Technische Methoden für das Laden von Elektrofahrzeugen zur Reduzierung von Spannungsunsymmetrie in Niederspannungsnetzen

Beschreibung

In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene Regelungsmethoden für das Laden von Elektrofahrzeugen zur Spannungsunsymmetriereduzierung in Niederspannungsnetzen untersucht sowie deren Auswirkungen auf langsame Spannungsänderungen. Es werden die aus dem Bereich dezentraler Energieerzeugung bereits definierten Methoden konstanter Verschiebungsfaktor, wirkleistungsabhängige Verschiebungsfaktorregelung, spannungsabhängige Blindleistungsregelung und spannungsabhängige Wirkleistungsregelung betrachtet. Für die spannungsabhängigen Methoden wird neben dem symmetrischen Ansatz für dreiphasiges Laden eine phasengenaue Umsetzung getestet, bei der jede Phase separat geregelt wird. Der phasengenaue Ansatz wird auch für die Anwendung beim ein- und zweiphasigen Laden untersucht. Die Methoden, die den Verschiebungsfaktor regeln, werden ebenfalls beim dreiphasigen als auch beim ein- und zweiphasigen Laden untersucht. Darüber hinaus wird eine Blindleistungsregelung in Abhängigkeit der Phasenverschiebungen der Spannungen entwickelt. Die Untersuchungen erfolgen zunächst simulativ mit einem Netzmodell für ein ländliches Niederspannungsnetz und einem entwickelten Elektrofahrzeugmodell, das die Methoden umsetzt. Außerdem wird ein Prototyp aufgebaut, um die Methoden in realitätsnaher Umgebung im Labor zu testen. Der Prototyp implementiert die Methoden und berücksichtigt die Ladekommunikation zwischen Elektrofahrzeug und Ladepunkt. Die Ergebnisse zeigen, dass die phasengenaue, spannungsabhängige Wirkleistungsregelung und die Blindleistungsregelung in Abhängigkeit der Phasenverschiebung die effektivsten Methoden zur Reduzierung von Spannungsunsymmetrie sind. Im Hinblick auf statische Spannungshaltung bewirken die phasengenaue, spannungsabhängige Wirkleistungsregelung und die phasengenaue, spannungsabhängige Blindleistungsregelung die stärkste Verringerung von Spannungsänderungen.

Autor*in

Gian-Luca Di Modica

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