Implementierung einer netzbildenden Wechselrichterregelung in einem Simulink EMT-Modell und simulative Validierung des Verhaltens

Abstract

Durch die zunehmende Integration regenerativer Energiequellen in das elektrische Energiesystem durch Wechselrichter sinkt die relative Leistung synchron gekoppelter Schwungmassen, wodurch die Trägheit des Systems reduziert und die Stabilität gefährdet wird. Daher liegt derzeit ein großes Augenmerk auf Netzbildenden Wechselrichtern und deren möglicher Beitrag zur Systemstabilität. Diese Bachelorarbeit hat zum Ziel ein Simulationsmodell eines Netzbildenden Wechselrichter zu erstellen und zu validieren. Dabei dient ein reales System der Firma imperix als Grundlage. Die netzbildenden Eigenschaften erhält der WR durch eine entsprechende Regelung. Diese wird daher durch eine Literaturrecherche erschlossen und in Simulink modelliert. Ein besonderer Fokus liegt auf der Leistungs-Synchronisierung und Nachbildung synchron gekoppelter Schwungmasse als grundlegende Wirkprinzipien netzbildender Regelungen. Außerdem wird ein Überblick der aktuell verbreitetsten Konzepte dieser Regelungen gegeben und es werden Gemeinsamkeiten herausgearbeitet. In Simulink wird ebenfalls ein EMT-Modell des modularen Wechselrichters entwickelt und mit der Regelung verknüpft. Das Simulationsmodell wird durch eine variable Last komplimentiert und ermöglicht eine simulative Validierung des Netzbildenden Wechselrichters. Simulationen belegen, dass der WR das erstrebte Verhalten aufweist.