nach oben

e+i Elektrotechnik und Informationstechnik

Erschienen in:

06.12.2023 | Originalarbeit

Power-electronics-based distribution – flexible solutions tailored to the grid site

verfasst von: Sebastian Brueske, Stephan Rupp, Jun-Hyung Jung, Marius Langwasser

Erschienen in: e+i Elektrotechnik und Informationstechnik | Ausgabe 7-8/2023

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config

KI-gestützte Suche

Aus

Abstract

Achieving the ambitious climate targets necessitates deploying renewable energy systems, energy storage systems (ESS), and efficient sector coupling through electrification of transport and heating. As a result, the electrical grid infrastructure is undergoing a significant transformation towards a more active distribution system dominated by power electronics. There are two main concepts to achieve active distribution at substation level depending on the specific requirements of the grid site: power electronics converter-assisted active distribution and power electronics converter-based active distribution. This article thoroughly explains the concepts and provides application examples in active distribution networks tailored to the grid site and presents two real-world demonstrators of converter-based solutions, namely a modular converter for low-voltage DC microgrid connection and a back-to-back converter system to operate the grid in islanded AC mode and integrate ESS for greater grid flexibility.

Vorheriger Artikel Partial discharge diagnostics on inverter-fed drives of electric vehicles

Nächster Artikel Electromagnetic interference and the effect of low-voltage protective measures at electric vehicle charging stations

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

über 102.000 Bücher
über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

Automobil + Motoren
Bauwesen + Immobilien
Business IT + Informatik
Elektrotechnik + Elektronik
Energie + Nachhaltigkeit
Finance + Banking
Management + Führung
Marketing + Vertrieb
Maschinenbau + Werkstoffe
Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

über 67.000 Bücher
über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

Automobil + Motoren
Bauwesen + Immobilien
Business IT + Informatik
Elektrotechnik + Elektronik
Energie + Nachhaltigkeit
Maschinenbau + Werkstoffe

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

über 67.000 Bücher
über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

Bauwesen + Immobilien
Business IT + Informatik
Finance + Banking
Management + Führung
Marketing + Vertrieb
Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

IRENA (2023): World Energy Transitions Outlook 2023: 1.5°C Pathway 1 (2023). https://www.irena.org/Publications/2023/Jun/World-Energy-Transitions-Outlook-2023, accessed on 08/21/2023

Zhong, Q.-C.: Power-electronics-enabled autonomous power systems: Architecture and technical routes. IEEE Trans. Ind. Electron. 64(7), 5907–5918 (2017). https://doi.org/10.1109/TIE.2017.2677339CrossRef

Marvasti, A.K., Fu, Y., Dormohammadi, S., Rais-Rohani, M.: Optimal operation of active distribution grids: A system of systems framework. IEEE Trans. Smart Grid 5, 1228–1237 (2014). https://doi.org/10.1109/TSG.2013.2282867CrossRef

Bie, Z., Zhang, P., Li, G., Hua, B., Meehan, M., Wang, X.: Reliability evaluation of active distribution systems including microgrids. IEEE Trans. Power Syst. 27, 2342–2350 (2012). https://doi.org/10.1109/TPWRS.2012.2202695CrossRef

Karagiannopoulos, S., Mylonas, C., Aristidou, P., Hug, G.: Active distribution grids providing voltage support: The swiss case. IEEE Trans. Smart Grid 12, 268–278 (2021). https://doi.org/10.1109/TSG.2020.3010884CrossRef

Varela, J., Hatziargyriou, N., Puglisi, L.J., Rossi, M., Abart, A., Bletterie, B.: The igreengrid project: Increasing hosting capacity in distribution grids. IEEE Power Energy Mag. 15, 30–40 (2017). https://doi.org/10.1109/MPE.2017.2662338CrossRef

Bletterie, B., Kadam, S., Bolgaryn, R., Zegers, A.: Voltage control with pv inverters in low voltage networks-in depth analysis of different concepts and parameterization criteria. IEEE Trans. Power Syst. 32, 177–185 (2017). https://doi.org/10.1109/TPWRS.2016.2554099CrossRef

Carreno, A., Perez, M., Baier, C., Huang, A., Rajendran, S., Malinowski, M.: Configurations, power topologies and applications of hybrid distribution transformers. Energies 14 (2021). https://doi.org/10.3390/en14051215CrossRef

Allende, F.R., Perez, M.A., Espinosa, J.R., Gajowik, T., Stynski, S., Malinowski, M.: Surveying Solid-State Transformer Structures and Controls: Providing Highly Efficient and Controllable Power Flow in Distribution Grids. Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc. (2020). https://doi.org/10.1109/MIE.2019.2950436CrossRef

10.

