Dominik Schulz

Leonard Geier

Zeineb Chebbi

Motivation

Am Elektrotechnischen Institut (ETI) wird zurzeit ein eigenständiges Inselnetz zur Untersuchung zukünftiger leistungselektronischer Netze und deren Regelung neu aufgebaut. Dabei sollen alle für den Netzbetrieb notwendigen Aufgaben wie etwa die Spannungsregelung und Leistungsaufnahme von Umrichtern übernommen werden, um so beispielhaft ein Stromnetz mit rein erneuerbarer Erzeugung und intelligenten Lasten nachzubilden. Für den Aufbau des Inselnetzes werden mehrere gleichartige Umrichtersysteme mit Leistungen bis zu 30 kW verwendet, welche in einer vorausgehenden Arbeit bereits in Betrieb genommen wurden. In vorangegangenen Arbeiten wurden ebenfalls bereits netzbildende Regelungen implementiert und getestet. Darauf aufbauend soll in dieser Arbeit untersucht werden, inwiefern das Prinzip der modellprädiktiven Regelung für die netzbildende Regelung Vorteile bietet.

Aufgabenstellung

Ziele dieser Arbeit sind die Untersuchung, Auslegung und Erprobung einer modellprädiktiven Regelung für netzbildende Stromrichter. Zu Beginn soll eine Literaturrecherche zu den relevanten Themen und eine Einarbeitung in die vorhandenen Regelungskonzepte und Prüfstände erfolgen. Teil der Recherche ist die Abschätzung möglicher Vor- und Nachteile der modellprädiktiven Regelung im Vergleich zu den bestehenden Verfahren. Anschließend sollen Varianten der modellprädiktiven Regelung verglichen werden und der Nutzen für eine netzbildende Regelung untersucht werden. Hierbei ist auch zu klären, welche Bestandteile der Regelung durch eine modellprädiktive Optimierung übernommen werden. Die so ausgewählten Regelungskonzepte werden dann detailliert ausgelegt, implementiert und simulativ untersucht. Neben dem Sicherstellen der gewünschten Funktionsweise können so auch die zuvor formulierten Vorteile überprüft werden. Zuletzt soll die entwickelte modellprädiktive Regelung auf der am ETI verwendeten Hardware implementiert werden und das simulierte Verhalten dadurch experimentell validiert werden.