M. Sc. Dominik Schulz

M. Sc. Nikolas Menger

Felix Pfeffer

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.

In Vorgängerarbeiten werden dabei bereits Interaktionen einzelner Umrichter untersucht sowie mögliche Verfahren zum Betrieb von parallelen Einspeisern betrachtet.

Darauf aufbauend soll in den kommenden Monaten ein institutseigenes Niederspannungs-DC-Netz aufgebaut werden, um darin alle relevanten Szenarien und Effekte unter realen Bedingungen zu untersuchen. Im Rahmen dieser Masterarbeit soll bereits vorhandene Hardware erstmals zu einem DC-Netzverbund zusammengeschlossen und koordiniert betrieben werden.

Aufgabenstellung

Zunächst erfolgen die Einarbeitung und Literaturrecherche zu vorhandenen Methoden zur Betriebsführung eines DC-Netzes mit mehreren parallelen Einspeisern im spannungsgeregelten Betrieb. Teil dieser Recherche sind auch die für die Verfahren jeweils benötigten Kommunikationsanforderungen. Im Anschluss können die ausgewählten Methoden simulativ untersucht und auf ihre Eignung für das zu betreibende DC-Netz geprüft werden. Den weiteren Teil der Arbeit bilden der Aufbau und der Betrieb eines DC-Inselnetzes mit am Institut bereits vorhandener Hardware. In diesem DC-Netz sollen die zuvor simulativ betrachteten und nun implementierten Betriebskonzepte im realen Betrieb validiert und untersucht werden.

Als optionales Arbeitspaket kann abschließend noch das Verhalten und mögliche Reaktionen des DC-Netzes in Grenzfällen betrachtet werden, z.B. im Falle einer Überlast der Einspeiser.