Auswirkungen von MMC-HGÜ-Systemen auf die Stabilität im Übertragungsnetz - Herausforderungen und Potenziale

In der vergangenen Dekade sind neue Stabilitätsphänomene in Form von Interaktionen zwischen den aktiven Umrichterdynamiken und den vorherrschenden Netzresonanzen aufgetreten, welche unerwünschte Oszillation im Netz hervorgerufen haben. Für diese Phänomene hat sich in der Literatur der Begriff der "Harmonischen Stabilität" etabliert, welcher sich für den Frequenzbereich von 10 Hz bis zu einigen Kilohertz einordnet und somit breitbandig zu gewährleisten ist. Neben der Bewältigung neuartiger Stabilitätsprobleme stellt die Wahrung klassischer Stabilitätsmerkmale für das Gelingen der Energiewende zunehmend ebenfalls eine zentrale Rolle dar. Aus diesem Grund wird der Lösungsansatz verfolgt, geplante Großprojekte der VSC-Klasse mit einer netzbildenden Regelung auszustatten, sodass diese zukünftig einen Beitrag zur Wahrung klassischer Stabilitätsmerkmale leisten können.

Basierend auf diesen Stabilitätsthematiken leiten sich im Kontext der HGÜ-Systemtechnik zwei zentrale Fragestellungen ab: die Auswirkung der Umrichterregelung auf die harmonische Stabilität sowie die Nutzung der Umrichterregelung zur Verbesserung der Stabilität.
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Auf Grundlage dieser Fragestellungen erarbeitet diese Dissertation ein umfängliches Verständnis über die frequenzabhängigen Eigenschaften eines HGÜ-Umrichters in Abhängigkeit des gewählten Umrichterregelungsverhaltens sowie die dafür notwendigen Modellierungsempfehlungen. Weiterhin wird im Kontext netzbildender HGÜ-Regelverfahren eine Möglichkeit untersucht, virtuelle Momentanreserve trotz limitierter Energiespeicher innerhalb der Umrichterstation bereitzustellen und damit einhergehende Herausforderungen anhand geeigneter
Untersuchungsszenarien abzuleiten.