M.Sc. Christina Bischoff

M.Sc. Georg Zieglmaier

offen

Motivation:

Im Rahmen des Ausbaus der regenerativen Energieerzeugung stoßen die vorhandenen Strukturen im Verteilnetz zunehmend an Ihre Grenzen. Daher werden sich die Verteilnetze auf allen Spannungsebenen mittel- und langfristig hin zu von Leistungselektronik dominierten und zunehmend gekoppelten bzw. vermaschten Netzen mit dezentraler Erzeugung und Speicherung von Energie und bidirektionalem Leistungsflüssen entwickeln.

Ein erster Schritt in diese Richtung ist die Kopplung von zwei Mittelspannungsnetzen (Nennspannung 20 kV) mit einer DC-Übertragungsstrecke. Während dies in der Hochspannung bereits Stand der Technik ist (HVDC), existieren für die Mittelspannung erst sehr wenige Studien auf diesem Gebiet.

Die Arbeit orientiert sich an konkreten Anwendungsfällen und findet in Zusammenarbeit mit den Stadtwerken Schwäbisch Hall als Anwender, Hitachi Energy als Hersteller von MV-Stromrichtern und dem ETI (Prof. Hiller) als Partner für die Leistungselektronik statt. Die Arbeit wird von den Stadtwerken Schwäbisch Hall und dem ETI betreut und findet sowohl in Schwäbisch Hall als auch am KIT statt.

Aufgabenstellung:

Für die Anwendung als Netzkupplung im Leistungsbereich 10-20 MVA sollen geeignete Stromrichtersysteme identifiziert und anhand verschiedener Kriterien bewertet werden:

- Arbeitsbereiche (P/Q-Diagramme) für die Anbindung von Windparks und großen PV-Anlagen, sowie den Lastausgleich zwischen Umspannwerken,

- Spannungsstabilität, Blindleistungsregelung,

- Aktive Filterung von Oberschwingungen,

- Kurzschlussleistung im Fehlerfall,

- Erdschlussverhalten bei entsprechender Netztopologie.

Die notwendigen Berechnungen und Simulationen erfolgen mit MATLAB/Simulink. Zum Abschluss sollen die erarbeiteten Lösungen wirtschaftlich bewertet und auch mit Methoden des klassischen Netzausbaus verglichen werden.