RT21 | Neue modulare Mehrstufengleichrichter-Topologien unter Verwendung eines rekonfigurierbaren MMC-Testbeds von OPAL-RT

Modulare mehrstufige Kaskadenwandler (MMCC) haben seit ihrer Einführung Anfang des Jahres 2000 in der Forschungsgemeinschaft für Leistungselektronik und Antriebstechnik große Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Ursprünglich wurden MMCCs für Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungssysteme (HVDC) vorgeschlagen. In jüngster Zeit wurden sie jedoch auch in anderen Bereichen eingesetzt, z. B. bei statischen Kompensatoren, Windenergieumwandlungssystemen und Motorantrieben. Unter den MMCCs ist der modulare Mehrpegel-Umrichter (M2C) eine etablierte Topologie, die in großem Umfang für die HVDC-Übertragung eingesetzt wird. Allerdings hat der M2C einige Schwierigkeiten, bei Anwendungen, bei denen die elektrische Maschine mit sehr niedriger Drehzahl betrieben wird, eine gute Leistung zu erzielen. Daher wurden in den letzten Jahren andere MMCC-Topologien wie der Hexverter, der modulare Mehrpegel-Matrix-Umrichter und der Serien-Parallel-MMCC untersucht. Neuartige Umrichter erfordern jedoch komplexe Implementierungen und Regelungsstrategien, was die Anzahl der Arbeiten, in denen experimentelle Ergebnisse zu diesen Topologien berichtet werden, bisher eingeschränkt hat. Vor diesem Hintergrund stellt dieser Vortrag ein Gemeinschaftsprojekt vor, das von der Universität Santiago de Chile in Zusammenarbeit mit OPAL-RT und Conecta Engineering geleitet wird und in dessen Rahmen ein rekonfigurierbarer MMCC aus 120 Leistungsmodulen unter Verwendung von OPAL-RT-MMCC-Modulen realisiert wurde. Somit kann der Prüfstand „ rapid control prototyping “-Tests - und „Power- Hardware -in-the-Loop“-Analysen neuartiger Topologien wie M3C, Hexverter und anderer innovativer Topologien durchführen.