Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Renewable energy resources will form the cornerstone of power systems of the future and present a key solution to the grand challenge of mitigating climate change. However, the proliferation of renewables has brought up a myriad of challenges involved in operating the power system with notable shares of inverter-based resources (IBRs). This has sparked several concerns pertaining to stability, protection, and continuity of power supply at large. As a solution to a wide body of such concerns, a consensus is forming toward the adoption of grid-forming (GFM) inverter technology to interface renewables with the grid. In the GFM paradigm, IBRs do not follow the grid, rather, they form it and offer voltage and frequency regulation much alike conventional synchronous generators. Yet, their performance during --- in particular unbalanced --- faults and their impact on power system protection remains largely uncharted territory. The present work investigates the (unbalanced) fault behavior of grid-forming inverters, and their effect on traditional distance protection. First, a novel grid-forming inverter control architecture is proposed which exhibits better performance during faults in terms of grid support. Enhanced virtual-impedance and current-reference saturation limiting strategies are introduced, along with an elaborate and generic control-design procedure. Electromagnetic transient simulations in MATLABextsuperscript{extregistered}Simulink of an all-inverter IEEE 14-bus network illustrates the voltage support benefits achievable with the proposed GFM controls. Second, the effect of grid-forming inverter controls on the performance of traditional distance protection is investigated. Different incarnations of GFM controls are taken into consideration for this analysis. Full-order EMT simulations, analytical steady-state fault models, and a hybrid hardware-software setup illustrate the superiority of the proposed GFM controls in terms of protection. Finally, a novel method is proposed for detecting a fault on a line connected to IBRs. The method is independent of the inverter's control structure and does not require high-bandwidth communication. As such, the method is agnostic to the presence of inverter-based resources in the grid.

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Sinds 2005 stijgt, in tegenstelling tot het verbruik aan fossiele brandstoffen, de consumptie van hernieuwbare energie. Dit gebeurt op kleine, lokale schaal waar consumenten prosumenten worden. De opkomst van de hernieuwbare energie brengt ook elektrificatie met zich mee, dit gaat bijvoorbeeld over elektrische voertuigen en warmtepompen. Het distributienet moet in alle toestanden en op alle momenten voor probleemloos energietransport blijven zorgen. In dit kader onderzoekt deze thesis hoe de impact van de decentralisatie en de elektrificatie op het distributienet voorspeld kan worden. Als de injectie-overschotten in een net voorspeld kunnen worden, kunnen vervolgens opslagmethodes onderzocht en gedimensioneerd worden. Vertrekkend van verschillende bestaande modellen wordt een model opgebouwd waarin spanningen, stromen en vermogens in een radiaal gedeelte van het distributienet voorspeld worden. In het model is er mogelijkheid om variatie aan te brengen in de huishoudens die een PV-installatie bevatten, in hoe deze zonnepanelen gericht zijn, in de efficiëntie die de zonnepanelen hebben en de hoeveelheid energie die ze in staat zijn te produceren. Een andere toevoeging in het model is de weerspiegeling van de bevolking. Vertrekkend van statistieken die de bevolking in het Vlaams Gewest beschrijven, wordt een verdeling toegekend aan het model over de verschillende soorten huishoudens en de bijhorende lastprofielen. Een andere variatie bevat de warmtevraag die de huishoudens aan het radiaal gedeelte net vragen door het gebruik van warmtepompen. Door de warmtevraag met warmtepompen te beantwoorden in het model, wordt een toekomstbeeld gemodelleerd aangezien woningen in Vlaanderen een verplicht aantal kWh aan hernieuwbare energie moeten bevatten. Het tijdsinterval waarmee spanningen, stromen en vermogens bepaald worden, is afhankelijk van het tijdsinterval van de last- en productieprofielen die aan het model worden toegevoegd. In dit onderzoek worden met twee soorten distributienetten 20 scenario's met het model uitgevoerd en vergeleken. De twee distributienetten zijn opgesteld met behulp van informatie van een Vlaamse netbeheerder. Het model is uiteindelijk in staat om voor elk scenario te bepalen op welke tijdstippen van de gesimuleerde periode er injectie-overschotten zijn. In het model kan in de toekomst een opslagmethode toegevoegd worden, om de functionering en de dimensionering ervan te onderzoeken. Verder onderzoek is wel nodig om het model te optimaliseren. Zo kan met betrekking tot de tijdsduur van een simulatie wat verbetering geboekt worden. Bovendien bevatten de lastprofielen nog geen aanstuurbare apparaten en kunnen deze later ook toegevoegd worden.

