Kevin Hermanns

Kevin Hermanns, M.Sc.

+49-6151-16-20581
+49-6151-16-20582

Fraunhoferstr. 4
64283 Darmstadt

Raum: S3|21 205


Forschungsthema

Beeinflussung langwelliger Funkdienste durch den Betrieb von Hochspannungsgleichstromübertragungsanlagen

 Prinzip des Simulationsmodells
Prinzip des Simulationsmodells

Die Energiewende in Deutschland führt zu dem Bedarf an zusätzlichen Übertragungskapazitäten elektrischer Energie von Nord- nach Süddeutschland. Auf Grund der zu überbrückenden Entfernungen ist die Realisierung von Hochspannungsgleichstromübertragungsanlagen in einigen Fällen der konventionellen Hochspannungsdrehstromübertragung vorzuziehen. Durch die zum Einsatz kommenden selbstgeführten Multilevelkonverter werden auf die Übertragungsleitungen höherfrequente Spektralteile eingekoppelt. Dieses Forschungsprojekt beschäftigt sich mit der Frage, ob durch Teile des Spektrums (Frequenzen von 9 kHz bis 30 MHz) langwellige Funkdienste negativ beeinflusst oder sogar gestört werden können.

Vorgehen

Auf Grund der Abmessung der zu untersuchenden Komponenten wird sich der Fragestellung simulativ angenähert. Grundsätzlich sind zur Beantwortung der Frage, ob und unter welchen Voraussetzungen Störungen langwelliger Funkdienste zu erwarten sind, die folgenden Teilaspek-te zu untersuchen:

  • Welche Frequenzen werden mit welcher Amplitude durch die Konverter angeregt und in welchem Maße können diese durch die Konverterregelung beeinflusst werden
  • Welche Dämpfung ist durch die im Netz vorhandene Komponenten, wie Transformatoren oder Drosseln zu erwarten
  • Wie breiten sich die höherfrequenten Spektralteile auf der Übertragungsleitung aus
  • In welchem Maße erfolgt eine Abstrahlung elektromagnetischer Wellen in die Umgebung (nicht ideal leitfähiger Boden, Ausbreitung durch Bodenwellen)
  • Welche Pegel sind akzeptabel, so dass es zu keiner Störung der Funkdienste kommt

Die Modellierung der einzelnen Teilaspekte erfolgt weitestgehend getrennt voneinander. Das Systemverhalten wird durch Co-Simulationen der einzelnen Teilsysteme erzeugt. Untersucht werden sowohl die Gleichspannungsseite als auch die Wechselspannungsseite (Siehe Abbildung 1).

Betreute Studentische Arbeiten

  • Bachelorarbeit: Bestimmung und Korrektur des Messfehlers bei der Nutzung breitbandiger transformatorischer Stromwandler
  • Bachelorarbeit: Implementierung und Test eines Modells zur Bestimmung der Sperrschichttemperatur von IGBTs im Betrieb für eine eigensichere Halbbrücke
  • Bachelorarbeit: Entwicklung einer eigensicheren Halbbrücke für Schutzkleinspannung zum modularen Aufbau von Laborversuchen.
  • Bachelorarbeit: Entwicklung und Implementierung eines thermischen Modells zum Schutz vor Überlast einer IGBT-Halbbrücke.
  • Bachelorarbeit: Entwicklung eines eigensicheren 2-Quadranten-Gleichstromstellers .
  • Bachelorarbeit: Leistungsmessung und Oberschwingungsbestimmung an einem Frequenzumrichter mittels einer Speicherprogrammierbaren Steuerung.
  • Bachelorarbeit: Implementation of a superposition approach in frequency domain to add non-ideal switching behavior of IGBTs to a multilevel converter simulation
  • Bachelorarbeit: Auslegung und Inbetriebnahme eines Prüfstandes zur Bestimmung der Kapazitäten von Gate gesteuerten Leistungshalbleitern und automatisierten Modellparametrierung in SimElectronics
  • Studienarbeit: Leistungselektronische Auslegung einer magnetischen Beblasung zur Verbesserung des Schaltverhaltens von Gleichstromschnellschaltern zur Versorgung von Gleichstrombahnen
  • Diplomarbeit: Wechselwirkungen zwischen elektromechanischen Niederspannungsschaltgeräten und leistungselektronischen Frequenzumrichtern und Motorstartern.
  • Masterarbeit: Untersuchung und Beschreibung der Einflussfaktoren auf die Interharmonische Störaussendung von Modularen Multilevel Konvertern
  • Masterarbeit: Breitbandige Charackterisierung und Modellbildung von passiven Hochleistungskomponenten
  • Masterarbeit: Evaluation of merits and limits of IGBT drivers using two level turn off.
  • Masterarbeit: Modellierung des Übertragungsverhaltens von Betriebsmitteln des Übertragungsnetzes im Frequenzbereich von 9 kHz bis 30 MHz – Am Beispiel eines Transformators.
  • Masterarbeit: Balancing power loses of IGBT-chips in power modules by optimizing parasitic electrical elements.
  • Masterarbeit: Auslegung und Inbetriebnahme einer Testumgebung zur Bestimmung der Eigenschaften von Leistungshalbleitern und automatisierten Parametrierung von SimElectronics Modellen
  • Masterarbeit: Modellierung des Übertragungsverhaltens und der Stromverteilung auf einer Freileitung im Frequenzbereich von 9 kHz bis 30 MHz unter Berücksichtigung des nicht idealen Bodens
  • Masterarbeit: Auslegung und Dimensionierung eines Messsystems zur Bestimmung der Übertragungsfunktion von Transformatoren und Drosseln im Übertragungsnetz im Frequenzbereich 9 kHz bis 30 MHz
  • Masterarbeit: Entwicklung einer Systematik zur Bestimmung und Bewertung des höherfrequenten Spektrums von Hochleistungsstromrichtern
  • Masterarbeit: Untersuchung der spektralen Anregung von Nearest-Level-Control für Modulare Multilevel Umrichter im Frequenzbereich bis 30 MHz

Veröffentlichungen

  • Potential Electromagnetic Interference between long wave radio services and overhead transmission lines caused by operation of High Voltage Direct Current Voltage Source Converters (HVDC-VSC) – a first Estimation”, Kevin Hermanns, Gerd Griepentrog, Cigré Symposium Lund 2015
  • „Fieldemission Characteristics of High Power Converters“; Alexander Küllmer, Kevin Hermanns, Achim Enders; EMC Europe 2013
  • “Assessment of disturbance level caused by high power electronic converters and comparison with BPL emissions”; Alexander Küllmer, Jens Schüür, Kevin Hermanns, Achim Enders; Intelec 2013
  • “Contactless investigation on kHz to MHz emission levels of high voltage systems”; Alexander Küllmer, Kevin Hermanns, Achim Enders; AMPS 2013
  • “Untersuchung der Störgrößenemission von Leistungswechselrichtern oberhalb der 50. Harmonischen durch Magnetfeldmessungen“; Kevin Hermanns; ETG-Kongress 2013

zur Liste