@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} }