Simulativer Kurzvergleich der Auswirkungen von Netzrückwirkungen: 440 V AC- gegenüber DC-Bus mit 2-Level-Wechselrichter
Publication date
2026-05-13
Document type
Sammelbandbeitrag oder Buchkapitel
Author
Organisational unit
Publisher
Universitätsbibliothek der HSU/UniBw H
Book title
Innovative Technologien für erneuerbare Energien, Elektromobilität und Netzinfrastrukturen im Kontext der Energiewende
First page
61
Last page
67
Part of the university bibliography
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Language
German
Keyword
Schiffsbordnetz
Power quality
THD/TDD
Gleichspannungsnetz
Wechselrichter
MATLAB/Simulink
Abstract
Die zunehmende Elektrifizierung maritimer Energiesysteme verändert die Struktur und Dynamik von Bordnetzen grundlegend. Mit dem Übergang von klassischen AC-Architekturen zu hybriden oder gleichspannungsdominierten Systemen gewinnen Fragen der Spannungs- und Stromqualität deutlich an Bedeutung. Im Mittelpunkt steht dabei, wie sich harmonische Verzerrungen und Netzrückwirkungen in unterschiedlichen Netzformen ausprägen und welche Rolle leistungselektronische Umrichter dabei spielen. Vor diesem Hintergrund vergleicht die vorliegende Arbeit ein 440-V-AC-Bordnetz mit einem gleichwertigen LVDC-System, das über einen 2-Level-IGBT-Wechselrichter und ein LC-Filter ein identisches AC-Teilnetz versorgt. Grundlage bildet ein simulativer Ansatz in MATLAB/Simulink mit identischer Verbraucherstruktur, gleichem Leistungsfaktor der Verbraucher und normgerechter Auswertung nach IEC 61000-4-7. Untersucht werden sowohl real gemessene, phasenaufgelöste Spektren einer schiffstechnischen Feuerlöschpumpe als auch synthetische Lasten mit maximal zulässigen harmonischen Oberschwingungen gemäß IEC 61000-3-2 und IEC 61000-3-12. Die Ergebnisse zeigen, dass DC-Systeme tendenziell höhere Spannungsverzerrungen (THD_U ≈ 6,5 – 7,3 %) aufweisen, während im AC-Netz die Stromverzerrungen dominieren (THD_I ≈ 7,1 – 8,4 %). Die Berücksichtigung der Phasenlage reduziert die resultierenden Verzerrungen um bis zu einem Prozentpunkt und verdeutlicht den Einfluss destruktiver Überlagerungen. Die Studie bietet damit eine konsistente methodische Grundlage für die Bewertung der Power Quality in hybriden AC/DC-Bordnetzen und unterstreicht die Bedeutung phasenaufgelöster Lastmodelle für eine realitätsnahe Simulation und Auslegung zukünftiger Schiffssysteme.
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