl\u00fcsse durch zuk\u00fcnftige Hochleistungs-Ladeger\u00e4te). W\u00e4hrend die Regelung der konventionellen Leistungselektronik unter diesen Bedingungen typischerweise instabil wird und die anderen genannten Probleme weiter versch\u00e4rft, sind adaptive Regelungsmethoden (Netzimpedanzsch\u00e4tzung ohne Verletzung der IEC61000, adaptive Regleranpassung, und D\u00e4mpfung von parasit\u00e4ren R\u00fcckkopplungen mit anderer Elektronik im Netz) und kompakte modulare elektronische Schaltungstopologien (modulare Teilleistungswandler und Leistungsflussregler) entwickelt, die es einerseits erm\u00f6glichen, Einspeisung aus erneuerbaren Energien, Kfz-Ladeger\u00e4te u. \u00e4. auch unter schwachen Netzbedingungen stabil zu betreiben, andererseits deren Netzdurchdringung zu erh\u00f6hen und die Probleme nach M\u00f6glichkeit sogar teilweise zu beseitigen.<\/p>

Die genannten Netzdienstleistungen scheinen derzeit vor allem f\u00fcr eine kleinere Anzahl leistungsst\u00e4rkerer dezentraler Einheiten wie gro\u00dfe PV-Anlagen und vor allem Netzspeichersysteme relevant zu sein und konzentrieren sich insbesondere auf globale Netzprobleme (z. B. Frequenzstabilit\u00e4t). Durch die gro\u00dfe Anzahl kleinerer Leistungselektronik, insbesondere in Haushalten und l\u00e4ndlichen Gebieten, k\u00f6nnen typische Probleme verbessert werden. In dieser Ma\u00dfnahme wird eine netzimpedanzadaptive dynamische Spannungsstabilisierung f\u00fcr geeignete Phasenwinkel der Einspeisung und Spannungsfilterung auf Basis der Netzimpedanzabsch\u00e4tzung aus der vorgenannten Ma\u00dfnahme entwickelt und in einer typischen Niederspannungsnetzumgebung getestet.<\/p><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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RPTU<\/span><\/p>

Erwin-Schr\u00f6dinger-Stra\u00dfe 52,<\/p>

67663 Kaiserslautern<\/p>

Deutschland<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Ein wichtiges Thema im Projekt Asimute sind zuk\u00fcnftige effiziente und kohlenstoffarme Energiesysteme. Bisherige fossile Energiequellen werden durch erneuerbare Quellen, vor allem Sonne und Wind, ersetzt, die ausschlie\u00dflich durch Leistungselektronik umgesetzt werden. 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