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Erschienen in: Electrical Engineering 2/2019

18.04.2018 | Original Paper

Backup power supply concepts for low-voltage microgrids with directly coupled or inverter-interfaced grid-forming generators

verfasst von: Philipp Erlinghagen, Stefan Erkens, Armin Schnettler

Erschienen in: Electrical Engineering | Ausgabe 2/2019

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Abstract

Due to the increasing number of distributed generation in distribution grids and because of the decreasing number of conventional power plants in the transmission grid, the European electrical power system loses inertia and, thus, stability margins decrease while the system’s complexity rises. Therefore, new security concepts in case of a system blackout need to be developed to maintain the reliability of the electrical system in the future. This work investigates two backup concepts in a variable microgrid test environment: a black start concept and a voltage maintaining (“intercepting”) concept. Based on an analysis of existing approaches, two types of grid-forming generators are analyzed: a directly coupled synchronous generator emulating a combined heat and power plant and an inverter-interfaced generator acting like a battery storage system. For the first time, this research work provides a comparison between both concepts for grid-forming generators. The results show that an inverter-interfaced generator has clear advantages in comparison to a rotating mass with respect to its control speeds, maximum overshoots and settling times. For a resilient backup, grid-forming inverters need to be short circuit proof to withstand the transformers’ inrush currents. The intercepting concept requires a robust island detection method and a basic communication infrastructure in the microgrid.

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Metadaten
Titel
Backup power supply concepts for low-voltage microgrids with directly coupled or inverter-interfaced grid-forming generators
verfasst von
Philipp Erlinghagen
Stefan Erkens
Armin Schnettler
Publikationsdatum
18.04.2018
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Electrical Engineering / Ausgabe 2/2019
Print ISSN: 0948-7921
Elektronische ISSN: 1432-0487
DOI
https://doi.org/10.1007/s00202-018-0694-8

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