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e+i Elektrotechnik und Informationstechnik
Published in: e & i Elektrotechnik und Informationstechnik 1/2019

07-02-2019 | Originalarbeit

Validation of advanced grid functions of battery storage systems through a controller hardware-in-the-loop setup

Authors: Peter Jonke, Adolfo Anta, Christian Seitl

Published in: e+i Elektrotechnik und Informationstechnik | Issue 1/2019

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Abstract

In order to evaluate and validate new distributed energy resources (DER) by means of controller hardware-in-the-loop (c-HIL) methods, the power electronics part is modelled within a real-time system and is connected to the control panel via a customized interface. Such a setup allows advanced testing of the control system of a DER converter and its high-level grid functions (e.g. Q(U) or P(f) functions), without any safety concern, and with the possibility of testing against conditions that rarely happen in the field. This paper describes the validation of a battery storage system with advanced grid functions using a c-HIL approach. Therefore, a laboratory and field trial setup are used and validated against real measurement results, which is also presented in this paper.
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Footnotes
1
Smart Electricity Systems and Technologies Laboratory provides a research and simulation infrastructure to analyze the interactions between components and the grid under realistic conditions.
 
2
K-factor is defined by \(K= \frac{\Delta I_{B} / I _{n}}{\Delta U/ U_{n}}\), where \(\Delta I_{B}\) and \(\Delta U\) represent the magnitudes under low voltage conditions, and \(I_{n}\) and \(U_{n}\) are the nominal values.
 
Literature
1.
Marchgraber, J., Alacs, C., Kathan, J., Wurm, M., Wailzer, G., Vitovec, W. (2018): Batteriespeicher im multimodalen Betrieb für Netzdienstleistungen und Netzstabilisierung – erste Erkenntnisse aus dem Forschungsprojekt BatterieSTABIL. In 15. Symposium Energieinnovation, Graz: Technische Universität.
2.
Jonke, P., Stöckl, J., Miletic, Z., Bründlinger, R., Seitl, C., Andrén, F. (2016): Integrated rapid prototyping of distributed energy resources in a real-time validation environment. In ISIE, Santa Clara.
3.
Kotsampopoulos, P. C., Lehfuss, F., Lauss, G. F., Bletterie, B., Hatziargyriou, N. D. (2015): The Limitations of digital simulation and the advantages of PHIL testing in studying distributed generation provision of ancillary services. IEEE Trans. Ind. Electron., 62(9).
4.
Stöckl, J., Bründlinger, R., Schulz, J., Tremmel, W. (2018): Pre-evaluation of grid code compliance for power electronics inverter systems in low-voltage smart grids. In EPE 2018, Riga.
5.
Seitl, C., Kathan, J., Lauss, G., Lehfuß, F. (2013): Selection and implementation of a generic battery model for PHIL applications. In IECON, Vienna, Austria.
6.
Seitl, C. (2015): Development and implementation of a battery emulator for power hardware-in-the-loop simulations. Vienna: Wien, Techn. Univ., Dipl.-Arb.
7.
V. d. N.-. V. –. e. b. VDEW, TransmissionCode 2007 – Netz- und Systemregeln der deutschen Übertragungsnetzbetreiber, 01-Aug-2007.
8.
B. d. J. u. f. Verbraucherschutz, Verordnung zu Systemdienst-leistungen durch Windenergieanlagen (Systemdienstleistungsverordnung – SDLWindV), 13-Oct-2016.
9.
BDEW (2008): Generating plants connected to the medium-voltage network. Berlin: BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V.
10.
11.
ENTSO-E (2017): High penetration of power electronic interfaced power sources (HPoPEIPS).
Metadata
Title
Validation of advanced grid functions of battery storage systems through a controller hardware-in-the-loop setup
Authors
Peter Jonke
Adolfo Anta
Christian Seitl
Publication date
07-02-2019
Publisher
Springer Vienna
Published in
e+i Elektrotechnik und Informationstechnik / Issue 1/2019
Print ISSN: 0932-383X
Electronic ISSN: 1613-7620
DOI
https://doi.org/10.1007/s00502-019-0702-3

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