HVDC & FACTS

Die Stromnetze und -versorger stehen unter zunehmendem Belastungsdruck und Stress, weil die Nachfrage nach Strom steigt, die Erzeugungskapazitäten weit entfernt vom Ort des Verbrauchs zunehmen, die Energie aus erneuerbaren Energien unstetig ist und die Kosten und Herausforderungen für den Ausbau der Übertragungsnetze hoch sind.

Die gängigsten leistungselektronischen Stromrichtertopologien, die entwickelt wurden, um die Belastung des Netzes zu verringern, sind:

• Spannungsquellenwandler für die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (VSC-HVDC)
• netzgeführte Wandler für die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (LCC-HVDC)
• Ultrahochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (UHVDC)
• flexible Wechselstrom-Übertragungssysteme (FACTS)

Diese Systeme können die Verluste bei der Stromübertragung über große Entfernungen erheblich reduzieren, die Integration von mehr erneuerbaren Energien ermöglichen und gleichzeitig die Systemstabilität erhöhen sowie eine hohe Stromqualität gewährleisten. Die Leistung dieser Umrichter kann im Gigawattbereich liegen, bei Spannungen bis zu 1000 kV. Thyristoren und IGBTs sind die Leistungshalbleiter, die in den Stromrichtern verwendet werden.

Eine Short-on-Fail-Charakteristik ist eine wichtige Anforderung an Leistungshalbleiter. Diese Eigenschaft der scheibenbasierten IGBTs und Thyristoren gewährleistet einen ausfallsicheren Betrieb und sorgt für Redundanz innerhalb des Stromrichterstapels. Eine lange Lebensdauer bei Lastwechseln, hohe Zuverlässigkeit und eine hohe Strom- und Spannungsstoßfestigkeit sind ebenfalls wichtige Anforderungen für die Anwendung. Alle Konstruktionsmerkmale der scheibenbasierten IGBTs und Thyristoren von Infineon.