MA – Funktionserweiterung dezentrales Netzspannungsregelungsverfahren für LVDC-Netze

Funktionserweiterung eines dezentralen Netzspannungsregelungsverfahrens für LVDC-Netze durch eine Kommunikationsinfrastruktur basierend auf Profinet

Durch die zunehmende Durchdringung von elektrischen Antriebssystemen mit Leistungselektronik gelangen Niederspannungs-DC-Verteilnetze zunehmend in den wissenschaftlichen und industriellen Fokus. Sie ermöglichen durch Kopplung der Zwischenkreise von Frequenzumrichtern weitere Effizienzsteigerungen und Komponenteneinsparungen. Des Weiteren wird die Parallelschaltung von AC/DC-Einspeisesystemen und die Einbindung lokaler regenerativer Energieerzeugungsanlagen sowie von Speichersystemen durch die Verwendung eines gemeinsamen Gleichspannungsbusses erleichtert.

Hinsichtlich der Netzregelung für LVDC-Verteilnetze zeichnet sich in den letzten Jahren eine Dominanz dezentraler regelkennlinienbasierter Verfahren ab, welche das Spannungsniveau an den Klemmen eines Quellenwandlers verwenden, um dessen Einspeisung einzustellen und damit die Priorisierung unterschiedlicher Quellen in einem Verteilsystem zu definieren. Diese Verfahren zeichnen sich durch einfache Planbarkeit und Implementierung aus, außerdem erfordern sie keine kostenintensive und aufwendige Echtzeit-Kommunikationsinfrastruktur.

Eine zusätzliche Kommunikationsinfrastruktur kann für die beschriebenen Verfahren dennoch vorteilhaft sein zur Optimierung des Energieflusses über die Manipulation von Regelkennlinien und zum Ausgleichen des Einflusses von Spannungsabfällen entlang langer Leitungen, welche die Lastaufteilung über die Regelkennlinien verzerren. Im Rahmen dieser Arbeit soll deshalb eine Kommunikationsinfrastruktur, basierend auf dem Profinet-Protokoll, implementiert und experimentell am LVDC-Verteilnetzdemonstrator des Fraunhofer IISB evaluiert werden. Dabei soll insbesondere der Einfluss von Verzögerungen in der Datenübermittlung und -verarbeitung sowie das Verhalten des Systems bei Störungen oder Wegfall des Kommunikationspfads wissenschaftlich untersucht werden.

Bearbeiterin: reserviert für Marion Dafner

Betreuer: Leopold Ott (Fraunhofer IISB) – Telefon: 09131-761363; Email: Leopold.Ott@iisb.fraunhofer.de;

Julian Körner (Fraunhofer IISB) – Telefon: 09131-761120; Email: Julian.Koerner@iisb.fraunhofer.de

Für Studienfächer: EEI, Energietechnik

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März