RT22 | Beschleunigung der Entwicklung neuer Multilevel-Konverter mit Hilfe fortschrittlicher Echtzeit-Simulatoren

Die Entwicklung und Integration Erneuerbare Energien hat in den letzten Jahrzehnten große Aufmerksamkeit erregt, um die Nachfrage nach Energie zu steigern und gleichzeitig die Kohlenstoffemissionen zu verringern. Die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung auf der Basis von Spannungsquellen-Umrichtern (VSC-HVDC) spielt als Grundlagentechnologie eine wesentliche Rolle bei der Einbindung großer, dezentraler erneuerbarer Energien in die Stromnetze. Um die Stromrichterverluste und den Platzbedarf der Umrichterstationen weiter zu reduzieren, haben sich VSC-HVDC-Systeme in den letzten zwanzig Jahren von den traditionellen Zwei- und Dreistufenumrichtern zu modularen Mehrstufenumrichtern weiterentwickelt, die für ihre höhere Modularität, geringere Oberschwingungen und verbesserte Umrichtereffizienz bekannt sind. Jüngste Fortschritte in der VSC-HVDC haben eine neue Klasse von Multilevel-Wandlertopologien hervorgebracht, nämlich die so genannten hybriden kaskadierten Multilevel-Wandler, die den geringeren Platzbedarf der konventionellen VSCs mit geringeren Verlusten und reduzierten Ausgangsharmonischen der MMCs kombinieren. Die hybriden Multilevel-Wandler sind vielversprechend für die nächste Generation der VSC-HVDC-Übertragungstechnologie. Ein Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Liwei Wang an der UBC Yesanagan arbeitet an neuen Topologien für hybride Multilevel-Wandler, Steuerungen, effizienter Modellierung und Echtzeitsimulationen. Die Entwicklung und Verifizierung neuer Multilevel-Wandlertopologien und das schnelle Prototyping von Steuerungen stützen sich auf fortschrittliche Echtzeit-Simulationstools für die Leistungselektronik und hardware für die Wandler. Die Vorteil Echtzeit-Simulationsumgebung, die von OPAL-RT technologies bereitgestellt wird, einschließlich eines kombinierten CPU- und FPGA-basierten Echtzeit-Simulators für Leistungssysteme und -elektronik und einer MMC-Testbench, hat eine wesentliche Rolle bei der Forschung und Entwicklung neuer Leistungswandler gespielt. In diesem Vortrag wird Dr. Liwei Wang die Bemühungen seines Teams bei der Anwendung der fortschrittlichen Echtzeit-Simulationswerkzeuge und hardware von OPAL-RT erläutern, um die Entwicklung und die Tests neuer Multilevel-Konverter für HVDC- und FACTS-Anwendungen zu beschleunigen.