Lukas Goertz
Entwicklung einer FPGA-basierten Phasenregelschleife zur genauen Bestimmung des Phasenwinkels der Netzspannung für netzgekoppelte Wechselrichter

Abstract
Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Phasenregelschleife auf einem FPGA, die Phasenwinkel und Frequenz der Netzspannung misst. Das Einsatzgebiet ist die Steuerung eines Wechselrichters, der Strom in das Stromnetz einspeisen soll. Dazu müssen die Vorgaben des Gridcodes VDE-AR-N 4105 eingehalten werden. Nach dem Vergleich verschiedener PLL-Architekturen wurde eine prototypische Implementierung einer Phasenregelschleife aus der Gruppe der SOGI-PLLs umgesetzt. Um die Genauigkeit und Geschwindigkeit der entwickelten PLL zu testen und um verschiedene Konfigurationen zu vergleichen, wurde eine VHDL-Testbench entwickelt. Diese simuliert die Netzspannung und ihre Fehlerbilder in Form von Messwerten der Zielhardware. Zur Validierung wurde die entwickelte PLL auf der Hardware integriert und getestet. Der Prototyp ist funktional und zeigt eine vielversprechende Messgenauigkeit und hohe Anpassbarkeit.