Der Schlüssel für eine effiziente Nutzung regenerativer Energiequellen sind leistungselektronische Einspeisestromrichter. Um das vorhandene Potenzial regenerativer Energiequellen in immer stärkerem Maße erschließen und ausnutzen zu können, werden einfach skalierbare, effizientere Stromrichter mit hoher Zuverlässigkeit (geringer Komplexität) und zunehmend wachsenden Leistungen für den Betrieb an Mittelspannungsnetzen benötigt. Ziel des Verbundvorhabens war es daher eine neue Stromrichtertopologie für die Einspeisung elektrischer Energie in Versorgungsnetze im Bereich der Mittelspannung zu erforschen. Die neue modulare Multilevel (M2C) Topologie erfüllt die technischen und wirtschaftlichen Anforderungen in besonderem Maße und bietet darüber hinaus die Möglichkeit, den Wirkungsgrad sowie die Leistungsdichte gegenüber bestehenden Lösungen wesentlich zu verbessern. In dem Forschungsvorhaben wurde ein modular aufgebauter Mittelspannungsumrichter konzipiert und praktisch umgesetzt, der erstmalig ohne zusätzliche Netzfilter oder Transformatoren auskommt. Dies ermöglicht einen deutlich höhere niedrigere Umwandlungsverluste und geringeren Materialeinsatz als heute übliche Geräte. Darüber hinaus ermöglicht der modulare Aufbau einen deutlich zuverlässigeren Betrieb, indem defekte Module durch eine innovative Bypass-Technologie überbrückt werden können. Somit lässt sich die Ausfallwahrscheinlichkeit um bis zu einem Faktor 5 vermindern. Durch die erhöhte Verfügbarkeit einer flexibel anpassbaren, in Serie gefertigten und damit preisgünstiger erwerbbaren Stromrichterlösung kann die Attraktivität des Einsatzes von leistungselektronischen Stellgliedern in bisher nicht erreichten Anwendungen deutlich gesteigert werden. Damit könnten in weiteren elektromechanischen Systemen Energieeffizienzsteigerungen durch Anpassung der elektrischen Größen an den Betriebszustand mittels Leistungselektronik erzielt werden.

    The key for an efficient use of regenerative energy sources are power electronic grid infeed converters. To be able to use the available potential of regenerative energy sources in stronger and stronger measure and to be able to use, simply scaleable, more efficient inverters with high reliability (low complexity) are required. Hence, the aim of this research project was to be investigated a new inverter topology for the feed of electric energy in supply grids in the area of the medium voltage. The new modular multilevel (M2C) topology fulfils the technical and economic demands in special measure and, in addition, offers the possibility to improve the efficiency as well as the power density compared with existing solutions substantially. In the research project a modular medium voltage converter was conceived and implemented practically which gets by first without additional grid filters or transformers. This allows clearly lower conversion losses and lower material application than today usual devices. In addition, the modular construction allows a clearly more reliable operation, while defective modules can be bridged by an innovative bypass technology. Therefore the failure likelyhood can be decreased around up to a factor 5.


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    Titel :

    Regelung, Schutz und experimentelle Verifikation der M2C-Topologie. Teilvorhaben. Im Rahmen des Gesamtvorhabens: Mittelspannungsumrichter auf der Basis einer neuartigen Schaltungstopologie (M2C) für die Einspeisung elektrischer Energie in Versorgungsnetze. Abschlussbericht. Projektlaufzeit: 01.05.2010 bis 30.04.2013


    Beteiligte:
    Sahan, Benjamin (Autor:in) / Hiller, Marc (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2013


    Format / Umfang :

    33 Seiten, Bilder


    Medientyp :

    Report


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch