EL520: Netzintegration regenerativer Energiesysteme

Die Studierende verstehen technische Herausforderungen, die im Zuge der Energiewende für das elektrische Energiesystem entstehen.

Die Studierenden verstehen die Notwendigkeit von Systemdienstleistungen, warum und wie diese künftig von umrichterbasierten Systemen bereitgestellt werden können.

Sie kennen die grundsätzliche Funktionsweise von Netzwechselrichtern auf der Basis von Solar- und Windenergie, die künftig einen steigenden Anteil des Energiebedarfes decken. Sie beherrschen typische Schaltungsvarianten inklusive deren Auslegung und die wesentlichen Komponenten und Methoden, die für die Regelung der Wechselrichter notwendig sind.

Sie verstehen, wie sich die Netzintegration von Regenerativen Erzeugungseinheiten mittels Wechselrichtern modellieren und mit entsprechender Software simulieren lässt.

Viele Herausforderungen im Energiesystem werden im Rahmen der Vorlesung mittels mathematischer Beschreibungen erarbeitet, die sich auf andere Fragestellungen übertragen lassen. Kompexe Zusammenhänge werden durch teils vorgegebene Simulationsmodelle projeziert, und beantwortet, 

Die Vorlesung bietet ausreichend Zeit zur Diskussion aktueller Herausforderungen im Themenfeld der Energiewende, hierbei wird die problemorientierte Kommunikationsfähigkeit im technischen Umfeld gestärkt.

In der Vorlesung Netzintegration regenerative Energiesysteme werden wesentliche Elemente der “Energiewende” erarbeitet, und deren relevanz im Energiesyteme eingeordnet.

Grundlagen

• Herausforderungen der Energiewende - Aufbau des Energiesystems, Residuallastverlauf, Spannungsproblematik usw.
• Anforderungen an zukünftige Erzeugungssysteme, z.B. Systemdienstleistungen, Netzanschlussbedingungen,
• Wechselrichter als wesentlichen Komplungselement - Grundlegende Umrichter Schaltungen, Grundlegende Schaltmuster, weitere Komponenten: Filter/Zwischenkreis
• Umrichter Auslegung, netzseitige Regelung, PLL, Clark/Park-Transformation

Anwendung der obigen Erkenntnisse auf

• PV-Systeme
• Windenergiesysteme

Anwendung (Beispiele) der Erkenntnisse durch Modellierung von Wechselrichter-Teilkomponenten, z.B. mittels Software PLECS.

Grundlegende Energietechnik-Kenntnisse sind von Vorteil.

• Jenni, Felix, Wüest, Dieter: “Steuerverfahren für selbstgeführte Stromrichter”, online verfügbar
• Balduino Rabelo “Optimal Reactive Power Sharing with the Doubly-Fed Induction Generators in Wind Turbines”, Dissertation, TU Chemnitz, 2008
• Heinrich Häberlin, “Photovoltaik”, 2te Auflage, VDE Verlag, 2010, ISBN 978-3-8007—3205-0
• Adolf J.Schwab, “Elektroenergiesysteme: Erzeugung, Transport, Übertraung und Verteilung elektrischer Energie”, 3te Auflage, Springer Verlag, 2011, ISBN 978-3642219573