Primary Frequency Regulation Using HVDC Terminals Controlling Voltage Dependent Loads

HVDC can provide frequency regulation during disturbances (e.g., faults) by controlling the power flow between two remote AC areas. While this action reduces the power deviation in the area affected by the disturbance, it causes a power imbalance in the other healthy AC area, leading to a frequency variation and endangering the system stability. In this work, a HVDC primary frequency regulation controlling voltage-dependent loads (PFRVDL) is proposed, where the HVDC terminal in the healthy area influences the grid voltage amplitude to shape (decreasing or increasing) the load consumption in order to cope with the power variation required by the fault-affected area. The PFR-VDL extracts the needed energy for the frequency support, not from the generators (with following frequency deviation) but from the voltage-dependent loads in the healthy area. This work analyzes the PFR-VDL performance, generalizing it with two possible HVDC connection cases: Asynchronous connection with single HVDC line, and embedded HVDC forming a parallel, hybrid connection with HVAC. The PFR-VDL application benefits and limitations are evaluated analytically and verified by means of PSCAD EMTDC simulations, and finally validated with a large interconnected IEEE 39 bus system

From patient to consumer? : User identities and user participation in the health care system

Patienten sind keine Konsumenten! Mit diesem Argument soll das Primat medizinischer über ökonomischen Kriterien im Gesundheitswesen verteidigt werden. Aber sind Patienten wirklich unter keinen Umständen Konsumenten? In dieser Arbeit wird dargelegt, dass ein-dimensionale Rollenzuweisungen im Gesundheitswesen die Versorgungsrealität unzureichend widerspiegeln. Plädiert wird daher dafür, ein Spektrum an möglichen Identitäten anzuerkennen und ernst zu nehmen: Nutzer von Gesundheitsleistungen vereinen in ihrer Per-son und ihren Handlungen, so die leitende Vorstellung, jeweils Anteile des Patienten, Koproduzenten und Konsumenten. Doch in welchen Gewichtungen existieren diese Identitä-ten und wie korrespondieren sie miteinander? Und welche Identitätsaspekte werden in modernen Gesundheitswesen prinzipiell an den Rand gedrängt? Des Weiteren wird der Streifrage nachgegangen, wie ein mehrdimensionales Leitbild vom Nutzer aussehen soll, das Konsumentsein im Gesundheitswesen nicht a priori negiert, sondern als Teil einer „multiplen Nutzeridentität“ versteht. Wie sich Nutzeridentitäten in verschiedenen Kontexten des Gesundheitswesens verschieben, wird in dieser Arbeit empirisch nachgewiesen. Hierfür wurden Experten von Patientenberatungsstellen und der Selbsthilfe befragt. Gerade in Zeiten des Wandels, in denen sich die Funktionslogiken des Gesundheitswesens und die Bedingungen für die Inanspruchnahme von Leistungen ändern, verleihen Nutzerorganisationen dem Schutzbedürfnis ihrer Klientel eine übergeordnete Bedeutung. Doch wie sieht zeitgemäßer Schutz für Patienten aus, die einerseits zunehmend bereit sind, privat in zusätzliche Gesundheitsleistungen zu investieren und andrerseits mehr denn je aufgerufen werden als Koproduzenten von Gesundheit zu agieren? Die Arbeit ist in acht Kapitel unterteilt: In Kapitel 1 wird der theoretisch-konzeptionelle Kontext identifiziert, in den das deutsche Gesundheitssystem und dessen Nutzer eingebettet sind. Im Mittelpunkt der Kapitel 2 und 3 steht das deutsche Gesundheitswesen. Zum einen wird das Erbe des korporatistischen Gesundheitssystems nachgezeichnet, in dem Ärzte die Governance des Leistungsgeschehens und die Rolle von Nutzern maßgeblich mitgestalteten (Kap. 2). Zum anderen werden Modernisierungsdimensionen im deutschen Gesundheitswesen dargestellt (Kap. 3). In den Kapiteln 4 und 5 rückt die Figur des Nutzers von Gesundheitsleistungen in den Fokus. Zunächst wird im Lichte der vorgestellten Modernisierungsdimensionen nach Reformperspektiven für Nutzer durch Wahl- und Mitspracheoptionen gefragt. Zu diesem Zwecke werden unterschiedliche theoretische Konzepte der Nutzerbeteiligung diskutiert und in Bezug zum deutschen Gesundheitswesen gesetzt (Kap. 4). Anschließend wird das Konzept „multipler Nutzeridentitäten“ entworfen, um die komplexe Beziehung von Rollenzuweisungen an und Selbstbildern von Nutzer(n) in einem mehrdimensionalen Gesundheitswesen analytisch zu fassen (Kap. 5). Der Empirie vorangestellt ist die Darstellung und Abgrenzung des Untersuchungsfeldes: unabhängige Nutzerorganisationen des deutschen Gesundheitswesens. Hierfür werden Ziele und Aufgaben von Nutzerorganisationen von denen der „abhängigen Beratung“ (von Leistungserbringern) unterschieden sowie mögliche Bausteine einer nutzerorientierten Unterstützungskultur ausfindig gemacht (Kap. 6). Im Zentrum des empirischen Teils steht die Frage, welche Muster des Nutzerbedarfs nach Unterstützung im deutschen Gesundheitssystem neu entstehen. Hierzu werden real dominierende Nutzerrollen und aus Expertensicht erforderliche Nutzerkompetenzen vorgestellt und vor dem Hintergrund der Forschungsfrage synthetisiert (Kap. 7). Das abschließende Fazit sowie der Ausblick erörtern die Chancen von Nutzern und Nutzerorganisationen, Autonomiepotentiale und Gestaltungsansprüche im deutschen Gesundheitswesen zu verwirklichen (Kap. 8).Patients are not consumers! This prominent position against the marketization of health care is pursued by many physicians, health care activists and patients themselves. But are patients under any circumstances not consumers? One-dimensional roles do not fit any longer to the reality of health care provision where different rationales such as efficiency, evidence-based medicine or user participation have an impact at the same time. Therefore, the thesis argues for a set of identities that allows health care users to reconcile parts of the patient, the co-producer and the consumer. By developing a concept of “multiple identities of health care users”, the author shows users’ multi-dimensional relations and (sometimes contradictory) claims but also constraints within ever more complex health care systems. Empirically, the thesis demonstrates how different roles of health care users become mobilized within different contexts of the German health care system and which identity aspects become thereby gradually undermined. Drawing from own research on health care user organizations, the author makes the point for a revision of support offers in order to protect and empower health care users in an appropriate manner

