@misc{Taheruzzaman2016, type = {Master Thesis}, author = {Taheruzzaman, Muhammad}, title = {Design, modelling, and planning of renewable energy integrated microgrid for rural electrification in Bangladesh}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-39884}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2016}, abstract = {The Electric power crisis is one of the major problems in Bangladesh, the gap between demand and generation is increasing day by day. Moreover, most of the power plants are gas based which will be phased out in future. An alternate electric supply is an essential part for electrifying the developing countries, in this context an innovative approach of rural electrification including DC microgrid, mini-grid and nanogrid would be technically and economically feasible. The thesis draws also attention on the development of technology which enables community owned power system to emerge in the rural areas based on distributed SHS and demand of that community. Firstly, the electric status and renewable potential in Bangladesh are studied and considered those data into the software based simulation to analysis the technical feasibility to implement DC microgrid by Homer pro tools. The distributed RES (Renewable Energy sources) considered solar PV and biomass. The booming of a large number of individual SHS (Solar Home System) in Bangladesh, bottom-up energy sharing concept would have studied to configure the optimal design of microgrid system and different configuration including grid connected and DC and AC system studied. Secondly, The PV module is highly dependent on cell temperature and solar irradiance, the ambient temperature, and solar irradiance mathematical equation have been considered to model and simulate in MATLAB/SIMULINK based environment. Similarly charge controller, battery operation, and performance analysis with respect to the PV model. In the distributed energy sources are mainly SHS including large size and regular also model and simulate in MATLAB/SIMULINK software. For instance, the thesis mainly focuses on an optimal design, planning, sizing of DC hybrid microgrid, the SHS, and biomass-based power system with the goal of maximizing the efficiency and reliability. Homer Pro tool used in the work for design an optimal configuration and sizing for technical feasibility. Finally, a model of DC microgrid compresses with micro sources like SHS systems, µ-CHP, the household loads model in MATLAB/SIMULINK. Decentralized SHS control strategies (droop control) and operation also design and model in MATLAB/SIMULINK environment, where DC - DC converter needs to couple SHS and DC microgrid.}, subject = {Biomass; Microgrid; Solar home system; Rural electrification; SIMULINK; Biomasse; Energiemanagement; Fotovoltaikanlage; Elektrifizierung; L{\"a}ndlicher Raum}, language = {en} } @phdthesis{Bonkarev2015, author = {Bonkarev, Maxim}, title = {Concept analysis for High-Voltage Direct-Current circuit breakers for application in a network of HVDC transmission}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-35459}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2015}, abstract = {For several decades HVDC technology was used primarily for point-to-point bulk power transmission. Although multiterminal HVDC systems are very few in number, it is expected that multiple HVDC links may be interconnected into HVDC transmission grid. Since every meshed grid requires reliable protection solution, an HVDC circuit breaker must be developed and introduced. This thesis focuses on the performance evaluation of different HVDC circuit breaker concepts. The performance evaluation study is carried out by means of numerical simulations. The obtained quantitative results describe capabilities and limitations of different HVDC circuit breaker concepts as well as the reaction of HVDC network on switching operations. Different converter protection measures and in particular application of fault current limiter were considered, too. Based on the research findings, a number of recommendations for HVDC circuit breaker development are given and suggestions for further research activities are presented.