Prof. Dr.-Ing. Holger Wrede und Dr. Pascal Winter, ehemaliger Promovend am Fachbereich Elektro- und Informationstechnik der Hochschule Düsseldorf (HSD), haben gemeinsam ein innovatives Regelungsverfahren für Umrichter entwickelt, das einen wichtigen Beitrag zur Stabilisierung der elektrischen Energieversorgung leistet. Umrichter sind die Schaltstellen der Energiewende – sie machen Strom aus erneuerbaren Quellen netz- und anwendungsfähig.
Herausforderung: Wandel in der Energieversorgung
Der Ausbau erneuerbarer Energien und der Rückbau konventioneller Kraftwerke – wie Atom- und Kohlekraftwerke – verändern das Verhalten des gesamten Energiesystems. Damit künftig auch Photovoltaik-, Windkraft- und Batteriespeicheranlagen die Netzstabilität sichern können, braucht es neue technische Lösungen für den Betrieb von Umrichtern.
Die Erfindung: Regelung mit „fiktiver Netzspannung“
Das von den HSD-Erfindern entwickelte Regelungsverfahren für Umrichtersysteme basiert auf einer sogenannten „fiktiven Netzspannung“ (Synchronisationsspannung). Diese ist von der tatsächlichen Netzspannung und deren dynamischem Verhalten entkoppelt.
Durch diese innovative Regelung verhält sich die Anlage wie eine Spannungsquelle und reagiert mit anpassbarer Trägheit auf Veränderungen im Netz. So kann sie bei dynamischen Laständerungen automatisch Momentanreserve bereitstellen und damit aktiv zur Netzstabilisierung beitragen.
Ein weiterer Vorteil: Anlagen mit diesem netzbildenden Regelungsverfahren sind inselnetzfähig und können innerhalb ihrer Auslegungsgrenzen Teilnetze versorgen sowie eigenständig hochfahren (Schwarzstart).
Patentierte Forschung aus der HSD
Die Erfindung wurde am 21. August 2020 mit Unterstützung des Dezernats Forschung & Transfer der HSD und des Patentverbunds
innovation2business.nrw unter der
Patentnummer DE102020121990A1 beim Deutschen Patent- und Markenamt angemeldet.
Anwendung und Kontakt
Das Regelungsverfahren ist für alle netzgekoppelten Umrichtersysteme einsetzbar und damit sowohl für Hersteller als auch Betreiber von Anlagen im Bereich der erneuerbaren Energien interessant.
Unternehmen, die an einer Lizenzierung oder Weiterentwicklung der Technologie interessiert sind, können sich direkt an die Erfinder oder das Dezernat Forschung & Transfer der Hochschule Düsseldorf wenden.
