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.…
- 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.…
Author: | Ralf MerklORCiD |
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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): | ![]() |