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Projekte

Beeinflussungen eines hybriden Netzbetriebes von AC- und DC-Netzen auf die Schutztechnik

Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Johann Jäger, Prof. Dr.-Ing. Matthias Luther
Beteiligte: Dipl.-Ing. Christian Romeis
Förderer: Bayerisches Staatsministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst
Mitwirkende
Institutionen:
TransnetBW GmbH
Stichwörter: Hybrides Netz, Schutztechnik, Feld-Kopplung, Netz-Kopplung, Umrichter-Technologien, HGÜ-Übertragung, Schutzzonen
Laufzeit: 1.9.2013 – 31.8.2016
Inhalt und Ziele: Der Netzentwicklungsplan 2013 hat vier Trassen für den Ausbau des deutschen Energieversorgungsnetzes mit Hilfe von Hochspannungsgleichstromübertragung festgelegt. Dies stellt insbesondere die Netzführung sowie den Netzschutz vor neue Herausforderungen. Der konventionelle Schutz des Wechselstromnetzes darf nicht negativ durch den hybriden Netzbetrieb gestört werden. Daher sollen innerhalb dieser Forschungsarbeit die möglichen Beeinflussungen des Schutzsystems durch die Feld- und Netz-Kopplung des Wechsel- und Gleichstromnetzes untersucht werden. Eine Feld-Kopplung kann insbesondere durch die Realisierung der Trassenführung der beiden Systeme auf einem Mast möglich werden. Zudem ist die entsprechende Umrichtertechnologie auf ihre Beeinflussung des Wechselstromsystems hin zu betrachten.
Kontakt: Jäger, Johann
Telefon +49 9131 85 29513, Fax +49 9131 85 29541, E-Mail: johann.jaeger@fau.de

Energiesystemanalyse Bayern

Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Matthias Luther
Beteiligte: Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.Ing. Gaby Seifert
Förderer: Bayern Innovativ GmbH
Stichwörter: Modellierung elektrischer Netze, Energiesystem, Netzstruktur, Netzengpass, Netzmodell, Systemanalyse, Optimierung
Laufzeit: 1.11.2012 – 1.11.2013
Inhalt und Ziele: Unter Federführung des Bayerischen Clusters Energietechnik wird an der FAU in Kooperation der drei Lehrstühle „Lehrstuhl für Informatik7“, „Lehrstuhl für Wirtschaftsmathematik“ und „Lehrstuhl für Elektrische Energiesysteme“ ein Energiesystemmodell für Bayern entwickelt, das die wesentlichen Bausteine der Stromerzeugung aus planbaren und fluktuierenden Energiequellen unter Berücksichtigung des Ausbaus der erneuerbarer Energien gemäß dem „Bayerischen Energiekonzept“ miteinander verknüpft. Das System besteht aus drei Modulen: Simulations-, Optimierungs- und Netzmodell.
Ziel des Forschungsvorhabens bezüglich des Netzmodells ist eine realitätsnahe Abbildung des bayerischen elektrischen Energiesystems und darauf aufbauend die Analyse der existierenden und zukünftig dezentralen Versorgungsstrukturen unter Berücksichtigung aktuell bekannter Planungen zu Kraftwerksneubauten und –stilllegungen, sowie des Netzausbaus.
Kontakt: Seifert, Gaby
Telefon +49 9131 85 67545, Fax +49 9131 85 67555, E-Mail: gaby.seifert@fau.de

Entwicklung einer neuartigen synthetischen Prüfschaltung von Hochleistungshalbleiterbauelementen

Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Matthias Luther
Beteiligte: Dipl.-Ing. Christoph Hahn, Anatoli Semerow, M. Sc.
Förderer: Siemens AG
Stichwörter: Thyristor, Ventiltest, Anlagentest, synthetische Prüfung, Hochstromkreis, Hochspannungskreis
Laufzeit: 1.7.2012 – 1.7.2013
Inhalt und Ziele: Ein wichtiger Bestandteil der modernen Energieversorgung ist die Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ). Mit dieser Technologie kann elektrische Energie mit geringen Verlusten über große Entfernungen hinweg transportiert werden. Der Netzentwicklungsplan 2012 sieht in Abhängigkeit von den verschiedenen betrachteten Szenarien zwischen 1800 km und 2400 km an neuen HGÜ-Trassen vor. Offensichtlich gewinnt diese Technologie gerade im Rahmen der Energiewende erheblich an Bedeutung. Um die Qualität der verwendeten Hochleistungshalbleiterbauelemente (Thyristoren bei netzgeführten, IGBTs bei selbstgeführten Stromrichtern) sicher zu stellen, müssen diese verschiedenen Spannungs- und Leistungsprüfungen unterzogen werden. Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, eine neuartige synthetische Prüfschaltung für moderne Hochleistungshalbleiterbauelemente in der HGÜ-Stromrichtertechnik zu entwickeln, die einer gesteigerten Leistungsfähigkeit benannter Bauteile gerecht wird.
Kontakt: Hahn, Christoph
Telefon +49 9131 85 67550, Fax +49 9131 85 67555, E-Mail:
christoph.hahn@fau.de

Erforschung, Entwicklung und Erprobung von Methoden und dynamischen Modellen für innovative Übertragungs- und Verteilnetze für den Einsatz in Netzplanungssoftware

Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Matthias Luther
Beteiligte: Dipl.-Ing. Christoph Hahn, Dipl.-Ing. Sebastian Höhn, Anatoli Semerow, M. Sc.
Förderer: Siemens AG
Stichwörter: Generische Modellbildung, Validierung, Stabilität, Dynamik, Regelung, Windenergieanlagen, Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ), klassische HGÜ, selbstgeführte HGÜ, Multi-Terminal-HGÜ, Flexible AC Transmission Systems (FACTS), Eigenwertanalyse.
Laufzeit: 1.12.2012 – 1.12.2015
Inhalt und Ziele: Im Rahmen von Stabilitätsuntersuchungen in großen elektrischen Energieversorgungssystemen besteht zukünftig, aufgrund der enormen Zunahme an Bedeutung, die Notwendigkeit der generischen Modellbildung bestimmter Betriebsmittel und Komponenten, die bisher nicht spezifiziert sind. Diese generischen Modelle sind hersteller- und simulationstoolunabhängig, blockorientiert, parametrisierbar und vor allem gut zu dokumentieren, um das Vertrauen des Anwenders gegenüber diesen standardisierten Modellen zu wahren.
In Kooperation mit der Siemens AG entwickelt der Lehrstuhl für Elektrische Energiesysteme generische Modelle von Windenergieanlagen (in Anlehnung an IEC 61400-27), Systemen der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) in klassischer und moderner Variante und FACTS-Elementen. Weiterhin werden Modelle von weiteren Komponenten entwickelt, die für die Analyse mit Hilfe der Eigenwertmethode geeignet sind. Neben der Entwicklung der Modelle steht die Implementierung dieser in die Netzplanungssoftware PSS®NETOMAC der Siemens AG im Fokus der Kooperation.
Kontakt: Semerow, Anatoli
E-Mail:
anatoli.semerow@fau.de