Modellierung & Simulation von DC Grids
In diesem Forschungsvorhaben werden gleichstrombasierte Stromschienen für die effiziente Energieübertragung in Fertigungsstraßen erforscht. Wesentliche Innovationen sind dabei die massive Einsparung von Kupfer durch Gleichstromübertragung, Verwendung einer zentralen DC-Einspeisung mit Fehlerabschaltung und resultierender Baugrößenreduzierung der Umrichter durch geregelte Gleichspannung. Durch den Einsatz von intelligenten Energiespeichern können Lastspitzen abgefangen und das System stabilisiert werden. Durch den Einsatz der verteilten Kapazitäten in Systemen können dynamische Lasten wie Elektrohängebahnen einfacher konstruiert werden. Die jeweilige Zwischenkreiskapazität für den Umrichter wird dann an der Leitung bereitgestellt.
Durch die verteilten Pufferkapazitäten im DC Grid verändert sich wesentlich das Verhalten der Leitung. Zu einem reduziert sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit entlang der Leitung und muss als Transmission Line angesehen werden. Ein solches System stellt eine neuartige Topologie dar und deshalb müssen wesentliche Stabilitätsanalysen durchgeführt werden. Desweiterem muss eine einfache und robuste Reglung aller Teilnehmer, namentlich Einspeiser, intelligente Energiespeicher und die Lasten, implementiert werden. Auf einen weiteren Kommunikationsbus soll verzichtet werden um die oben genannten Ressourceneinsparungen zu erhöhen. Die Regelung basiert auf einer Droop-Curve bei der die Bus Spannung als Regelgröße gilt. Wenn die Spannung abfällt detektieren die einzelnen Teilnehmer den Abfall und stellen einen entsprechenden Strom. Jede Einheit hat eine charakteristische auf die Aufgabe angepasst Kennlinie. Anhand der Charakterisierung des Systems können dann Geräte wie der intelligente Energiespeicher oder auch das Einspeisegerät optimiert werden.
- Charakterisierung von DC Grids im industriellen Umfeld
- Stabilitätsanalysen von DC Grids
- Gesamtsystemsimulationen und Auslegung von Reglern
- Untersuchung über das Wellenverhalten von Systemen mit verteilen Kapazitäten
Kontakt
Publikationen
Lenzen, P.; Pilgrim, K.; Pfost, M.: DC Conductor Rail with Distributed DC Link Capacitors, IEEE Fourth International Conference on DC Microgrids (ICDCM2021), Arlington (virtuell), VA, USA, 07.2021, DOI: 10.1109/ICDCM50975.2021.9504672