Interaktion von Niederspannungsnetzen mit daran betriebenen Netzpulsstromrichtern

In absehbarer Zeit werden Grenzwerte für leitungsgebundene Störaussendung von Netzpulsstromrichtern für den Frequenzbereich 2 kHz bis 9 kHz existieren. Aktuelle Untersuchungen über die Verhältnisse an Niederspannungsnetzen waren bislang nicht vorhanden. Daher werden in dieser Arbeit Niederspannungsnetze untersucht, an unterschiedlichen Standorten und Netzen werden sowohl die Netzimpedanzen als auch die Oberschwingungen gemessen. Es wurde eine breite Datenbasis geschaffen und diese statistisch ausgewertet. Diese Ergebnisse der Arbeit sind in die technische Spezifikation IEC/TS 62578 TS eingeflossen und dienten dort als Anhaltswert zur Störspannungsgrenzwertdefinition. Basierend auf diesen Messungen werden darüber hinaus sowohl Impedanz-netzwerke zur Simulation als auch eine reale Netzimpedanznachbildung entworfen. Diese tragen den Messergebnissen Rechnung und spiegeln die Impedanzen an realen Niederspannungsnetzen wieder. Die Netzimpedanznachbildung wurde realisiert und konnte durch Messungen verifiziert werden. Des Weiteren wird untersucht, wie die Störspannungspegel von Netzpulsstromrichtern reduziert werden können. Zielstellung hierbei ist eine kostenneutrale Reduktion der Störspannungspegel sowohl im Einzel- als auch im Parallelbetrieb. Für den Einzelbetrieb wird eine Reglerauslegung entworfen mit einstellbarer Dynamik. Es gelingt eine analytische Beschreibung des Gesamtsystems. Dadurch kann der Einfluss aller relevanter Größen auf das Verhalten des gesamten Systems untersucht werden. Es wird gezeigt, dass die Störspannungspegel eines Netzpulsstromrichters durch geeigneten Regelungsentwurf reduziert werden können. Auch im Parallelbetrieb können die Störspannungspegel von Netzpulsstromrichtern signifikant verringert werden. Es wird gezeigt, wie bei räumlich konzentrierten Systemen durch geeignete Modulation eine Auslöschung von Oberschwingungen möglich ist.