Parallelbetrieb mehrerer Versorgungsgeräte
Ein großer Vorteil von DC-Netzen ist die leichte Integrierbarkeit von dezentralen Energieerzeugungsanlagen wie Photovoltaik, frequenzvariablen Blockheizkraftwerken sowie Energiespeichern. Dadurch lässt sich ein DC-Netz im Fall eines AC-Netzausfalls kurzzeitig weiterbetreiben (erhöhte Anlagenverfügbarkeit) und es lässt sich Peak-Power-Shaving (Spitzenleistung muss häufig teuer bezahlt werden) betreiben. Die verschiedenen Versorger und Speicher sind über ein Netzmanagement so zu steuern, dass sich eine bedarfsgerechte Lastaufteilung ergibt. Im DC-Industrie-Systemkonzept werden hierfür verschiedene Regelverfahren angegeben. Bei dem Verfahren „Dezentrale Gruppenregelung“ verhalten sich alle Versorgungsgeräte als spannungsgesteuerte Stromquelle; abhängig von der DC-Netzspannung wird der eingespeiste Strom eingestellt. Die Priorisierung beispielsweise von PV-Einspeisung erfolgt über die Steigung der verwendeten Regelkennlinien [9]. Die Qualität und Stabilität dieses Regelkonzepts soll ein weiterer Forschungsschwerpunkt des Transferzentrums sein. Dazu sollen, wie in Bild 2 dargestellt, nicht nur mehrere unterschiedliche AC/DC-Wandler, sondern auch eine PV-Anlage und ein an der TH-OWL vorhandenes 50-kW-Blockheizkraftwerk eingebunden werden. Für Kurzzeitunterbrechungen im ms-Bereich steht außerdem ein 50-kW- Schwungmassenspeicher zur Verfügung.
Literatur
[1] Pellicciari, M. et al.: Areus-Innovative Hardware and Software for Sustainable Industrial Robotics, 2015, IEEE International Conference on Automation Science and Engineering (CASE) Gothenburg.
[2] Austermann, J.: „Rückspeisestromrichter mit geregeltem Zwischenkreisstrom“, Dissertation TU Braunschweig, 2018, Shaker Verlag, ISBN 978-3-8440-5885-7.
[3] Borcherding, H.; Kuhlmann, T.: Energieeffiziente Gleichspannungsversorgung zur Versorgung von industriellen Produktionsanlagen. Studie des ZVEI, Frankfurt am Main, 2015.
[4] Forschungsprojekt DC-Industrie unter Federführung des ZVEI: www.dc-industrie.de.
[5] Ott, L.: „Modellbasierte Stabilitätsuntersuchungen in Niederspannungs-DC-Verteilnetzen“, Dissertation Universität Erlangen-Nürnberg, 2019.
[6] Technische Hochschule Ostwestfalen-Lippe, Lemgo: www.th-owl.de
[7] Puls, S.: et al.: The Influence on Drive Inverters under the Effects of Short Circuits in an Open Industrial DC grid, EPE 19 ECCE Europe.
[8] Kenan, A.: „Bidirectional Switch Based on Silicon High Voltage Superjunction MOSFETs and TVS Diode Used in Low Voltage DC SSCB“, PCIM Europe, 2019.
[9] Schaab, D.; et al.:Flexible, robust and sustainable energy supply through industrial Smart- DC-Grid with decentralized grid management, 25th CIRP Life Cycle Enginee- ring (LCE) Conference, 2018, Copenhagen.