Schutz in AC/DC-Systemen

 

Der strukturelle Wandel des Energieversorgungssystems im Zuge der Energiewende und die zunehmende Integration innovativer Betriebsmittel hat zur Folge, dass die Durchdringung von (Hochspannungs-)Gleichstrom-Übertragungssystemen (HGÜ) und weiterer umrichtergekoppelter Anlagen – wie beispielsweise Windkraft- und Photovoltaikanlagen, Speicher sowie STATCOMs – im Übertragungs- und Verteilnetz in den nächsten Jahren stark ansteigen.

  HVDC Protection Urheberrecht: IAEW

Im Zuge einer Vielzahl von Forschungsarbeiten und nationalen sowie internationalen Forschungsprojekten hat das IAEW Expertise im Bereich Schutz von AC- und DC-Systemen für die zukünftigen Netzstrukturen aufgebaut. Mithilfe von validierten Netz- und Komponentenmodellen in verschiedenen Simulationsprogrammen (EMTDC|PSCAD, MATLAB|Simulink und HYPERSIM) werden Schutzalgorithmen, Schutzsysteme und entsprechende Regelungsstrategien der Umrichter am IAEW im Kompetenzfeldes Schutz und Stabilität entwickelt und analysiert. Besonders im Fokus stehen am IAEW Schutzsysteme für:

  • Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungssysteme (Punkt-zu-Punkt und Multi-Terminal),
  • Übertragungs- und Verteilnetze unter Berücksichtigung der zunehmenden Durchdringung von Umrichtern,
  • integrierte AC/DC-Systeme.

Um die Selektivität und die Robustheit von Schutzsystemen zu analysieren ist es essentiell eine möglichst große Bandbreite relevanter Szenarien zu untersuchen. Dazu ermöglichen die am Institut entwickelten automatisierten Ansteuer- und Auswertungsverfahren für die genannten Simulationstools eine effiziente Durchführung umfangreicher Parameterstudien.

  Abbildung des IAEW Testzentrum Urheberrecht: IAEW

Zur realitätsnahen Untersuchung aktueller und zukünftiger Schutzsysteme ermöglicht der Hardware-in-the-Loop-Prüfstand des IAEWs – die MMC Test Bench – die Einbindung realer Schutzgeräte und Anlagenregelungen (in Echtzeit) in simulative Netzstudien. Zusätzlich bietet die Kurzschlussnachbildung des Testzentrums für Netzintegration und Speichertechnologien die Möglichkeit, praktisch die Auswirkungen von Kurzschlüssen auf reale Netzkomponenten zu testen, analysieren und bewerten.