Entwurf und Implementierung eines neuartigen „Multi-multi-level“ Betriebsmodus für einen Solid State Transformer 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 soll im Rahmen dieser Masterarbeit ein neuartiger Multilevel Betrieb entworfen, implementiert und anhand von Simulationen und Messungen an einem Demonstrator validiert werden.

     

    Aufgabenstellung

    - Einarbeitung in die Funktionsweise von modularen Multilevel Umrichtern

    - Weiterentwicklung der Simulationsumgebung und Entwurf des neuen Betriebsmodus

    - Simulative Untersuchung und Optimierung des Betriebsmodus

    - Experimentelle Untersuchung am Niederspannungsdemonstrator