Closed-Loop Control of a Storage-Supported Hybrid Compensation System for Improving the Power Quality in Medium Voltage Networks

Regelung einer speicherunterstützten hybriden Kompensationsanlage für die Verbesserung der Spannungsqualität in Mittelspannungsnetzen

Please always quote using this URN: urn:nbn:de:bvb:29-opus4-160129
  • Both the operation of power electronic feeders as well as consumers in electrical grids and the transition to electricity generation based on renewable plants create challenges with regard to voltage quality in electrical grids. Therefore within this thesis a control concept of a storage supported device for the simultaneous provision of various system services is elaborated, analyzed and evaluated. Moreover, an approach for the energy and power management of the energy storage of this plant is presented. Essential topics of the examination are the determination of the present level of power quality, the derivation of suitable power quality indicators as well as the power distribution to theBoth the operation of power electronic feeders as well as consumers in electrical grids and the transition to electricity generation based on renewable plants create challenges with regard to voltage quality in electrical grids. Therefore within this thesis a control concept of a storage supported device for the simultaneous provision of various system services is elaborated, analyzed and evaluated. Moreover, an approach for the energy and power management of the energy storage of this plant is presented. Essential topics of the examination are the determination of the present level of power quality, the derivation of suitable power quality indicators as well as the power distribution to the system services. In addition, the storage technologies redox-flow battery and flywheel storage, are implemented using models and combined into a hybrid storage system. For operation of the storage system with maximum efficiency an approach depending on the power values and state of charge values of the stores is investigated.show moreshow less
  • Sowohl mit dem Betrieb von leistungselektronischen Einspeisern sowie Verbrauchern in elektrischen Netzen als auch dem Übergang zu einer elektrischen Energieerzeugung auf Basis regenerativer Kraftwerke gehen Herausforderungen für die Spannungsqualität in elektrischen Netzen einher. Daher wird im Rahmen dieser Arbeit ein Regelungskonzept einer speicherunterstützten hybriden Kompensationsanlage zur gleichzeitigen Bereitstellung verschiedener Systemdienstleistungen erarbeitet, analysiert und bewertet. Darüber hinaus wird ein Ansatz für das Energie- und Leistungsmanagement des Energiespeichersystems dieser Anlage vorgestellt. Wesentliche Themen der Untersuchung sind die Ermittlung des aktuellenSowohl mit dem Betrieb von leistungselektronischen Einspeisern sowie Verbrauchern in elektrischen Netzen als auch dem Übergang zu einer elektrischen Energieerzeugung auf Basis regenerativer Kraftwerke gehen Herausforderungen für die Spannungsqualität in elektrischen Netzen einher. Daher wird im Rahmen dieser Arbeit ein Regelungskonzept einer speicherunterstützten hybriden Kompensationsanlage zur gleichzeitigen Bereitstellung verschiedener Systemdienstleistungen erarbeitet, analysiert und bewertet. Darüber hinaus wird ein Ansatz für das Energie- und Leistungsmanagement des Energiespeichersystems dieser Anlage vorgestellt. Wesentliche Themen der Untersuchung sind die Ermittlung des aktuellen Niveaus der Spannungsqualität, die Berechnung geeigneter Indikatoren der Spannungsqualität sowie die Leistungsverteilung auf die Systemdienstleistungen. Darüber hinaus werden die Speichertechnologien Redox-Flow-Batterie und Schwungmassenpeicher modellhaft umgesetzt und zu einem hybriden Speichersystem kombiniert. Für den Betrieb des Speichersystems mit maximalem Wirkungsgrad wird ein Ansatz in Abhängigkeit der Leistungswerte und Ladezustände der Speicher untersucht.show moreshow less

Download full text files

Export metadata

Additional Services

Share in Twitter Search Google Scholar Statistics
Metadaten
Author:Ralf MerklORCiD
Persistent identifiers - URN:urn:nbn:de:bvb:29-opus4-160129
Persistent identifiers - DOI:https://doi.org/10.25593/978-3-96147-403-5
ISBN:978-3-96147-403-5
Series (Volume number):FAU Studien aus dem Maschinenbau (360)
Publisher:FAU University Press
Place:Erlangen
Editor:Jörg Franke, Nico Hanenkamp, Marion Merklein, Michael Schmidt, Sandro Wartzack
Referee:Jörg Franke, Christian Rehtanz, Dirk Westermann
Advisor:Jörg Franke
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Year of publication:2021
Date of online publication (Embargo Date):2021/03/07
Publishing Institution:FAU University Press
Granting institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Technische Fakultät
Acceptance date of the thesis:2020/10/23
Release Date:2021/03/10
Tag:Redox-Flow Batterie; Schwungmassenspeicher; Spannungsqualität; Systemdienstleistungen; hybrides Speichersystem
SWD-Keyword:Mittelspannungsnetz; Elektrizitätsversorgungsnetz; Ingenieurwissenschaften; Maschinenbau; Produktionstechnik
Length/size:xxvii, 200 Seiten
Notes:
Parallel erschienen als Druckausgabe bei FAU University Press, ISBN: 978-3-96147-402-8
Original publication:mb.fau.de/diss
Institutes:Technische Fakultät / Department Maschinenbau
Technische Fakultät / Department Maschinenbau / Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS)
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 60 Technik / 600 Technik, Technologie
6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 621 Angewandte Physik
6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 629 Andere Fachrichtungen der Ingenieurwissenschaften
6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 67 Industrielle Fertigung / 670 Industrielle Fertigung
open_access (DINI-Set):open_access
Collections:Universität Erlangen-Nürnberg / FAU University Press
Licence (German):Creative Commons - CC BY-NC - Namensnennung - Nicht kommerziell 4.0 International
Einverstanden ✔
Diese Webseite verwendet technisch erforderliche Session-Cookies. Durch die weitere Nutzung der Webseite stimmen Sie diesem zu. Unsere Datenschutzerklärung finden Sie hier.