Modeling techniques and control strategies for inverter dominated microgrids

dc.contributor.advisorDieckerhoff, Sibylle
dc.contributor.authorGkountaras, Aris
dc.contributor.grantorTechnische Universität Berlinen
dc.contributor.refereeDieckerhoff, Sibylle
dc.contributor.refereeFuchs, Friedrich
dc.contributor.refereeHatziargyriou, Nikos
dc.contributor.refereeSezi, Tevfik
dc.date.accepted2016-03-21
dc.date.accessioned2016-10-10T10:25:04Z
dc.date.available2017-02-20T10:25:04Z
dc.date.issued2017
dc.descriptionPublished in print by Universitätsverlag der TU Berlin, ISBN 978-3-7983-2872-3 (ISSN 2367-3761)
dc.description.abstractThe character of modern power systems is changing rapidly and inverters are taking over a considerable part of the energy generation. A future purely inverter-based grid could be a viable solution, if its technical feasibility can be first validated. The focus of this work lies on inverter dominated microgrids, which are also mentioned as 'hybrid' in several instances throughout the thesis. Hybrid, as far as the energy input of each generator is concerned. Conventional fossil fuel based generators are connected in parallel to renewable energy sources as well as battery systems. The main contributions of this work comprise of: The analysis of detailed models and control structures of grid inverters, synchronous generators and battery packs and the utilization of these models to formulate control strategies for distributed generators. The developed strategies accomplish objectives in a wide time scale, from maintaining stability during faults and synchronization transients as well as optimizing load flow through communication-free distributed control.en
dc.description.abstractDie Struktur der modernen Energieversorgung hat sich in den letzten Jahrzehnten massiv geändert. Dezentrale Generatoren, die auf Wechselrichtern basieren, übernehmen einen großen Teil der Energieerzeugung. Ein ausschließlich wechselrichterbasiertes Netz wäre ein realistischer Ansatz, wenn seine technische Machbarkeit verifiziert werden könnte. Die wichtigste Beiträge dieser Arbeit sind: Die Analyse von Modellen und Regelstrukturen von Netzwechselrichtern, Synchrongeneratoren und Batterieanlagen. Die entwickelten Modelle werden verwendet, um Regelstrategien für dezentrale Generatoren in Mittelspannungsinselnetzen zu formulieren. Die erste Strategie ist eine Synchronisationsmethode für netzbildende Wechselrichter. Zweitens wird die Leistungsaufteilung in Mittelspannungsinselnetzen mittels Droop Regelung analysiert. Weiterhin erfolgt die Untersuchung der transienten Lastaufteilung zwischen netzbildenden Einheiten mit unterschiedlichen Zeitkonstanten. Beim Betrieb mehrerer paralleler Wechselrichter wird der Einfluss der Netzimpedanz auf die transiente Lastaufteilung analysiert. Die dritte entworfene Regelstrategie umfasst die Integration der Sekundärregelung in die Primärregelung. Der Ladezustand von Batterien wird mit der Lastaufteilung gekoppelt, um die Autonomie des Netzes zu stärken. Abschließend wird eine Kurzschlussstrategie für netzbildende und netzspeisende Wechselrichter entwickelt. Ziel der Strategie ist die Maximierung des Kurzschlussstromes. Als zusätzliche Randbedingung soll keine Kommunikation zwischen Generatoren stattfinden.de
dc.identifier.eissn2367-377X
dc.identifier.isbn978-3-7983-2873-0
dc.identifier.urihttps://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/5930
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.14279/depositonce-5520
dc.language.isoenen
dc.publisher.nameUniversitätsverlag der TU Berlinen
dc.publisher.placeBerlinen
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/en
dc.subject.ddc600 Technik, Technologiede
dc.subject.othergrid forming inverteren
dc.subject.otherblack starten
dc.subject.othersmall signal stabilityen
dc.subject.otherload sharingen
dc.subject.othershort circuit strategyen
dc.subject.othernetzbildender Wechselrichterde
dc.subject.otherSchwarzstartde
dc.subject.otherNetzstabilitätde
dc.subject.otherLastaufteilungde
dc.subject.otherKurzschlussstrategiede
dc.titleModeling techniques and control strategies for inverter dominated microgridsen
dc.title.translatedModellierungsverfahren und Regelstrategien für wechselrichterdominierte Inselnetzede
dc.typeDoctoral Thesisen
dc.type.versionpublishedVersionen
tub.accessrights.dnbfreeen
tub.affiliationFak. 4 Elektrotechnik und Informatik::Inst. Energie- und Automatisierungstechnikde
tub.affiliation.facultyFak. 4 Elektrotechnik und Informatikde
tub.affiliation.instituteInst. Energie- und Automatisierungstechnikde
tub.publisher.universityorinstitutionUniversitätsverlag der TU Berlinen
tub.series.issuenumber2en
tub.series.nameElektrische Energietechnik an der TU Berlinen

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