Entwicklung eines Betriebsführungskonzepts für ein Niederspannungs-DC-Netz

  • Motivation

    Das Stromnetz ist derzeit fast ausschließlich als 50Hz-Wechselstromnetz ausgeführt, in dem Transformatoren die unterschiedlichen Netzebenen miteinander verbinden. Durch die Energie- und Verkehrswende nimmt mit dem Zubau von Photovoltaik, Windenergie und Elektrofahrzeug-Ladestationen der Anteil an Gleichspannungs-Erzeugern und -Verbrauchern zu. Am ETI wird daher an Umrichtern für zukünftige DC-Netze und hybride AC/DC-Netze geforscht. Eine besondere Rolle spielt dabei die Betriebsführung und Netzregelung der zukünftigen DC-Netze. Neben dem stabilen Betrieb des Netzes unter Normalbedingungen und im Fehlerfall muss auch eine Aufteilung der benötigten Leistung auf mehrere Energieerzeuger und Speicherelemente gewährleistet sein.

    Im Rahmen dieser Masterarbeit soll ein Betriebführungskonzept für ein umrichtergespeistes DC-Netz entwickelt und mithilfe eines DC-Microgrids validiert werden.

    Aufgabenstellung

    • Einarbeitung in Betriebsführungskonzepte von lokalen und ausgedehnten DC-Netzen
    • Betrachtung von zentralen und dezentralen Ansätzen, die für ein umrichtergespeistes DC-Microgrid anwendbar sind
    • Ergänzung der Simulation durch hardwarenahe Simulationen, um die analytischen Aussagen aus der Literatur zu validieren
    • Untersuchung der Stabilität des DC-Netzes in verschiedenen Zeitbereichen
    • Aufbau eines Niederspannungs-DC-Netzes auf der Basis von bereits bestehenden Umrichtersystemen
    • Validierung von einem oder mehreren Betriebskonzepten mit dem aufgebauten DC-Netzverbund