Wanderwellenanalyse und ihr Beitrag zur Entwicklung adaptiver Systeme für die Fehlerortung im intelligenten Stromnetz

Mit dem steigenden Bedarf nach einer Prozessautomatisierung im Störungsfall werden Lösungen für eine schnelle und zuverlässige Fehlereingrenzung in den Stromverteilnetzen benötigt. Eine Analyse der durch den Fehler verursachten elektromagnetischen Wanderwellen ermöglicht eine präzise Ortung von Leitungsfehlern. Dies funktioniert auch mit nur einem einzelnen Messpunkt, indem die Reflexionen der Wellen im Netz ausgenutzt werden. Eine Änderung des Schaltzustandes im Netz wirkt sich jedoch unmittelbar auf die Wellenausbreitung und somit auf das gemessene Reflexionsmuster aus. Um dieser Herausforderung ohne zusätzlichen Kommunikationsaufwand zu begegnen, ist ein adaptives System notwendig, das die aktuelle Netztopologie einzig anhand lokaler Messungen identifizieren kann. In dieser Arbeit wird eine adaptive Systemlösung zur Ortung von Netzfehlern anhand von Wanderwellen vorgestellt. Die Methode der Fehlerortung ist robust gegenüber den Auswirkungen dezentraler Einspeisung und typischen Fehlerwiderständen. Sie eignet sich sowohl für stehende als auch transiente Fehler und alle Arten der Sternpunkterdung. Zur Analyse der Wanderwellen werden die Clarke-Transformation, die Wavelettransformation und das Support-Vector-Machine-Verfahren verwendet. Bei Änderungen des Schaltzustandes werden modulierte Signale in das Netz eingespeist, um diesen ebenfalls anhand von Wellenreflexionen zu ermitteln. Somit wird ein neuartiger Dienst im intelligenten Stromnetz zur autonomen Leitungsfehlerortung mit Wanderwellen ermöglicht.