}, subject = {Multi-terminal HVDC; HVDC circuit breaker; Fault protection methods; Network response; Simulation-based performance evaluation; Multiterminale HG{\"U}; HG{\"U}-Leistungsschalter; Fehlerschutzmethoden; Netzwerkreaktion; Simulationsbasierte Leistungsbewertung; Hochspannungsgleichstrom{\"u}bertragung; Vermaschtes Netz; Netzschutz; Leistungsschalter; Fehlererkennung}, language = {en} } @phdthesis{Dewi2018, author = {Dewi, Sari}, title = {Repowering public utility grid by integrating hydro, PV and wind into the grid to supply electricity in Palu (Indonesia)}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-45472}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2018}, abstract = {The use of renewable energy sources, either off-grid or on-grid to supply electricity, has been done by developed countries since many years ago. Developing countries, for example Indonesia especially east part of Indonesia have recently started this way whereas renewable energy potential for example hydro, PV and wind are abundantly available. The lack of research and data is one of the obstacles to precede the use of renewable energy in this area, meanwhile this area has electricity shortages problem that occurred quite often. Combined hydro, PV, wind, coal and diesel generators will solve electricity shortages problem in Palu (Indonesia). Integration of Hydro, PV and wind into PALAPAS utility grid will decrease levelized cost of energy from US\$ 0.145 per kWh to US\$ 0.133 per kWh. Sensitivity analysis against fluctuating fuel cost (from US\$ 0.4 per litre to US\$ 1.6 per litre) will increase levelized cost of energy before integrating renewable energy into the grid from US\$ 0.145 per kWh to US\$ 0.455 per kWh and will increase levelized cost of energy after integrating RE into the grid from US\$ 0.133 per kWh to US\$ 0.403 per kWh. Repowering grid with integrating hydro, PV and wind will increase power quality especially by using configuration based on homer results. Buses voltage and buses frequency showed better result before, during and after some faults based on Homer simulation results. Voltage spectrum and sinusoidal waveform voltage are showing less distortion after integrating hydro, PV and wind into the grid even with no distortion based on Homer results.}, subject = {Shortage; Repowering; Grid; Integration; Energy; Engpass; Erneuerung; Netz; Integration; Energie; Palu, Indonesien ; Erneuerbare Energien; Energieversorgungsnetz; Elektrizit{\"a}tseinspeisung}, language = {en} } @phdthesis{Schmoger2019, author = {Schmoger, Christin}, title = {Sicherheitsbetrachtungen im Fall von stromstarken Erdfehlern in NOSPE-Netzen und bei Netzkopplung}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-51131}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2019}, abstract = {Der von der Energiewende-bedingte Verteilnetzausbau mit Kabelstrecken beeinflusst den Umgang mit der Sternpunktbehandlung. Neben klassischen Umstellungsmaßnahmen sind neue L{\"o}sungen zur Kopplung von Netzen mit unterschiedlicher Sternpunktpunkterdung zu diskutieren. Schwerpunkt stellt jeweils die Auslegung von Erdungsanlagen in Kombination mit einem geeigneten Schutzkonzept zur Einhaltung der Personensicherheit dar. Auf Basis der DIN EN 50522 ist ein m{\"o}gliches personengef{\"a}hrdendes Potential zu bewerten, welches aus der Stromverteilung an der Fehlerstelle resultiert. In der Praxis wird dabei rechnerisch die zul{\"a}ssige Erdungsimpedanz {\"u}ber den relevanten Teilstrom (dargestellt {\"u}ber den Reduktionsfaktor) und dem, aus dem Schutzkonzept resultierenden, Grenzwert f{\"u}r die Ber{\"u}hrungsspannung vorgegeben und messtechnisch gepr{\"u}ft. Vorrangig in Mittelspannungsnetzen mit niederohmiger