Modeling and control of power converters in weak and unbalanced electric grids

Der steigende Anteil an erneuerbaren Energien in den
Energieversorgungsnetzen führt zur Verdrängung konventioneller
Kraftwerke. Diese Entwicklung lässt umrichterdominierte und schwache
Netzabschnitte entstehen, die kritischen Stabilitätsmechanismen
unterliegen, allerdings auch ermöglichen, dass Umrichter aktiv zur
Netzstützung und Netzstabilität beitragen können. Die vorliegende Arbeit
beschreibt kritische Regelungskomponenten der Umrichter und deren
Modellierung. Auf Basis der Modelle werden Auslegungskriterien für die
Regelungen abgeleitet und dedizierte Stabilitätsanalysemethoden
präsentiert. Grid converters increasingly affect power system operation due to the
increasing share of renewable energy sources and less conventional power
plants. This shift in power generation leads to converter-dominated
weak grids, which show critical stability phenomena but also enable
converters to contribute to grid stability and voltage support. This
thesis presents critical parts of converter controls and describes
models to assess their characteristics. These models are used to derive
design criteria and dedicated stability analysis methods for grid
converter controls.