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Het doel van deze masterproef bestaat erin het analyseren van het verband tussen een vonk die zich voordoet in een hoogspanningsonderstation ten gevolge van een schakeling en ongewenste fenomenen die zich voordoen in en rond een hoogspanningsonderstation. Tijdens het schakelen van vermogenschakelaars of scheiders op hoogspanning wordt er een transiënte spanningsgolf aangelegd aan de aangesloten feeders. Deze feeders transporteren deze golf totdat er zich een kabelovergang of discontinuïteit voordoet. Aan deze discontinuïteit splitst de golf zich in een gereflecteerde golf en het gedeelte van de golf dat doorgegeven wordt aan het volgende segment van het net. Daar waar een gas insulated line (GIL) zich in de buurt bevindt van een metalen structuur wordt de gereflecteerde spanningsgolf ontladen door de lucht in de vorm van een vonk. Deze vonk zendt energie uit in de vorm van straling welke dan opgevangen wordt door geleiders van communicatie- en meetapparatuur die zich in het onderstation bevinden. Deze geleiders functioneren als antennes die de energie omzetten in spanning en stroom en deze doorgeven aan secundaire apparatuur zoals beveiligingsrelais. Deze schakeleenheden gaan dan ongewenst schakelen waardoor ongewenste fenomenen zich kunnen voordoen in het onderstation zoals het ongewenst uitschakelen van beveiligingen. Het principe achter deze fenomenen en koppeling worden met behulp van de labo-opstelling en een Wimshurstgenerator nagebootst. Hierbij wordt als eerste bevestigd dat de vonk verantwoordelijk is voor de ongewenste fenomenen. Hiernaast wordt ook ondervonden dat de grootte van de opgevangen spanning eerder afhankelijk is van de afgelegde weg als van de grootte van de vonk. Er wordt ook opgemerkt dat de grootte van het opgevangen vermogen daalt als de afstand toeneemt wat zich direct kan uiten in een oplossing voor het probleem. Vervolgens wordt nagegaan of er een eenvoudig simulatiemodel kan toegepast worden. Uit de simulatie blijkt dat de opgevangen spanning bijna identiek wordt doorgeven aan de optocoupler mits een oscillerend effect. Dit is niet aanwezig bij de labo-opstelling aangezien dit effect weg gefilterd wordt. Aan de hand van de literatuur en de labo-opstelling kunnen dan een aantal oplossingen voorgesteld worden zoals het gebruik van shielding voor kabels, het verbeteren van de discontinuïteit, gebruik van andere aardingsgeleiders om de transiënte af te kunnen leiden naar de aarde enzovoort. In het eerste hoofdstuk wordt de opbouw van een hoogspanningsonderstation toegelicht. Hierbij wordt er dieper ingegaan op het toegepaste aardingsnet aangezien deze mee aan de basis van het probleem ligt. De vonk is verantwoordelijk voor een storing welke zorgt dat EMC niet adequaat is. Deze term wordt toegelicht in het tweede hoofdstuk. Vervolgens wordt de huidige situatie theoretisch en praktisch benaderd. Daarna wordt de labo-opstelling beschreven in een vierde hoofdstuk met de daarbij horende metingen en waarnemingen. In hetzelfde hoofdstuk wordt de situatie ook benaderd vanuit een simulatie. In het laatste hoofdstuk wordt de conclusie geformuleerd en advies gegeven voor een mogelijks vervolg. Keywords: Schakelen op hoogspanning, ongewenste fenomenen in secundaire circuits, GIS, EMC, vonk, labo-opstelling

