Konzeption und Entwurf Integrierter Regelungen Fur Modulare Multilevel Umrichter / Philipp Munch.

Format:

Book

Author/Creator:

Munch, Philipp, author.

Series:

Forschungsberichte aus dem Lehrstuhl für Regelungssysteme

Language:

German

Subjects (All):

Energy storage.

Electric power systems.

Physical Description:

1 online resource (xx, 161 pages) : illustrations

Edition:

1st ed.

Place of Publication:

Berlin : Logos-Verl, 2011.

Summary:

Long description: In der Energietechnik wächst die Verwendung von Umrichtern durch den Einsatz regenerativer Energien. Besonders Photovoltaik- und Windkraftanlagen benötigen Umrichter zur Einspeisung von elektrischer Energie in das Versorgungsnetz. Die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) gewinnt dabei zunehmend an Bedeutung. In dieser Dissertation werden Strategien und Verfahren zur Regelung von Modularen Multilevel Umrichtern (MMC) am Beispiel der HGÜ vorgestellt. Die gezeigten Methoden werden verstärkt aus regelungstechnischer Sicht entwickelt und erläutert. Diese Sichtweise stellt eine weitgehend neuartige Herangehensweise für eine Aufgabe dar, welche heutzutage meist mit gängigen Methoden aus der Energietechnik gelöst wird. Es wird eine erweiterte Mehrgrößenregelstrategie für MMCs vorgeschlagen, die im Vergleich zu bisherigen Technologien die erhöhte Anzahl an Regelungszielen berücksichtigt und den höheren Freiheitsgrad eines MMC-Systems einbezieht. Hierzu werden Zustandsraummodelle und Reglerentwurfsverfahren entwickelt und die praxisrelevanten Themen Stell- und Messtotzeiten, stationäre Genauigkeit, Regelung von Mit-, Gegen-, und Nullsystemströmen und unerwünschte harmonischer Oberschwingungen untersucht. Zur besseren Vorstellung des gesamten Systemverhaltens werden Simulationen von Netzfehlerfällen gezeigt, welche die Effektivität und Effizienz der entwickelten Verfahren zeigen.

Contents:

Intro

1 Einleitung

1.1 Einführung

1.2 Selbstgeführte Umrichter in HGU-Anwendungen

1.3 Multilevel Umrichter für HGU-Anwendungen

1.4 Mehrgrößenregelverfahren in leistungselektronischen Systemen

1.5 Stand der Wissenschaft und Forschung

1.6 Ziele dieser Dissertation

1.7 Publikationen und Patentanmeldungen

2 Grundlagen Modularer Multilevel Umrichter

2.1 Multileveltopologien im Überblick

2.2 Aufbau des Modularen Multilevel Umrichters nach Marquardt

2.3 Klassifizierung Modularer Multilevel Umrichter

2.4 Anforderung an die Regelung von Modularen Multilevel Umrichtern

3 Mathematische Modellierung des Modularen Multilevel Umrichters

3.1 Modellierung der Phasenmodule als steuerbare Spannungsquellen

3.2 Netzwerkanalyse anhand des Ersatzschaltbildes

3.3 Lineares Zustandsraummodell des MMC

3.4 Modellierung von Totzeiten

3.5 Modellierung des MMC als bilineares System

3.6 Modellierung des MMC als bilineares periodisch-zeitvariantes System

4 Entwurf und Anwendung von Mehrgrößenregelungsverfahren

4.1 Zustandsreglerentwurf für lineare Systeme

4.2 Zustandsreglerentwurf zur Stromregelung des MMC

4.3 Beobachterentwurf

4.4 Reglerentwurf für bilineare Systeme

4.5 Reglerentwurf zur Strom- und Energieregelung des MMC

4.6 Reglerentwurf für periodisch-zeitvariante Systeme

4.7 Reglerentwurf zur Stromregelung, Energieregelung und -balancierung

5 Erweiterter Beobachter zur aktiven Störungskompensation

5.1 Frequenzselektive Regelung als Stand der Technik

5.3 Erweitung von Zustandsmodellen um Störsignale

5.4 Regelkreisstruktur und Entwurf des erweiterten Beobachters

5.5 Simulationsbeispiele

6 Vergleich und Einordnung der Konzepte und Verfahren

6.1 Kaskadierte Regelung

6.2 Mehrgrößenstromregelung

6.3 Bilineare Strom- und Energieregelung

6.4 Periodische Regelung.

6.5 Funktionalität und Komplexität der Verfahren

7 Zusammenfassung und Ausblick

A Transformationen

B Verfahren zur Ansteuerung der Phasenmodule

C Bestimmung der Gleichanteile der Kondensatorsummenspannungen

D Simulationen.

Notes:

Description based on print version record.

PublicationDate: 20110816

ISBN:

3-8325-9827-8