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Converter-Dominated Grids: Control and Protection Concepts for Ancillary Services of the Future

Beyrodt, Julian und Lotz, Marc-René und Tegtmeier, Tim und Behrends, Holger und Maydell, Karsten und Kurrat, Michael und Könemund, Martin (2025) Converter-Dominated Grids: Control and Protection Concepts for Ancillary Services of the Future. In: ETG-Kongress 2025: Voller Energie - heute und morgen, 176, Seiten 844-851. VDE Verlag GmbH. ETG Kongress 2025, 2025-05-21 - 2025-05-22, Kassel, Deutschland. ISBN 978-3-8007-6494-5.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
769kB

Offizielle URL: https://www.vde-verlag.de/buecher/456494/etg-fb-176-etg-kongress-2025.html

Kurzfassung

Because of the change in the future energy system to a more decentralised bidirectional power flow, the power system gets more complex. To ensure a reliable and safe electrical grid in future power systems, ancillary services (AS) have to be provided by decentralized distributed energy resources. Current controls and protection systems have to be adjusted. The first focus is on the provision of AS in the future energy system. Two Services will be specified, the voltage and the frequency stability. Different algorithms will be presented and validated. In the low voltage level a reinforcement learning controller is developed to provide voltage stability from the grid connection point of the inverter. For the frequency stability different controllers are developed. For the control power a two staged controller will provide active power to ensure a stable frequency. Due to the decreasing inertia caused by the reduction of synchronous generators, a grid-forming inverter was developed. This control concepts, based on a virtual synchronous generator, enables the inverter to provide inertia. The various controllers were tested in both software and hardware. After that, the second focus lies on analysing the performance of conventional protection systems in converter�dominated grids. It will be shown that especially distance protection systems are negatively influenced by intermediate infeed. Then, it will be evaluated how the converters contribute to AS provision during faults. Next, new developments of both protection systems and converter controls will be shown. It will be stated that the converter can play an active role in the protection system environment to support the functionality of conventional protection systems. Finally, a methodology together with a testbed will be presented for experimental validation of both the findings and developed concepts with a simplified and laboratory-scale testbed of a medium-voltage grid.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/216078/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Zusätzliche Informationen:EFZN - Leitprojekt
Titel:Converter-Dominated Grids: Control and Protection Concepts for Ancillary Services of the Future
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Beyrodt, JulianJulian.Beyrodt (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lotz, Marc-RenéTechnische Universität Braunschweig, elenia Institute for High Voltage Technology and Power SystemsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tegtmeier, TimTim.Tegtmeier (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Behrends, HolgerHolger.Behrends (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Maydell, KarstenKarsten.Maydell (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kurrat, MichaelTechnische Universität Braunschweig, elenia Institute for High Voltage Technology and Power SystemsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Könemund, MartinOstfalia - University of Applied Science, Institute of Electrical Systems and Automation TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2025
Erschienen in:ETG-Kongress 2025: Voller Energie - heute und morgen
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:176
Seitenbereich:Seiten 844-851
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTVDE - Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:VDE Verlag GmbH
Name der Reihe:ETG-Fachberichte
ISBN:978-3-8007-6494-5
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Converter, Ancillary services, control, protection
Veranstaltungstitel:ETG Kongress 2025
Veranstaltungsort:Kassel, Deutschland
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:21 Mai 2025
Veranstaltungsende:22 Mai 2025
Veranstalter :VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Energiesystemdesign
HGF - Programmthema:Digitalisierung und Systemtechnologie
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SY - Energiesystemtechnologie und -analyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Energiesystemtechnologie
Standort: Oldenburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Vernetzte Energiesysteme > Energiesystemtechnologie
Hinterlegt von: Beyrodt, Julian
Hinterlegt am:10 Nov 2025 10:14
Letzte Änderung:10 Nov 2025 10:14

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