Output Impedance Compensation of a Cascaded Advanced AC-Simulator

Jonke, Peter; Makoschitz, Markus; Biswas, Sumanta; Stöckl, Johannes; Ertl, H.

doi:10.1109/isie45063.2020.9152397

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“…beschrieben werden und durch Anwendung des Frequenzkennlinienverfahrens ergeben sich die Koeffizienten T N = 19 ţs und k c = 0.871. Messaufbau zur Bestimmung des Frequenzgangs der Ausgangsimpedanz des kaskadierten Netzsimulators [13] Transformator Yy0 400V/400V…”

Section: Originalarbeitunclassified

Dreiphasiger Netzsimulator mit virtueller Ausgangsimpedanz

Jonke

Makoschitz

Ertl

2022

Elektrotech. Inftech.

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ZusammenfassungFür das Testen, Prüfen und Validieren von netzgekoppelten Komponenten wie z. B. PV-Wechselrichtern oder Batteriespeichersystemen kommen in der Regel Netzsimulatoren/AC-Simulatoren zum Einsatz, um deren Verhalten bei unterschiedlichen Spannungs- oder Frequenzprofilen zu untersuchen. Bei derartigen Versuchsaufbauten ist auch eine definierte Netzimpedanz vorgeschrieben, welche üblicherweise durch passive ohmsch-induktive RL-Impedanznetzwerke emuliert nachgebildet wird. Als Alternative dazu wird im Rahmen dieser Publikation ein auf virtueller Netzimpedanzemulation basierendes Netzsimulationssystem präsentiert, wodurch auf die genannten Leistungs-Impedanznetzwerke verzichtet werden kann und ein flexiblerer, programmierbarer Testbetrieb möglich ist.

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Section: Originalarbeitunclassified

Dreiphasiger Netzsimulator mit virtueller Ausgangsimpedanz

Jonke

Makoschitz

Ertl

2022

Elektrotech. Inftech.

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Ultra-High-Bandwidth Power Amplifiers: A Technology Overview and Future Prospects

Bohler¹,

Huber²,

Wurz³

et al. 2022

IEEE Access

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Testing of power electronic converters can advantageously be carried out in power-hardwarein-the-loop (P-HIL) environments that emulate the behavior of power grids, electric motors, etc. The interface between the model and the device under test requires a power amplifier whose bandwidth ultimately limits the accuracy of the emulation. Hence, there is a need for general-purpose AC power amplifiers with ultra-high power bandwidth. This paper first provides a comprehensive review of amplifier concepts proposed over the past decades, i.e., linear power amplifiers, switch-mode amplifiers, including advanced variants such as multilevel (parallel-interleaving) and multicell (series-interleaving) topologies, as well as hybrid approaches that, e.g., combine analog and switch-mode stages. Based on this review, the two key concepts (parallelinterleaving of bridge-legs and cascading of converter cells) that facilitate high efficiency and ultra-high power bandwidth are identified and discussed, covering also suitable isolated mains interfaces and control considerations. Finally, we present a three-phase amplifier system that uses six cascaded converter cells per phase to realize an effective switching frequency of 3.6 MHz. The prototype thus achieves a measured power bandwidth of 100 kHz at the nominal phase output voltage of 230 V rms, and an output power of up to 10 kW per phase.INDEX TERMS Power-hardware-in-the-loop (P-HIL), grid emulation, motor emulation, power amplifier topologies, switch-mode power amplifier, ultra-high-bandwidth power amplifier.

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