Übersicht über Topologie- und Steuerungsanwendungen von Mittel- und Hochspannungs-Leistungstransformatoren I

Mit dem Konzept des Energieinternets und der zunehmenden Verbreitung von Smart-Grid-Technologien wird der Anteil erneuerbarer Energien wie Wind- und Photovoltaikstrom im bestehenden Energiesystem deutlich steigen. Dies deutet darauf hin, dass zukünftige Stromnetze intelligenter und flexibler werden. Im Energieinternet erfordert die steigende Anzahl dezentraler Nutzer und Energiequellen eine hochpräzise Steuerung der Stromübertragung. Intelligente Verteilnetze müssen eine stabile und qualitativ hochwertige Stromversorgung gewährleisten und gleichzeitig eine Vielzahl dezentraler erneuerbarer Energiequellen integrieren sowie den Netzbetrieb überwachen und steuern. Diese Anforderungen stellen hohe Anforderungen an die Intelligenz der Netzkomponenten, während herkömmliche Frequenzumrichter an ihre funktionalen Grenzen stoßen.

Leistungselektronische Transformatoren (PETs), die mittels leistungselektronischer Wandlerschaltungen zur Energiewandlung und unter Verwendung von Mittel- bis Hochfrequenztransformatoren zur magnetischen Kopplung und Isolation realisiert werden, stellen eine fortschrittliche Lösung dar. Im Vergleich zu herkömmlichen Netzfrequenztransformatoren ermöglichen PETs die AC/DC-Energiewandlung und integrieren dank ihrer integrierten Leistungselektronik Funktionen wie Leistungsfaktorkorrektur, Blindleistungskompensation, Oberwellenunterdrückung und Relaisschutz. Aufgrund ihrer hohen Steuerbarkeit bieten PETs erhebliche Anwendungsvorteile in Energienetzen und intelligenten Verteilnetzen.