Im Rahmen des Forschungscampus Flexible Elektrische Netze (FEN) wurde am Institute for Power Generation and Storage Systems des E.ON Energy Research Centers der weltweit größte Mittelspannungsgleichstromwandler seiner Art mit einer Spannung von 5 kV in Betrieb genommen.
Im Rahmen des Forschungscampus Flexible Elektrische Netze (FEN) wurde am Institute for Power Generation and Storage Systems des E.ON Energy Research Centers der weltweit größte Mittelspannungsgleichstromwandler seiner Art mit einer Spannung von 5 kV in Betrieb genommen.
Der aufgebaute Transformator ist das Resultat einer engen Kooperation zwischen den FEN Industriepartnern Schaffner Group, thyssenkrupp electrical steel sowie den RWTH Instituten IEM (Institut für Elektrische Maschinen) und dem Institute for Power Generation and Storage Systems (PGS). Unterstützt durch General Electric wurde die Ansteuerung der verwendeten Umrichter des PGS Labor angepasst.
Im Rahmen des Forschungscampus FEN wird an der RWTH ein multiterminales Gleichspannungsnetz in der Mittelspannung errichtet welches zukünftig die MW-Prüfstände des PGS
am E.ON ERC und des RWTH Center for Wind Power Drives verbinden soll. Somit entsteht eine einzigartige Testumgebung, in der nicht nur neue Gleichspannungswandler, sondern auch Gleichspannungskomponenten, Schutztechnik und Betriebsführungskonzepte erprobt werden können.
Der aufgebaute Gleichspannungswandler arbeitet nach dem dreiphasigen Dual-Active Bridge (DAB) Prinzip und ermöglicht einen bidirektionalen flexibel steuerbaren Leistungsfluss und bietet gleichzeitig eine galvanische Trennung, womit die Anforderungen zukünftiger Gleichspannungsnetze erfüllt werden. Der Wandler ist zukünftig Teil einer von mehreren in der derselben Leistungsklasse errichten Wandler am E.ON ERC durch das Institute for Power Generation and Storage Systems.
Während konventionelle Stromrichter der Megawattklasse im PGS Labor für den Betrieb mit einer angepassten Ansteuerung ausgestattet wurden, wurde der eingesetzte Mittelfrequenztransformator mit einer Nennleistung von 5 MW zusammen mit den Industriepartnern komplett neu entwickelt und konstruiert. Durch die Betriebsfrequenz von 1000 Hz erhöht sich die gravimetrische Leistungsdichte im Vergleich zu einem konventionellen trockenen Netztransformator um das 15- bis zu 20-fache.
Das hier entwickelte und erprobte Prinzip ist in dieser Leistungsklasse bisher einzigartig und bildet das Herzstück von zukünftigen intelligenten Gleichspannungsunterwerken welche beispielsweise in großen Kollektorfeldern für Erneuerbare Energien und Batteriespeicher, in Schnellladestationen für Elektrofahrzeuge oder in industriellen DC Netzen eingesetzt werden können.
