Schmitt, D: Modular Multilevel Converter M2C für Multitermin

In der vorliegenden Dissertation wird ein neuartiges Konzept eines Hochspannungsumrichters für HVDC-Anlagen (VSC-Technologie) in Verbindung mit einer neuentwickelten Sicherheitskomponente für zukünftige Multiterminal HVDC Anwendungen untersucht.Der neue Hochspannungsumrichter auf Basis des Modular Multilevel Converters M2C weist verbesserte Eigenschaften in der Energieübertragung, Spannungs- und Frequenzwandlung als auch in der Blindleistungskompensation gegenüber bekannten Topologien auf. Das neue Konzept kann durch seine Modularität in weiten Bereichen skaliert werden und deckt somit sowohl in der Antriebstechnik, als auch in der Energieübertragung, ein breites Spektrum an Anwendungsgebieten ab.Zunächst werden verschiedenartige modulare Umrichtertopologien mit ihren wesentlichen Eigenschaften vorgestellt und ihre Eignung für die Energieübertragung untersucht. Zu den wichtigsten Umrichtertypen zählen 2-Punkt bzw. 3-Punkt Umrichter mit seriengeschalteten Leistungshalbleitern. Der Neutral-Point-Clamped, Capacitor-Clamped, sowie der Series Cascaded H-Bridge Converter sind weitere Vertreter der verstärkt eingesetzten Spannungswechselrichter. Der Stand in der heutigen HGÜ-Technik wird ebenfalls erörtert: Hier wird die alte 2-Punkt bzw. 3-Punkt Thyristortopologie, aber auch die beiden neuen Topologien, wie HVDC-Light und HVDC PLUS (M2C Topologie), auf ihre Vor- und Nachteile untersucht und abschließend Anforderungen für zukünftige Energienetze aufgezeigt.Darauf folgt eine ausführliche Darstellung und Beschreibung des neuartigen Modular Multilevel Converter M2C. Dabei wird zunächst die Umrichtertopologie grundlegend beschrieben und danach werden die wichtigsten Submodultypen für verschiedene Anwendungen dargestellt. Das Steuerungs- und Regelkonzept wird ebenfalls kurz aufgezeigt. Die Konzeption der neuartigen Doppelsubmodul-Elektronik bildet ebenfalls ein eigenes Kapitel.