M.Sc. Niklas Katzenburg,

M.Sc. Lars Leister

B.Sc. Jonas Sutter

Motivation

Am ETI wird zur Speicherung von erneuerbaren Energien ein Modularer Multilevel-Umrichter (MMC) mit integrierten Batteriemodulen untersucht. Bei einem klassischen MMC sind alle Submodule sowie die Spannung der darin enthaltenen Kondensatoren nahezu identisch. Dies ist für einen MMC mit verschiedenen Arten integrierter Batteriemodule nicht der Fall, sodass sich die Verluste der einzelnen Leistungselektronik- und Batteriemodule je nach Zustand des Batteriemoduls unterscheiden. Deshalb sollen die betriebspunktabhängigen Verluste bei der Modulauswahl berücksichtigt werden.

Aufgabenstellung

In dieser Arbeit soll ein Modulauswahlalgorithmus zur Spannungsbildung eines Zweigs entwickelt werden, der die Verluste der Leistungselektronik- und Batteriemodule berücksichtigt. Dazu sind folgende Schritte durchzuführen:

• Literaturrecherche bezüglich bestehender Modulauswahlalgorithmen und der Verlustmechanismen in Batterien
• Simulative Bestimmung der arbeitspunktabhängigen Verluste eines Batteriemoduls und Kombination mit dem Verlustkennfeld eines Leistungselektronikmoduls
• Entwicklung und Simulation eines Modulauswahlalgorithmus unter Berücksichtigung der Verluste der einzelnen Leistungselektronik- und Batteriemodule sowie des Ladungsausgleichs zwischen den Batteriemodulen
• Implementierung des Algorithmus auf der Signalverarbeitung des Prototypen-MMC
• Durchführung und Auswertung mehrkanaliger Effizienzmessungen zur Verifikation des entwickelten Algorithmus