Innovativer HVDC-DC-Wandler für Hochspannungs-Gleichstrom-Netze – Grundsätzliche Überlegungen zu Topologie, Regelung und elektromagnetischer Verträglichkeit

Vermaschte Hochspannungs-Gleichstrom-Netze werden in der Zukunft bei der elektrischen Energieübertragung eine bedeutende Rolle spielen. Netzgeführte Umrichter, wie sie heute standardmäßig bei leistungsstarken HGÜ-Verbindungen zum Einsatz kommen, werden durch selbstgeführte Umrichter abgelöst und ermöglichen einen einfacheren Mehr-Stationen-Betrieb. Um einzelne, unabhängig entstandene Gleichstromsysteme mit unterschiedlicher Nennspannung verbinden zu können, ist die Entwicklung von Hochspannungs-Gleichstromwandlern notwendig. In der vorliegenden Publikation werden grundsätzliche Überlegungen zu Topologie und Regelung angestellt und ein Demonstrator vorgestellt, der im Rahmen des institutsübergreifenden Forschungsprojektes „GriDConv“ an der Technischen Universität Graz entworfen und gebaut wurde. Die Anlage ist als hybrider, kaskadierter 2-Stufen DC-DC-Wandler mit drei Zweigen ausgeführt. Damit sollen das Funktionsprinzip sowie ausgewählte Regelfunktionalitäten im Labormaßstab demonstriert werden. Die Eckdaten dieses Demonstrators wurden mit Nennspannungen von 800 V oberspannungsseitig, 500 V unterspannungsseitig und einer Übertragungsleistung von 50 kW festgelegt. Einen wesentlichen Punkt stellt die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) der Anordnung dar. Unterschiedliche Maßnahmen zur Verbesserung der EMV können mit dem Demonstrator hinsichtlich ihrer Wirksamkeit untersucht werden.