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Kurzfassung

Stabile Netzspannung aus netzgekoppelten Umrichtersystemen

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Hintergrund

Die Erzeugung elektrischer Energie durch regenerative Quellen wie Solaranlagen und Windkraftanlagen nimmt einen stetig wachsenden Anteil im Energiemix ein. Der Ausbau regenerativer Erzeugungsanlagen sowie der damit einhergehende sukzessive Rückbau konventioneller Großkraftwerke wie Atom- und Kohlekraftwerke wirken sich auf die Systemeigenschaften des elektrischen Energieversorgungsnetzes aus. Dadurch wird es zwingend erforderlich, dass zukünftig auch umrichterbasierte Anlagen zur Stabilisierung der Netzspannung beitragen.

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Bilder & Videos

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Lösung

Die Hochschule Düsseldorf hat zur Netzstabilisierung ein Regelungsverfahren für Wechselrichter erfunden, die u.a. in Windkraft- und Photovoltaikanlagen eingesetzt werden. Dazu wird eine interne Synchronisationsspannung erzeugt, an der sich die Regelung des Wechselrichters orientiert und die eigentliche Netzspannung wird gemessen. Weichen diese beiden Spannungen voneinander ab, wird die Synchronisationsspannung der gemessenen Netzspannung mit einer parametrierbaren Trägheit/Dynamik angenähert. Der Vorteil: Die Regelung basiert auf einer unverzerrten Synchronisationsspannung, die dynamisch von der Netzspannung und somit Netzzustandsänderungen entkoppelt ist. Über die eingestellte Trägheit/Dynamik der Synchronisierung stellt der Wechselrichter inhärent Augenblicksleistung zur Verfügung und stabilisiert damit das Netz.

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Vorteile

• softwarebasierte Regelung
• gute Integrationsfähigkeit
• kostengünstig
• breites Anwendungsfeld
• skalierbar

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Anwendungsbereiche

Die Erfindung kann grundsätzlich bei allen netzgekoppelten Umrichtersystemen zur Anwendung kommen und ist damit für die jeweiligen Hersteller und Betreiber interessant. Bei einem Einsatz in Windkraft- und Photovoltaikanlagen sowie Batteriespeichersystemen und STATCOM-Anlagen können somit zukünftige Netzanschlussrichtlinien und die daraus folgenden Anforderungen an ein spannungsstabilisierendes Umrichter­verhalten kostengünstig erfüllt werden.

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Service

Durch Funktionstests in EMT-Simulationen wurde die Funktionalität dieser Erfindung sowie die softwarebasierte Umsetzbarkeit für reale Umrichtersysteme nachgewiesen. Eine deutsche Patentanmeldung wurde beim DPMA eingereicht. Im Namen der Hochschule Düsseldorf bieten wir interessierten Unternehmen die Möglichkeit der Lizenzierung und der gemeinsamen Weiter­entwicklung der Technologie mit den Erfindern aus der Hochschule Düsseldorf an.