Leistungselektronische Umrichter als Bindeglied zwischen AC und DC Netzen

Leistungselektronikbasierte Umrichtertechnologie zur Verbindung dezentral verteilter WS‑ und GS‑Systeme

Das Vorhaben RELINK entwickelte und erprobte modulare, leistungselektronikbasierte Umrichter-Systeme als intelligente Knoten zwischen Gleichstrom- (GS) und Wechselstrom- (WS)-Netzen zur Integration erneuerbarer Erzeuger und Speicher sowie zur Bereitstellung erweiterter Netz- und Systemdienstleistungen (z. B. Spannungshaltung, Kurzschlussleistungsbeitrag, Inselnetzfähigkeit, Versorgungswiederaufbau). Ziel waren die Entwicklung, Labor-Implementierung, Validierung (inklusive Feldtest) sowie die wirtschaftliche Bewertung modularer Umrichterzellen und zugehöriger Regelungs- und Schutzkonzepte.

Das Fraunhofer IFF übernahm im Verbundvorhaben RELINK die Projektkoordination und eine führende Rolle in der Analyse, Bewertung und Verwertungsplanung der entwickelten leistungselektronischen Umrichterlösungen. Schwerpunkte lagen auf der Ableitung netzbezogener Anforderungen und Einsatzszenarien für Systemdienstleistungen, der wirtschaftlichen Bewertung sowie der Definition und Begleitung von Test- und Verwertungsmaßnahmen. Das IFF verknüpfte fachliche Netzkompetenz (Netzbetrieb, Schutz, Monitoring) mit Transfer- und Koordinationsaufgaben innerhalb des Konsortiums.

Projektziele:

• Entwurf und Auswahl hybrider Basiszellen‑Topologien (PWM / Schaltzellen) und Hardware‑Layouts.
• Entwicklung von Regelungs‑ und Schutzkonzepten zur Erbringung heutiger und zukünftiger Netzservices.
• Aufbau einer RELINK‑Laborplattform (modulare Testplattform) zur Evaluierung Topologien und Algorithmen.
• Durchführung von Labor‑ und Feldtests sowie Kosten‑Nutzen‑Analyse und Ableitung von Migrationsleitfäden.

Erwartete Projektergebnisse:

• Konzepte modularer Umrichter‑Topologien und Auswahlkriterien für Basiszellen.
• Entwurf des Modul‑Layouts und Hardware‑Komponentenauswahl.
• Regelungs‑ und Steuerungsalgorithmen für Netzservices
• Umsetzung der RELINK‑Plattform im Labormodell inkl. Testprozeduren.
• Schutzkonzepte für GS/WS‑Fehlerfälle (Hardware/Software).
• Kosten‑Nutzen‑Analyse, Wirtschaftlichkeitsbewertung und Leitfaden zur Migration bestehender Systeme.

Fachlich und redaktionell verantwortlich:

Dr. Christoph Wenge – Experte für elektrische Infrastrukturen, Vehicle-to-Grid- und Net-zero-Energiesysteme | Zum Expertenprofil
Dr. Stephan Balischewski

Seite zuletzt fachlich geprüft: 04.2026