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Aufbau eines Power-Hardware-in-the-Loop Teststandes zur Untersuchung von Energienetzen

Tätigkeitsbeschreibung
Die zukünftige Versorgung elektrischer Netze wird geprägt sein durch eine stark zunehmende Integration regenerativer Energieerzeugung, wie z.B. Windkraftanlagen und Photovoltaik. Dies erfordert unter Anderem einen Netzausbau in allen Spannungsebenen und den Einsatz von Energiespeichern und neuen Technologien, wie z.B. regelbaren Ortsnetztransformatoren in Niederspannungsnetzen.
Bisher wird zukünftiger Netzausbau in simulierten Netzmodellen geplant und neue Technologien in aufwendigen Leistungs- und Feldtests schrittweise eingeführt. Eine Untersuchung des stationären und transienten Verhaltens neuer Betriebsmittel in Energienetzen ist daher zunächst nur durch geeignete Simulationsmodelle möglich. Mit dem Einsatz von Power-Hardware-in-the-Loop (PHIL) Testständen in Verbindung mit Echtzeitsimulation ist es möglich Hardware in eine Simulationsumgebung zu integrieren und das Verhalten direkt zu untersuchen. Einige am ITEP entwickelte Technologiedemonstratoren wurden bereits erfolgreich in einem PHIL Teststand am Centre of Advanced Power Systems (CAPS) in den USA getestet.
Das wesentliche Ziel dieser Arbeit ist es nun einen Power-Hardware-in-the-Loop Teststand mit einer Leistung zwischen 1-20 kW aufzubauen und zu untersuchen, inwieweit sich typisches Netzverhalten an skalierten Netzmodellen untersuchen lässt.

Im Einzelnen sind folgende Punkte zu bearbeiten:

  • Auswahl und Spezifikation der wesentlichen Komponenten wie Verstärker, I/O Hardware, Software, Messwerterfassung.
  • Aufbau und Inbetriebnahme des PHIL Teststandes.
  • Testmessungen an geeigneten Netzkonfigurationen.
  • Vergleich der Messungen mit Netzberechnungen.
  • In der schriftlichen Ausarbeitung ist auf eine übersichtliche Darstellung und Bewertung der Ergebnisse zu achten.

Für die Netzberechnungen ist das Programm PowerFactory zu verwenden. Alle Ergebnisse sind geeignet zu dokumentieren.