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Selbstsynchronisierung in elektrischen Netzen mit periodischen Dynamiken

Fachliche Zuordnung Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe
Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik
Förderung Förderung von 2020 bis 2025
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 446182476
 
Erstellungsjahr 2025

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Die Positionierung erneuerbarer Energien als primäre Quelle für die Stromerzeugung ist ein Schlüssel zur Bekämpfung des Klimawandels. Der zuverlässige Betrieb von Stromnetzen, die von erneuerbaren Generatoren geregelt werden, stellt jedoch aufgrund der komplexen Dynamik der Netzelemente eine Herausforderung dar. Dieses Problem erfordert geeignete Stabilitäts- und Robustheitsanalysen sowie die Implementierung fortschrittlicher Regelungstechniken für Netze erneuerbarer Generatoren. Das Hauptproblem bei der Analyse der Stabilität und Robustheit von Stromsystemen liegt in der Anwesenheit von Zustandsperiodenfunktionen in ihren Zustandsraummodellen, die zu mehreren Ruhelagen führen. In diesem Zusammenhang haben die Antragsteller einen innovativen Ansatz für die Stabilitäts- und Robustheitsanalysen von Systemen mit Zustandsperiodendynamik vorgeschlagen, indem sie das Konzept der Leonov-Funktionen einführten. Dieser Ansatz nutzt die periodische Natur des Systems und schwächt die Standardbedingungen der Lyapunov-Funktionsmethode für solche Systeme ab. Die praktische Bedeutung dieser Methode wurde durch die Untersuchung der Beschränktheit von Lösungen und der Eingangs- Zustands-Stabilitätseigenschaften (ISS) von Mikronetzen gezeigt. Die Leonov-Funktionsmethode wurde erfolgreich auf die Reglersynthese periodischer Zustandssysteme ausgeweitet, indem die Konzepte von Control Leonov Functions (CLeFs) zur Sicherstellung der Beschränktheit von Lösungen des geschlossenen Regelkreissystems und von ISS-CLeFs zur Ausstattung des geschlossenen Regelkreises mit ISS-Eigenschaften eingeführt wurden. Aus Anwendungssicht umfassen die wichtigsten Ergebnisse: die Herleitung hinreichender Bedingungen für die Wahl der Parameter von zwei parallelen Synchronumrichtern mit einer ohmsch-kapazitiven Last basierend auf einem mathematischen Modell in der Port-Hamilton- Form eines Mikronetzes; die Entwicklung eines Reglers, der die ISS-Eigenschaft für ein Mikronetz von zwei parallelen Synchronumrichtern mit einer ohmschen Last sicherstellt; und die Demonstration der nahezu globalen Attraktivität von Lösungen für Netzwerke heterogener Kuramoto-Oszillatoren. Unsere Ergebnisse wurden in sechs Artikeln auf internationalen Konferenzen mit Peer-Review veröffentlicht. Darüber hinaus wurden zwei Artikel in international renommierten Fachzeitschriften veröffentlicht, während sich zwei weitere derzeit im Review befinden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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