Sternpunkterdung bestehen Unsicherheiten in der korrekten Interpretation der Norm respektive der Wahl und Beurteilung geeigneter Parameter. Die Dissertation konzentriert sich auf die Schwerpunkte Bestimmung des Reduktionsfaktors in einer inhomogenen, offen betriebenen Ringstruktur von Mittelspannungsnetzen, sowie Diskussion m{\"o}glicher Modelle und der Wirkungsweise heutiger Messverfahren von Erdungsimpedanzen. Aufbauend auf theoretischen Modell-Analysen wurde eine Methodik zur Auswertung beider Parameter u. a. durch Aufnahme einer Stromverteilung in einem Erdkurzschlussversuch entwickelt und erstmals in einer Netzgruppe durchgef{\"u}hrt. Die Herausforderung bestand darin, L{\"o}sungen zum eindeutigen messtechnischen Nachweis beider Parameter infolge von {\"U}berlagerungseffekten zu entwickeln. Mithilfe der Versuchsergebnisse konnten bestehende Berechnungs- und Messverfahren sowie unterschiedlichen Modelle zur Interpretation der Erdungsimpedanz bewertet und Handlungsempfehlungen abgeleitet werden. Reduktionsfaktor und Erdungsimpedanz erfahren verschiedene Interpretationen in der Praxis. Daher widmete sich die Dissertation der Analyse des Modells der DIN EN 50522 und schl{\"a}gt aufgrund der Herausforderungen in der Praxis eine Erweiterung zur eindeutigen Definition vor. Erstmalig konnten anhand des Versuchs die Modellans{\"a}tze von Berechnungsverfahren f{\"u}r den Reduktionsfaktor gepr{\"u}ft und best{\"a}tigt werden. Am Beispiel des VPE-Kabels konnte mit einem Sicherheitsaufschlag ein Planungswert vorgeschlagen werden. Auf Basis des Versuchs und der heutigen Messverfahren wurde diskutiert, dass die Erdungsimpedanz infolge der unterschiedlichen Einbeziehung von Kettenleitern verschiedene Werte annehmen kann. Aufgrund des Zusammenhangs mit dem Reduktionsfaktor resultieren f{\"u}r die Bewertung der Ber{\"u}hrungsspannung Kombinationspaare, die nach dem Modell der DIN EN 50522 oder Modifizierungen in der Berechnung ausgelegt und mittels klassischer Messung bewertet werden k{\"o}nnen. Die Dissertation liefert damit einen Diskussionsbeitrag, wie sich die Auslegung von Erdungsanlagen durch geeignete Verfahren weiterentwickeln kann.}, subject = {Erdungsanlagen; Reduktionsfaktor; Erdungsimpedanz; Sternpunkterdung; DIN EN 50522; Grounding system; Reduction factor; Earthing impedance; Neutral point treatment; EN 50522; Mittelspannungsnetz; Erdschluss; Sternpunkterdung; Wechselstromwiderstand; Impedanzmessung}, language = {de} } @phdthesis{Dhara2021, author = {Dhara, Madhavi}, title = {Wirkung von Kabelschirmungskonzepten auf abgestrahlte Magnetfelder von elektrischen Antriebsstr{\"a}ngen in Elektro- und Hybridfahrzeugen}, doi = {10.26127/BTUOpen-5500}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-55008}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2021}, abstract = {Jede elektrische, elektronische Komponente f{\"u}r Kraftfahrzeugsanwendungen muss auf Komponentenebene und nach der Montage im Fahrzeug die elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Emissionsanforderungen gem{\"a}ß Normen erf{\"u}llen. Die Entwicklung von Konzepten der elektromagnetischen Vertr{\"a}glichkeit f{\"u}r ein elektrisches Kraftfahrzeug erfordert ein gr{\"u}ndliches Verst{\"a}ndnis der elektromagnetischen Kopplungsmechanismen des Hochvoltsystems. An einen Elektroantrieb werden vielf{\"a}ltige Anforderungen gestellt. Daraus ergibt sich eine eingeschr{\"a}nkte Handlungsfreiheit zum Erreichen der elektromagnetischen Vertr{\"a}glichkeit. Daher ist es im Entwicklungszyklus n{\"o}tig, Ressourcen mit Kenntnis der elektromagnetischen Vertr{\"a}glichkeit fr{\"u}hzeitig zielgereicht einsetzen zu k{\"o}nnen. Hierbei gilt es Designparameter fr{\"u}hzeitig festzulegen und bereits dabei eine Ergebnisbewertung vornehmen zu k{\"o}nnen. Die Wellenl{\"a}ngen der dominanten Spektren elektromagnetischer St{\"o}rungen von Spannungsquellenpulswechselrichtern im Vergleich zu den geometrischen Abmaßen eines normal großen Fahrzeugs fallen in den Nahfeldbereich. Dies erm{\"o}glicht einen quasistation{\"a}ren Ansatz, bei dem das elektrische Feld und das Magnetfeld getrennt untersucht und analysiert werden k{\"o}nnen. