Modular multilevel DC-DC converters interconnecting high-voltage and medium-voltage DC grids

• Modulare mehrstufige Gleichspannungswandler zur Verbindung von Hochspannungs- und Mittelspannungs-Gleichstromnetzen

Cui, Shenghui; de Doncker, Rik W. (Thesis advisor); Marquardt, Rainer (Thesis advisor)

1. Auflage. - Aachen : E.ON Energy Research Center, RWTH Aachen University (2019)
Buch, Doktorarbeit

In: E.ON Energy Research Center : PGS, Power Generation and Storage Systems 68
Seite(n)/Artikel-Nr.: 1 Online-Ressource (vi, 124 Seiten) : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, RWTH Aachen University, 2019

Kurzfassung

Diese Dissertation behandelt einen isolierten, bidirektionalen und weichschaltenden Gleichspannungswandler, der für die Verbindung von Mittelspannungs-Gleichstromverteilungsnetzen und Hochspannungs-Gleichstromübertragungsnetzen vorgesehen ist. Der vorgeschlagene Gleichspannungswandler kombiniert parallel geschaltete Zweistufen-Umrichter (engl. Two-Level Converter (TLC)) auf der Mittelspannungsseite und einen modulareren mehrstufigen Konverter (engl. Modular Multilevel Converter (MMC)) auf der Hochspannungsseite, und wird daher als TLC-MMC-Wandler bezeichnet. Es wird das Funktionsprinzip des TLC-MMC Wandlers entwickelt, dass einen weichschaltenden Betrieb gewährleistet, indem Blindstrom durch den MMC in die Mittelspannungsseite eingespeist wird. Dadurch arbeiten die Leistungshalbleiter der Zweistufen-Umrichter im weichschaltenden Bereich wodurch ultimativ die Anzahl der Bauelemente reduziert werden kann. Im Vergleich zu den vorhandenen Topologien für diese Anwendung, weist der TLC-MMC Wandler eine reduzierte Anzahl passiver und aktiver Bauelemente und geringe Halbleiterverluste über einen weiten Leistungsbereich bei variablen Eingangs- und Ausgangsspannungen auf. Die Themenbereiche der Topologien, Steuerung und fehlertoleranten Betriebs des TLC-MMC-Wandlers werden in dieser Dissertation simulativ und experimentell validiert.

Einrichtungen

• E.ON Energy Research Center [080052]
• Lehrstuhl für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe [614510]
• Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe [614500]