Doctoraatsverdediging Jeroen Stuyts - Implementation of Unbalance Compensation using Grid-supporting Converters

Wanneer: 
26 maart 2018 - 17:00 tot 20:00
Waar: 
Aula Arenberg Castle, 01.07, Kasteelpark Arenberg 1, 3001 Heverlee

Jury

  • Prof. dr. ir. Johan Driesen (promotor)
  • Prof. dr. ir. Willy Sansen (voorzitter)
  • Prof. dr. Jef Beerten (secretaris)
  • Prof. dr. ir. Patrick Reynaert
  • Prof. dr. ir. Jozef Poortmans
  • Dr. Reinhilde D'Hulst , VITO
  • Prof. dr. Frede Blaabjerg , Aalborg University
  • Dr.Ir. Sven De Breucker , Dynniq

 

Abstract

Omvormers komen steeds vaker voor in het elektrische laagspanningsnet, waar ze typisch gebruikt worden om wisselstroom om te vormen naar gelijkstroom en omgekeerd. Toepassing zijn dan ook de netkoppeling van zonnepanelen of batterijen, het opladen van elektrische voertuigen enz.

De toename van netgekoppelde omvormers versterkt een aantal problematieken betreffende de controle van elektrische net, zoals spannings- en frequentiestabiliteit, foutgedrag enz. Vooral de enkelfasige netkoppeling van omvormers aan het driefasige net versterkt één specifieke uitdaging: interfase onbalans. Men spreekt van (interfase) onbalans wanneer, in een driefasige net, de stromen en/of spanningen in/over de verschillende draden van het net verschillend zijn. Onbalans is eigenlijk bijna altijd aanwezig, maar het probleem wordt dus erger door de enkelfasige verbinding van omvormers, meestal voor de netkoppeling van zonnepanelen.

Maar de toename van netgekoppelde omvormers biedt ook meer controlemogelijkheden, aangezien het gedrag van (sommige) omvormers geprogrammeerd kan worden. Het eerste luik van deze doctoraatsthesis handelt dan ook over dit controle perspectief. Een basis controle wordt voorgesteld en uitgebreid met net-ondersteunende diensten. Deze net-ondersteunende diensten helpen het net om binnen zijn ontwerpparameters te blijven.

Deze diensten hebben een gemeenschappelijke nood aan uitgebreide en nauwkeurige informatie over de status van het net. Daarom wordt een netstatusschatter voorgesteld die alle noodzakelijke informatie voor net-ondersteuning voorziet. De schatter werd geïmplementeerd en getest, waardoor een snellere en nauwkeurigere werking kan worden aangetoond ten opzichte van de state-of-the-art.

Het tweede luik van deze doctoraatsthesis spits zich dan toe op onbalanscompensatie door middel van een nieuwe techniek: stroomherverdeling. Hierbij wordt de stroom in het net actief herverdeeld door compensatiestromen te injecteren met de omvormer. Op die manier wordt een ongebalanceerde stroom van bv. 1A in fase 1 en 2 en 4A in fase 3, actief herverdeeld naar een gebalanceerde stroom van 2A per fase. Stroomherverdeling kan uitgevoerd worden terwijl de omvormer zijn hoofdtaak volbrengt, namelijk vermogen uitwisselen tussen de wisselstroomzijde en gelijkstroomzijde. Deze methode is geïmplementeerd en getest. Het wordt aangetoond dat deze techniek zeer doeltreffend is, immers wanneer de omvormer de nodige compensatiestromen kan injecteren, wordt onbalans volledig tenietgedaan.

Echter kan de benodigde stroom te hoog zijn. Voor dit geval wordt een optimale stroomherverdeling berekend. Deze houdt rekening met de stroomgrenzen van de omvormer. De oplossing vertaald zich in de ideale manier waarop de omvormer onbalans kan compenseren door stroomherverdeling. Ook deze optimale aanpak is geïmplementeerd en getest.

In verdergaand werk kunnen de andere net-ondersteunende diensten opgenomen worden in deze optimalisatie, om op die manier de vereiste inspanningen optimaal te verdelen. Dit zou ervoor kunnen zorgen dat elke controleerbare omvormer actief en optimaal het net ondersteund.

Please confirm your attendance to the defense and/or reception before March 29 at jeroen.stuyts@kuleuven.be.

 
Deel dit bericht
Deel dit bericht