Zhu, R., Liserre, M., Langwasser, M., Kumar, C.: Operation and control of smart transformer in meshed and hybrid grids. IEEE Ind. Electron. Mag. (2020). https://doi.org/10.1109/MIE.2020.3005357CrossRef

11.

Zhu, R., Andresen, M., Langwasser, M., Liserre, M., Lopes, J.P., Moreira, C., Rodrigues, J., Couto, M.: Smart transformer/large flexible transformer. CES Trans. Elect. Mach. Syst. 4, 264–274 (2021). https://doi.org/10.30941/cestems.2020.00033CrossRef

12.

Liserre, M., Perez, M.A., Langwasser, M., Rojas, C.A., Zhou, Z.: Unlocking the hidden capacity of the electrical grid through smart transformer and smart transmission. Proceedings of the IEEE 111(4), 421–437 (2023). https://doi.org/10.1109/JPROC.2022.3157162CrossRef

13.

LEM – Power Electronic Mesh Current Controller for Flexibilization of Low Voltage Networks. https://enargus.de/detail/?id=10557823. Accessed 21 Aug 2023

14.

Semiconductors in the grid. https://onload.reinhausen.com/en/12-2021/semiconductors-in-the-grid/. Accessed 21 Aug 2023 (2021)

15.

Kopernikus-Projekt ENSURE. https://www.kopernikus-projekte.de/projekte/ensure. Accessed 21 Aug 2023

Titel: Power-electronics-based distribution – flexible solutions tailored to the grid site
verfasst von: Sebastian Brueske
Stephan Rupp
Jun-Hyung Jung
Marius Langwasser
Publikationsdatum: 06.12.2023
Verlag: Springer Vienna
Erschienen in: e+i Elektrotechnik und Informationstechnik / Ausgabe 7-8/2023
Print ISSN: 0932-383X
Elektronische ISSN: 1613-7620
DOI: https://doi.org/10.1007/s00502-023-01192-8

Neuer Inhalt

Bildnachweise

VDI-Icon, Profil Icon, inhalt2, Springer Professional Modul/© Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, Die Gewinner und Laudatoren des Sustainability Award in Automotive 2024/© Uli Regenscheit | ATZlive, Search Icon, Banner Hanser, Suresh Vittal/© Alteryx, Additiv gefertigte Teile/© Marina_Skoropadskaya | Getty Images | iStock, Warnschild "Land unter"/© Bluedesign / Fotolia, Zeitschrift Wissensmanagement Cover, PatentFit-Logo/© Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ATZ-Webinar: Prototypenfreie Entwicklung durch Offline- und Driver-in-the-Loop-HiL-Tests /© (c) VI-grade, chassis.tech plus 2023/© [M] ATZlive / TÜV SÜD PRODUCT SERVICE GMBH, adäsion-Webinar-Matinee/© krystiannawrocki_ Getty Images

Springer Professional

Abstract

Bitte loggen Sie sich ein, um Zugang zu Ihrer Lizenz zu erhalten.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Springer Professional "Technik"

Springer Professional "Wirtschaft"

Weitere Artikel der Ausgabe 7-8/2023

CIRED 2023: Bericht über Session 3 – Betrieb

CIRED 2023: Bericht über Session 5 – Verteilnetzplanung

Von der Netzführung zur Systemführung in Verteilernetzen

Netzreserve in Österreich: Systemanalyse zur Ermittlung des österreichischen Netzreservebedarfs

CIRED 2023: Bericht über Session 4 – Schutz, Steuerung und Überwachung, Automatisierung

Nachweis der Machbarkeit einer Kurzzeitvorhersage lokaler PV-Produktion basierend auf räumlich verteilten Wechselrichter-Daten

Neuer Inhalt

Bitte loggen Sie sich ein, um Zugang zu Ihrer Lizenz zu erhalten.

Bitte loggen Sie sich ein, um Zugang zu Ihrer Lizenz zu erhalten.