Sicherung der Versorgungsqualität durch optimierten Einsatz verteilter, aktiver Oberschwingungsfilter in Verteilnetzen

Das Forschungsvorhaben soll einen Betrag zur Sicherung der Versorgungsqualität unter Berücksichtigung der Integration erneuerbarer Energien in Industriekomplexen und Zweckbauten leisten. Es wird ein intelligentes System verteilter, aktiver Filter konzipiert und als Demonstrator realisiert, dass die Oberschwingungsbelastung in Niederspannungsnetzen reduziert.
Das System wird aus mehreren kompakten Einheiten bestehen, die an variablen Orten innerhalb eines Niederspannungsabgangs installiert werden können. Die einzelnen Filtereinheiten teilen sich die Aufgabe der Oberschwingungsverringerung. Es wird angestrebt, dass dies ohne Kommunikation der Filter untereinander möglich ist. Der jeweilige Wirkanteil wird dabei im Verhältnis zur Nennleistung der einzelnen Filter stehen. Im Fokus steht auch die Vermeidung instabiler Systemzustände, wie sie beispielsweise durch Resonanzerscheinungen hervorgerufen werden können. Innovativ wird u.a. der Einsatz Siliciumcarbidbasierter Halbleiter sein. Neben der reinen Oberschwingungskompensation werden weitere Kriterien zur Verbesserung der Spannungsqualität wie Reduktion von Unsymmetrien und Flicker sowie Leistungsfaktorkorrektur berücksichtigt.
Im Vergleich zu einem einzelnen Filter mit großer Nennleistung wird mit dem System die Verringerung des Oberschwingungslevels in öffentlichen Niederspannungs- und Industrienetzen mit verbesserter Kosteneffizienz angestrebt. Die modulare Größe der einzelnen Einheiten wird im Vergleich zu bisherigen Filterlösungen in Schrankgröße eine Verbesserung der Energieeffizienz bei flexiblem Einsatz bewirken.
Das Gesamtsystem zeichnet sich durch einfache Bedienbarkeit bei hoher Funktionalität aus.

Assurance of quality of supply with use of distributed, active harmonics filters in distribution networks

The research project is supposed to make a contribution for assurance of the quality of supply in industry networks and functional building considering the integration of renewables energies. For this purpose a system of intelligent distributed active filters is planned and implemented as demonstrator, to reduce the harmonic level in low voltage networks.
The system will consist of several compact filter units which can be installed at various points within a low voltage switchboards. The single filter units share the task of harmonic reduction. The objective is, to achieve this without communication between the units. The respective active power will be in proportion to the nominal power of each single filter. Focus is also to avoid instability effects, e.g. caused by resonances.
Inter alia, the use of silicon carbide semiconductors will be innovative. In addition to harmonic compensation further criteria for improvement of power quality such as reduction of unbalances as well as flicker and power factor correction will be considered.
In comparison to a single filter with high nominal power a reduction of harmonic level in public and industry low voltage networks with improved cost efficiency will be achieved. The modular size of the single units in comparison to the present solutions will cause an improvement of energy efficiency combined with flexible use. The overall system is characterised by simple operability and high functionality.