Servicenavigation

Project Details

Back

Projekt Print View

Nonlinear, model-based control of modular multilevel converters

Subject Area Electrical Energy Systems, Power Management, Power Electronics, Electrical Machines and Drives
Automation, Mechatronics, Control Systems, Intelligent Technical Systems, Robotics
Term from 2015 to 2020
Project identifier Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 278909121
 
Final Report Year 2020

Final Report Abstract

Das Forschungsprojekt hatte zum Ziel, moderne Verfahren der Regelungstechnik auf die als Modularer Mehrpunktstromrichter (MMC) bekannte Topologie anzuwenden. Im Zentrum stand dabei die Symmetrierung der Energien in endlicher Zeit, also ohne die sonst häufig verwendete Nutzung bestimmter Harmonischer der Netzgrößen, die zu einem asymptotischen Verhalten führt. Um das Symmetrierungsproblem innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls zu lösen, wurde von der Möglichkeit Gebrauch gemacht, das nominelle Verhalten des Systems im Rahmen einer Trajektorienplanung vorab festzulegen. Eine Besonderheit der im Projekt betrachteten Problemstellung bestand dabei darin, dass der Laststrom nicht zur Balancierung zur Verfügung steht. Durch diese Einschränkung entsteht im Allgemeinen eine interne Dynamik, die die Entwicklung planungsbasierter Verfahren deutlich erschwert. Im Rahmen des Projekts wurden Beiträge dazu geleistet, wie es trotzdem möglich ist, Trajektorien so zu planen, dass alle Energien in endlicher Zeit ein gewünschtes Regime erreichen. Wesentliches Ergebnis des Projekts ist die Entwicklung echtzeitfähiger Planungsverfahren sowie deren Einbindung in ein Regelungskonzept. Dies erfolgte durch die Aufschaltung der nominellen Kreisströme bzw. ggf. der Gleichtaktspannung, wodurch ein Balancierungsregler von der Überführungsaufgabe entlastet werden kann. Die Verfahren wurden an einer Modellanlage umfassend experimentell erprobt. Darüber hinaus wurden Beiträge zur Modellbildung der Topologie sowie zu Modulationsverfahren geleistet. Eines der im Projekt entwickelten Modulationsverfahren für MMC mit wenig Submodulen zeichnet sich dadurch aus, dass für die Modulation eine Entwurfsfreiheit dazu genutzt wird, die Welligkeit des gleichspannungsseitigen Stroms zu reduzieren. Außerdem wurden Methoden untersucht, den Spannungsfehler bei der Modulation, der durch das Laden bzw. Entladen der Kondensatoren im Zusammenhang mit der Verzögerung zwischen Spannungsmessung und Ausgabe der Stellgrößen entsteht, zu kompensieren. Auch diese Arbeitsergebnisse wurden experimentell abgesichert.

Publications

 
 

Additional Information

© 2025 DFG Disclaimer / Copyright / Privacy Policy

Textvergrößerung und Kontrastanpassung