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der gestrahlten Magnetfeldkopplung in einem Kraftfahrzeug mit einem Elektroantrieb. {\"U}blicherweise erfordert ein Elektroantrieb f{\"u}r seinen Betrieb funktionale Str{\"o}me h{\"o}herer Gr{\"o}ßenordnung. Das pulsweitenmodulierte Spannungsschalten der leistungselektronischen Wandler, z.B. bei Pulswechselrichter und Gleichstrom (DC)/DC Wandler, verursacht zus{\"a}tzlich zu den funktionalen Str{\"o}men auch parasit{\"a}re Str{\"o}me. Diese werden durch Spannungs{\"a}nderungen am Ausgang der Leistungselektronik erzeugt, die die verteilten Kapazit{\"a}ten z.B. Statorwicklung zu Rahmenkapazit{\"a}t der elektrische Maschine, anregen. Diese Str{\"o}me f{\"u}hren zu Magnetfeldemissionen, an die strenge Anforderungen auf Fahrzeugebene gestellt werden. Abschirmungen werden systematisch zur Verringerung der abgestrahlten Emissionen bei elektrischen Antriebsanwendungen in Kraftfahrzeugen eingesetzt, so auch f{\"u}r die Hochvoltkabel. Die relativ geringen Mengen einer nicht idealen Kabelschirmung sind aufgrund des hohen Grades an abgestrahlten Emissionen von Bedeutung. Folglich sind die Schirm- und Masseschleifenstr{\"o}me, d.h. die Schirmwirkung, entscheidend f{\"u}r die Magnetfelder. Neben diesen Stromverteilungen sind die Magnetfelder wesentlich von der Geometrie der Hochvoltkabelf{\"u}hrung und dem Frequenzbereich abh{\"a}ngig. In dieser Arbeit werden drei Arten von Schirmungskonzepten f{\"u}r Hochvoltkabel mittels analytischer Modellierung betrachtet. Die drei Schirmungskonzepte sind einzeln geschirmte Kabel in koaxialer Ausf{\"u}hrung, mehradrige geschirmte Kabel in Summenschirmausf{\"u}hrung und ungeschirmte Kabel mit parallelem Massedraht als Schirm. Die erstellten analytischen Modelle werden genutzt, um die gestrahlten Magnetfeldemissionen vorherzusagen. Ein Vergleich zur Best{\"a}tigung der Anwendbarkeit der analytischen Modelle f{\"u}r ein Elektroantriebssytem wird vorgestellt. Die Wirkung der verschiedenen Schirmungskonzepte f{\"u}r das Kraftfahrzeug wird dargelegt.}, subject = {Magnetfeld; HV Kabelschirmungskonzepte; Gleichtaktstr{\"o}me; Gegentaktstr{\"o}me; {\"U}bertragungsfunktionen; Magnetic field; HV cable shielding concepts; Common mode currents; Differential mode currents; Transfer functions; Elektrofahrzeug; Hybridfahrzeug; Triebstrang; Kabel; Elektromagnetische Vertr{\"a}glichkeit; Magnetische Abschirmung}, language = {de} } @phdthesis{Jende2020, author = {Jende, Enrico}, title = {Ein Beitrag zur modellgest{\"u}tzten Planung und zum Betrieb sektoren{\"u}bergreifender Energiespeicher mit Fokus auf die Strom- und W{\"a}rmeversorgung in Microgrids}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-52906}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2020}, abstract = {Zur Einhaltung der Dekarbonisierungsziele und Bew{\"a}ltigung der Herausforderungen bei der ganzheitlichen Transformation des Energiesystems im Kontext der politisch geforderten Energiewende, ist zunehmend der Begriff Sektorenkopplung zu verzeichnen. Eine wesentliche Rolle nimmt dabei die auf den Begriff Power-to-X (P2X) zusammengefasste Elektrifizierung der Sektoren Gas, W{\"a}rme, K{\"a}lte und Mobilit{\"a}t ein. P2X-Energiewandler und die damit einhergehende Nutzung Erneuerbarer Energien (EE), z.B. aus Photovoltaik (PV) und Wind, sind aufgrund der volatilen Stromerzeugung der EE-Anlagen als dargebotsabh{\"a}ngige Energiewandlung zu verstehen. Aus diesem Grund werden P2X-Energiewandler mit sektoralen Energiespeichern und flexiblen bedarfsgerechten Energiewandlern hin zu sektoren{\"u}bergreifenden Energiespeichern aggregiert. Diese sind nicht nur in der Lage den Herausforderungen eines zunehmend aus EE bestehenden Energieversorgungssystems (EVS) entgegenzuwirken, sondern einen Beitrag zur sektoren{\"u}bergreifenden Energiebedarfsdeckung und Dekarbonisierung zu leisten. In diesem Zusammenhang ist in den vergangenen Jahren auf dem Campus der Brandenburgischen Technischen Universit{\"a}t Cottbus-Senftenberg (BTU) eine Forschungs- und Demonstrationsanlage entstanden, welche sektorale und sektoren{\"u}bergreifende Energiespeicher topologisch lokal aggregiert und hinsichtlich der Netzbetriebsf{\"u}hrung verkn{\"u}pft. Dieser dezentrale Anlagenverbund bietet eine herausragende M{\"o}glichkeit, einen sektoren{\"u}bergreifenden Betrieb der dezentralen EVS auf lokaler Ebene zu untersuchen. Als Forschungsgegenstand und Teilsystem der Forschungs- und Demonstrationsanlage gilt im Folgenden der sektoren{\"u}bergreifende Energiespeicher bestehend aus den Technologien der Kraft-W{\"a}rme-Kopplung, Power-to-Heat und einem thermischen Energiespeicher. Dieser Anlagenverbund wird innerhalb der Systemgrenzen eines Microgrid unter gr{\"o}ßtm{\"o}glicher Nutzung erneuerbarer Energien am Beispiel der PV untersucht. Ein Simulationsmodell erweitert diesen Forschungsgegenstand und zielt auf modellgest{\"u}tzte Untersuchungen zur Planung und zum Betrieb des sektoren{\"u}bergreifenden Energiespeichers, insbesondere zur stromnetzdienlichen Systemintegration. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden im Folgenden dargestellt und gelten als Beitrag zur Systemintegration von sektoren{\"u}bergreifenden Energiespeichern in die lokale dezentrale Energieversorgung.}, subject = {Microgrid; Sektorenkopplung; Dezentrale Energieversorgung; Sektoren{\"u}bergreifender Energiespeicher; Sector coupling; Decentralized energy supply; Cross-sectoral energy storage; Microgrid; Microgrid ; Elektrizit{\"a}tsversorgungsnetz; Dezentrale Energieversorgung; Dezentrale W{\"a}rmeversorgung}, language = {de} } @phdthesis{Engelbrecht2017, author = {Engelbrecht, Daniel}, title = {Untersuchung der Potentiale und Anforderungen an ein Wirkleistungsmanagement im Verteilnetz mit hohem Anteil von dezentralen Erzeugungsanlagen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-43479}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2017}, abstract = {In der Dissertation werden neue Potentiale und Anforderungen sowie neue Verfahren und Methoden zur Bereitstellung von Systemdienstleistungen erarbeitet. Der Fokus wird dabei auf das Wirkleistungsmanagement im Verteilnetz gelegt. Bei einer zunehmenden Durchdringung von Erneuerbaren Energien steigt der gegenseitige Einfluss mit den technischen Systemen im Netzbetrieb und bestehenden sowie zuk{\"u}nftigen M{\"a}rkten. In der Arbeit werden organisatorische und technische L{\"o}sungen entwickelt, welche eine sichere Bereitstellung von Regelleistung sowie eine Unterst{\"u}tzung durch den Verteilnetzbetreiber f{\"u}r ein systemdienliches Engpassmanagement des {\"U}bertragungsnetzbetreibers erm{\"o}glichen. Anhand eines 110-kV-Modellnetzes werden die technischen L{\"o}sungen aufgezeigt und bewertet. Dabei zeigt sich, dass eine erweiterte Betriebsplanung im Verteilnetz notwendig wird. M{\"o}gliche Konflikte k{\"o}nnen im Vorfeld durch eine Netzzustandsbewertung und Informations{\"u}bermittlung gel{\"o}st werden. Weiterhin k{\"o}nnen Anforderungen des {\"U}NB zur Unterst{\"u}tzung zum Redispatch im Rahmen einer Vortagesplanung integriert werden. Zur Realisierung der Prozesse und somit Erf{\"u}llung der neuen Anforderungen sind zum Teil technische {\"A}nde-rungen in den Systemen der Netzf{\"u}hrung sowie organisatorische und rechtliche Anpassungen in der Handhabung des Engpassmanagements notwendig. Hierzu werden in der vorliegenden Arbeit konkrete Empfehlungen ausgesprochen.}, subject = {Wirkleistungsmanagement; Verteilnetz; Erneuerbare Energien; Regelleistung; Redispatch; Active power management; Distribution system; Control power; Redispatch; Renewable energy; Lastverteilung ; Erneuerbare Energien; Wirkleistung; Verteilungsnetz}, language = {de} }