Entwurf von optimierten Betriebsstrategien für einen Solid State Transformator für eine AC-DC-Netzkupplung

  • Motivation:

    Das europäische Verbundnetz (ENTSO-E) ist derzeit fast ausschließlich als 50 Hz-Wechselstromnetz ausgeführt. Transformatoren verbinden die unterschiedlichen Netzebenen miteinander. Durch die Energie- und Verkehrswende nimmt durch den 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. Zur Kopplung unterschiedlicher Netzebenen und Netzarten sind Solid-State-Transformatoren (SST) notwendig, die neben der Wandlung der Spannung auch die galvanische Trennung der Netzebenen realisieren.

    Am ETI wird derzeit ein skalierter SST zur Kopplung eines 750 V‑DC‑Netzes mit dem 400 V-AC‑Netz entwickelt. Für den Betrieb des SST sollen im Rahmen dieser Masterarbeit verschiedene Optimierungsstrategien sowohl simulativ entworfen als auch anhand des bestehenden Aufbaus getestet und miteinander verglichen werden. Dabei sollen die zur Verfügung stehenden Freiheitsgrade ermittelt und vorteilhaft bezüglich eines verlustminimalen oder netzdienlichen Betriebs verwendet werden.

     

    Aufgabenstellung:

    - Einarbeitung in die Funktionsweise von DAB und SST

    - Festlegung von Kriterien und Entwurf von Funktionen für die Optimierung

    - Simulative Untersuchung der optimierten Betriebsstrategien

    - Vermessung des Effizienzkennlinienfeldes einer DAB-Zelle

    - Vermessung des SST mit implementierter Optimierung