Labormodell eines Multilevel-Umrichters. Bild: Alexander Ratzing
30.01.2024 – Strom dorthin bringen, wo er gebraucht wird. In diesem Sinne arbeitet das deutsch-chilenische Projekt ifMMC an Lösungen für eine effiziente und stabile Hochspannungsübertragung.
Norddeutschland hat Wind, Süddeutschland hat Sonne, beides liefert elektrische Energie, die zu den Verbraucher:innen transportiert werden muss. In Chile sei das ähnlich, erklärt HM-Professor Christoph Hackl, Leiter des Labors für mechatronische und regenerative Energiesysteme der HM. „Dort weht der Wind im Süden, während der Strom vor allem in den Minen im Norden des Landes gebraucht wird. Da liegt es nahe, gemeinsam nach Lösungen für eine optimierte Übertragung zu suchen.“
Aus diesem Grund beschlossen Hackl und sein ehemaliger Promotionskollege Felix Rojas, heute Professor an der Pontificia Universidad Católica de Chile, gemeinsam an der Optimierung von Mehrlevel-Kaskaden-Umrichtern für die Hochspannungsübertragung zu arbeiten.
Im Rahmen des Projekts „Intelligente und fehlertolerante Modular-Multilevel-Cascade-Converter für zukünftige erneuerbare Energiesysteme unter beliebigen Netzfehlern (ifMMCC)“ wurde in Kooperation ein Multilevel-Umrichter entwickelt, der die grundlegenden Prozesse analysieren und verbessern soll.
HM-Doktorand Oliver Kalmbach und Prof. Dr. Christoph Hackl (v.l.n.r.) arbeiten gemeinsam an einem stabilen Funktionieren der Mehrlevel-Umrichter. Bild: Alexander Ratzing
Mit Erfolg, denn inzwischen kann sich der Multilevel-Konverter an den aktuellen Leistungsbedarf anpassen, erkennt Fehler, überbrückt defekte Zellen und meldet eventuellen Wartungsbedarf. Ein digitaler Zwilling hilft zudem, die Vorgänge im realen Umrichter mathematisch abzubilden und so Fehler, die durch hohe thermische oder elektrische Belastung entstehen können, schneller zu erkennen. „Durch die adaptive Regelung, eine permanente Zustandsüberwachung und die prädiktive Maintenance konnten wir Effizienz, Fehlertoleranz und Stabilität des Gesamtsystems steigern“, fasst Hackl zusammen. (pms)