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

De decarbonisatie van de energiesector vereist een toename van groene elektriciteitsopwekking via bijvoorbeeld zonnepanelen en windturbines. Om hun opgewekte energie met het net uit te wisselen dienen deze bronnen dikwijls geconnecteerd te worden via een vermogenelektronische omvormer. Een groot aantal vermogenelektronische omvormers zijn van het voltage-source converter-type. Deze omvormers worden voor hun werking voorzien van een doeltreffend controlesysteem. Er wordt daarbij veelal een stroomregeling en vermogenregeling beoogd. Het controlesysteem is verantwoordelijk voor het aansturen van de vermogenelektronische schakelaars en beheerst het dynamisch (fout)gedrag van de omvormer. Deze masterproef onderzoekt het controlesysteem van een enkelfasige en driefasige voltage-source converter. De volgende onderzoeksvragen worden daarbij gesteld: Hoe is een dergelijk controlesysteem opgebouwd? Hoe kan een transiënt simulatiemodel geïmplementeerd worden? Welke invloed hebben de verschillende regelstrategieën op het kortsluitgedrag? Het controlesysteem van een driefasige omvormer maakt gebruik van de voorstelling van driefasige signalen in adequatere referentiestelsels. De zogenaamde

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Wegra NV te Pelt bouwt samen met Infrabaker International industriële infrarood ovens voor de voedingsindustrie. Voor het genereren van de juiste temperaturen die zorgen voor de infraroodstraling, wordt elektrische energie gebruikt. De processen waarvoor de oven gebruikt wordt, vergen een regeling van het vermogen en dus een regeling van die elektrische energie. Tot op heden wordt deze regeling verzorgd met een TRIAC-sturing. Hiermee wordt de effectieve waarde van de spanning regelbaar en daarmee ook het vermogen. Deze methode wordt al 20 jaar met succes gebruikt. Doch werd de vraag gesteld of deze sturing op dit moment nog altijd de meest optimale vermogenssturing is voor elektrische infrarood emitters, rekening houdend met de huidige mogelijkheden van technieken en componenten. Als antwoord op deze vraag is er allereerst een literatuurstudie en onderzoek uitgevoerd naar welke criteria bepalend zijn voor de geschiktheid van een vermogenssturing voor elektrische infrarood emitters. Daarnaast werden de verschillende mogelijke methoden aan deze criteria getoetst en werden de methoden gebruikmakend van vermogenselektronica gesimuleerd met behulp van software (PLECS). Vervolgens werd aan de hand van de gestelde voorwaarden een nieuwe mogelijke methode gekozen, gesimuleerd, ontworpen, opgebouwd en getest. De resultaten werden uiteindelijk vergeleken met de huidige regelmethode aan de hand van de vooropgestelde criteria. De conclusie is dat een nieuwe regelmethode met een unipolaire vermogensschakelaar mogelijk is voor de vermogensregeling van infrarood emitters. De voordelen zijn: het verkleinen van de nodige filters voor een optimale power quality, een eenvoudiger driver circuit, een meer constant uitgestraald vermogen en stralingsspectrum en minder kans op flikker. Een werkpunt is het elimineren van hoogfrequente stroomcomponenten. Als laatste is er nog ruimte voor verder onderzoek, hieronder enkele denkpistes waarvoor deze thesis als basis kan dienen. - Ontwerpen van EMC filter voor AC-chopper. - Een wetenschappelijke manier uitwerken om het stralingsspectrum van de bron en het absorptiespectrum van het product op elkaar af te stellen voor het optimaliseren van de vermogensoverdracht.