@PhdThesis{duepublico_mods_00075784,
  author = 	{Winter, Pascal},
  title = 	{Netzspannungsbildende und -folgende Umrichtersysteme am elektrischen Energieversorgungsnetz: Regelungsentwurf, Analyse und Stabilit{\"a}tsbetrachtung},
  year = 	{2022},
  month = 	{Mar},
  day = 	{25},
  abstract = 	{Der R{\"u}ckbau konventioneller Gro{\ss}kraftwerke bei gleichzeitigem Ausbau regenerativer Energien sorgt f{\"u}r einen Paradigmenwechsel der elektrischen Energieversorgung. Die Stabilit{\"a}t des elektrischen Energieversorgungsnetzes wird bis dato {\"u}berwiegend durch gro{\ss}e Synchrongeneratoren und deren physikalischen Eigenschaften sichergestellt. Die Wende bei der Wandlung elektrischer Energie, von fossilen hin zu regenerativen Energietr{\"a}gern, sowie die gew{\"u}nschte Erh{\"o}hung der Regelbarkeit innerhalb des Netzes, sorgt f{\"u}r eine steigende Durchdringung leistungselektronischer Betriebsmittel. Somit nimmt das Verhalten von Umrichtersystemen auf das elektrische Energieversorgungsnetz stetig zu. Dieser Umbruch f{\"u}hrt zu neuen technischen Fragestellungen zur Erhaltung der Systemstabilit{\"a}t in zuk{\"u}nftigen 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 unumg{\"a}nglich. Dementsprechend besteht ein erh{\"o}hter Forschungsbedarf auf dem Gebiet der Regelungsentwicklung f{\"u}r netzgekoppelte Umrichtersysteme und deren Verhalten. Anders als bei Synchrongeneratoren, wo das Verhalten {\"u}berwiegend durch die physikalischen Eigenschaften der Maschine definiert ist, wird das Verhalten netzgekoppelter Umrichtersysteme ma{\ss}geblich durch die implementierte Regelung vorgegeben. Zur zuk{\"u}nftigen Sicherstellung der Netzstabilit{\"a}t m{\"u}ssen 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 inh{\"a}rentes Stromquellenverhalten auf. Der Umrichter folgt einer gegebenen Netzspannung und regelt den resultierenden Umrichterstrom gem{\"a}{\ss} {\"u}berlagerter Referenzwertvorgaben. Dementsprechend werden keine inh{\"a}rent netzdienlichen Eigenschaften umgesetzt, die einen positiven Einfluss auf die elektrische Energieversorgungsspannung auswirken. Grunds{\"a}tzlich sind solche Systeme nicht in der Lage einen ungeregelten Beitrag zur Momentanreserve zu liefern und somit nicht ausreichend, um die Stabilit{\"a}t des zuk{\"u}nftigen elektrischen Energieversorgungsnetzes sicherzustellen. Die Dissertation befasst sich mit den Stabilit{\"a}tsgrenzen netzspannungsfolgender Umrichtersysteme sowie der Entwicklung und Analyse eines netzspannungsbildenden Regelungsverfahrens, welches die fundamentalen Systemanforderungen der elektrischen Energieversorgung erf{\"u}llt. 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 vollst{\"a}ndiger Wechsel von konventionellen Kraftwerken zu regenerativen Energien und somit eine erfolgreiche Energiewende m{\"o}glich.},
  doi = 	{10.17185/duepublico/75784},
  url = 	{https://duepublico2.uni-due.de/receive/duepublico_mods_00075784},
  url = 	{https://doi.org/10.17185/duepublico/75784},
  file = 	{:https://duepublico2.uni-due.de/servlets/MCRFileNodeServlet/duepublico_derivate_00075518/Diss_Winter.pdf:PDF},
  language = 	{de}
}