Entwicklung und Aufbau eines flexiblen Inbetriebnahmesystems für eine vierfach Zelle eines Modularen Multilevel Umrichters

  • Motivation

    Das Stromnetz befindet sich im Wandel von einer zentralisierten hin zu einer dezentralisierten Energieversorgung durch die steigende Anzahl erneuerbarer Energiequellen. Eine zentrale Herausforderung ist die Netzstabilität angesichts fluktuierender erneuerbarer Energiequellen. Hier kommen Netzkupplungen mit leistungselektronischen Umrichtern ins Spiel, welche zur Stabilisierung des Netzes eingesetzt werden sollen.
    Damit diese Umrichter unter Realbedingungen untersucht werden können, entsteht am Campus Nord das High Power Grid Lab (HPGL), welches eine kontrollierte Testumgebung für Umrichter im MW-Bereich zur Verfügung stellt. Das HPGL selbst besteht aus mehreren Modularen Multilevel Umrichtern (MMC), welche in verschiedenen Konfigurationen miteinander verschaltet werden können und so das reale Stromnetz nachbilden.
    Um das Verhalten des HPGL bereits vorab zu testen, wird ein skalierter Demonstrator bestehend aus drei MMCs mit jeweils 192 Zellen am ETI aufgebaut.

     

    Aufgabenstellung

    Da die Zellen des MMC am ETI entwickelt und teilweise gefertigt werden, muss jede einzelne Zelle überprüft und in Betrieb genommen werden, bevor diese im MMC verbaut werden kann.
    Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Inbetriebnahmesystem entwickelt werden, welches ein schnelle und möglichst vollständige Inbetriebnahme der Signalverarbeitung einer Zellplatine ermöglicht.
    Im ersten Schritt erfolgt die Konzeptionierung des Systems basierend auf der vorhandene Signalverarbeitungshardware des Instituts. Im zweiten Schritt soll der mechanische und elektrische Aufbau entworfen und konstruiert werden. Zusätzlich erfolgt die Entwicklung einer Inbetriebnahmesoftware, welche automatisiert die einzelnen Funktionen der MMC-Platine testet.
    Abschließend soll eine Validierung des Inbetriebnahmesystems mit funktions- und nicht-funktionsfähigen MMC Platinen erfolgen.