Der Rückbau konventioneller Großkraftwerke bei gleichzeitigem Ausbau regenerativer Energien sorgt für einen Paradigmenwechsel der elektrischen Energieversorgung. Die Stabilität des elektrischen Energieversorgungsnetzes wird bis dato überwiegend durch große Synchrongeneratoren und deren physikalischen Eigenschaften sichergestellt. Die Wende bei der Wandlung elektrischer Energie, von fossilen hin zu regenerativen Energieträgern, sowie die gewünschte Erhöhung der Regelbarkeit innerhalb des Netzes, sorgt für eine steigende Durchdringung leistungselektronischer Betriebsmittel. Somit nimmt das Verhalten von Umrichtersystemen auf das elektrische Energieversorgungsnetz stetig zu. Dieser Umbruch führt zu neuen technischen Fragestellungen zur Erhaltung der Systemstabilität in zukünftigen Energieversorgungsnetzen und somit direkt zu Anforderungen an netzgekoppelte Umrichtersysteme. Diese Systemdienstleistungen, die aktuell durch konventionelle Kraftwerke bereitgestellt werden, sind zur Sicherstellung einer stabilen elektrischen Energieversorgung unumgänglich. Dementsprechend besteht ein erhöhter Forschungsbedarf auf dem Gebiet der Regelungsentwicklung für netzgekoppelte Umrichtersysteme und deren Verhalten. Anders als bei Synchrongeneratoren, wo das Verhalten überwiegend durch die physikalischen Eigenschaften der Maschine definiert ist, wird das Verhalten netzgekoppelter Umrichtersysteme maßgeblich durch die implementierte Regelung vorgegeben. Zur zukünftigen Sicherstellung der Netzstabilität müssen netzgekoppelte Umrichtersysteme in der Lage sein, eine stabile elektrische Energieversorgungsspannung bereitzustellen und augenblicklichen Leistungsanforderungen (Momentanreserve) im Rahmen der Auslegungsgrenzen nachzukommen. 

Aktuelle Umrichtersysteme nutzen ein netzspannungsfolgendes Regelungsverfahren. Diese weisen als charakteristisches Merkmal ein inhärentes Stromquellenverhalten auf. Der Umrichter folgt einer gegebenen Netzspannung und regelt den resultierenden Umrichterstrom gemäß überlagerter Referenzwertvorgaben. Dementsprechend werden keine inhärent netzdienlichen Eigenschaften umgesetzt, die einen positiven Einfluss auf die elektrische Energieversorgungsspannung auswirken. Grundsätzlich sind solche Systeme nicht in der Lage einen ungeregelten Beitrag zur Momentanreserve zu liefern und somit nicht ausreichend, um die Stabilität des zukünftigen elektrischen Energieversorgungsnetzes sicherzustellen.

Die Dissertation befasst sich mit den Stabilitätsgrenzen netzspannungsfolgender Umrichtersysteme sowie der Entwicklung und Analyse eines netzspannungsbildenden Regelungsverfahrens, welches die fundamentalen Systemanforderungen der elektrischen Energieversorgung erfüllt. Derartige Umrichtersysteme sind in der Lage eine eigene elektrische Energieversorgungsspannung bereitzustellen und somit einen ungeregelten Beitrag zur Momentanreserve zu liefern. Nur wenn eine Vielzahl netzgekoppelter Umrichtersysteme dieses netzspannungsbildende Verhalten aufweist, ist ein vollständiger Wechsel von konventionellen Kraftwerken zu regenerativen Energien und somit eine erfolgreiche Energiewende möglich.