Discrete modeling and control of a versatile power electronic test bench with special focus on central photovoltaic inverter testing

The thesis proposes a new methodology for predicting the next plant state, which is an enhancement of the classical predictor to design rigid control schemes. The new model based prediction method takes the full pulse width modulation cycle into account and thus prevents the subsequent control scheme from compensating the prediction error. This leads to a considerable smoother output of the manipulated variable (duty cycle) and hence, a lower total harmonic distortion of the associated controlled output variable. The thesis shows the solutions for the single phase as well as the three-phase LC and LCL filters and highlights several symmetries. These new methods lead to lower filter requirements in conjunction with fast control loops and still fulfilling the grid requirements. Furthermore, it is shown for the first time, how the discretized system equation can be used to design a general discrete cascaded control scheme based exclusively on the discrete matrix entries. The design procedure is presented for the LC as well as for the LCL filter, but can easily be applied to similar problems with the same input and output description. Additionally, it is shown, how the discrete description of the dynamic behavior can be arranged in a way, that it shows the same properties as the continuous system. Similar approaches have been presented before for the L and LC filter, but not in the most general way, as presented in this thesis. Further, a solution for the third order system (LCL filter) is presented for the first time. Finally, the discrete control systems are developed using the advanced predictor and their performance capability with regard to different time events and a sensitivity analysis is presented

Design of Electromagnetic Components for EV Battery Chargers

This paper focuses on the appropriate design of the inductive elements of the LLC converter based on a typical industrial approach, i.e. assuming to use standard parts available on the market from qualified manufacturers. At first a methodology to select the passive components is presented, highlighting the difference between the external inductor solution and the magnetically integrated solution. Secondly the step-by-step procedure used for the design of the high frequency transformer is illustrated. The possibility to integrate the resonant inductors into the HF transformer is then analysed, presenting different solutions. Finally a comparison between a classical and an integrated design is then presented referring to a case study, thus permitting to endow the potential benefits of the integrated solution