DCStabEl – Stabilité électrique des réseaux AC/DC hybrides basés sur convertisseurs

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/502071
• Projekttitel Englisch: DCStabEl – Electrical stability of hybrid, converter-based AC/DC power grids

Kurzbeschreibung (Englisch)

Modern electric power grids are relying more and more on AC/DC and DC/DC electrical energy conversion. This is needed to connect components such as wind turbines and photovoltaic panels, electric battery storage and so forth. Converters present a number of advantages, however they often impact negatively electrical energy efficiency. Deploying DC micro-grids reduces the number of conversions, thereby enhancing energy efficiency and reducing infrastructure costs, however it may simultaneously generate electrical instabilities. Especially strong such instabilities are expected as microgrids become larger and larger, with the addition of more and more components. The goal of this project is to identify a focused research direction on electrical stability of hybrid AC/DC grids, to identifiy the related key issues and central problems and to formulate a two-pronged strategy based on numerical simulations and hardware-in-the-loop emulations to guarantee the stability of future hybrid AC/DC grids.

Kurzbeschreibung (Französisch)

Les réseaux électriques modernes ont de plus en plus de composants connectés par convertisseurs AC/DC ou DC/DC - panneaux photovoltaïques, éoliennes, batteries de stockage électrique etc. La connexion par convertisseurs présente de nombreux avantages, néanmoins elle réduit souvent l’efficience énergétique des réseaux. Le déploiement de micro-réseaux DC permet de réduire le nombre de conversions et donc d’améliorer l’efficience énergétique, mais peut être le lieu d’instabilités électriques. Ces dernières peuvent se révéler graves, surtout lorsque ces réseaux augmentent en taille par l’ajout de nouvelles composantes. Le but de ce projet est d’identifier une ligne de recherche focalisée sur la stabilité électrique des réseaux hybrides AC/DC, d’identifier les questions et problèmes principaux et de formuler une stratégie basée sur des simulations numériques et des émulations de type hardware-in-the-loop pour garantir la stabilité des réseaux hybrides AC/DC futurs.

Schlussbericht (Englisch)

Modern electric power grids are relying more and more on AC/DC and DC/DC electrical current conversion. Converters are in particular needed to connect components such as wind turbines and photovoltaic panels, electric battery storage and so forth to AC power grids. Converters present a number of advantages, however they often impact electrical energy efficiency negatively. Deploying DC microgrids reduces the number of conversions, thereby enhancing energy efficiency and reducing infrastructure costs, however it may simultaneously generate electrical instabilities. Especially strong such instabilities are expected to emerge as microgrids become larger and larger, with the addition of more and more components. The goal of this project is to identify a focused research direction on electrical stability of hybrid AC/DC grids, to identifiy the related key issues and central problems and to formulate a multipronged strategy based on numerical simulations, hardware-in-the-loop and other analog emulations to guarantee the stability of future hybrid AC/DC grids. This report presents the state-of-the-art, identifies the main challenges and provides a list of the main questions to address, in order to facilitate a smooth deployment of evolving DC microgrids externally connected to an AC grid.

Zugehörige Dokumente

• Final Report [PDF] 7'326 kB

Schlussbericht (Französisch)

De nombreux composants électriques, tels que panneaux photovoltaïques, batteries de stockage électrique, éoliennes etc. sont connectés au réseau électrique par des convertisseurs de courant AC/DC ou DC/DC. Pour réduire le nombre de conversions, et donc leur coût, tout en améliorant l’efficience énergétique du réseau, le déploiement de micro-réseaux DC a été proposé. Ces installations peuvent néanmoins devenir le lieu d’instabilités électriques, qui peuvent être graves, surtout lorsque la taille de ces réseaux augmente par l’ajout de composants. Le but de ce projet est d’identifier une ligne de recherche focalisée sur la stabilité électrique des réseaux hybrides AC/DC, d’identifier les questions et problèmes principaux et de formuler une stratégie basée sur des simulations numériques et des émulations de type hardware-in-the-loop pour favoriser la stabilité des réseaux hybrides AC/DC futurs. Ce rapport résume l’état de l’art, identifie les problèmes principaux et liste les questions principales à aborder pour faciliter le déploiement de micro-réseaux DC stables, connectés extérieurement à un réseau AC.

Zugehörige Dokumente

• Rapport Final_Anglais [PDF] 7'326 kB