Aktiver Verteilnetzbetrieb zur systemdienlichen Nutzung von betrieblichen Flexibilitäten -  Heiner Früh

Aktiver Verteilnetzbetrieb zur systemdienlichen Nutzung von betrieblichen Flexibilitäten (eBook)

(Autor)

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2024 | 1. Auflage
204 Seiten
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978-3-7583-4237-0 (ISBN)
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In dieser Arbeit wird ein praxistaugliches Konzept für einen aktiven Verteilnetzbetrieb vorgestellt sowie dessen Implementierung in einem realen deutschen Niederspannungsnetz beschrieben. Gegenstand der Untersuchungen ist dabei die komplette Prozesskette eines automatisierten Niederspannungsnetzbetriebs, angefangen bei der Kommunikationsanbindung, über die Bestimmung des aktuellen Netzzustands in Echtzeit, als Basis für einen sicheren Betrieb, bis hin zur letztlichen Flexibilitätsnutzung. Durch eine abschließende Demonstration der entwickelten Konzepte und Methoden im Rahmen von Feldversuchen während des regulären Niederspannungsnetzbetriebs, werden diese unter Realbedingungen validiert. Es kann gezeigt werden, dass eine großflächige Umsetzung des beschriebenen Konzepts praktikabel ist, wodurch perspektivisch eine Spannungsebenen übergreifende Bereitstellung von Flexibilität aus den Verteilnetzen ermöglicht werden kann, wenngleich der Investitionsbedarf dem gegenübersteht.

Heiner Früh studied renewable energy engineering and sustainable electrical energy supply at the University of Stuttgart, Germany. He also holds a PhD in electrical engineering from the University of Stuttgart. His research topics included the operation of active distribution networks, very short term load forecasting, distribution system state estimation and the effective usage of operational flexibilities from distribution systems. After his time at the Institute of Power Transmission and High Voltage Technology (IEH) at the University of Stuttgart he is now working for the local distribution system operator Stuttgart Netze GmbH.

Symbolverzeichnis


Symbol Bedeutung Einheit
Koeffizienten einer Geradengleichung zur stückweisen
Linearisierung der Leistungsgrenzen einer Leitung zwischen
den Knoten i und k
Matrix auf der linken Seite der Gleichheitsbedingungen eines linearen Optimierungsproblems
Matrix auf der linken Seite der Ungleichheitsbedingungen eines linearen Optimierungsproblems
Vektor auf der rechten Seite der Gleichheitsbedingungen eines linearen Optimierungsproblems
Vektor auf der rechten Seite der Ungleichheitsbedingungen
eines linearen Optimierungsproblems
Crowding-Distance der Lösung i
Erzeugte Jahresenergie einer PVA MWh
Zielfunktion der WLS basierten VNZS
Zielfunktion eines Optimierungsproblems
Wert des Ideal-Punkts für das m-te Optimierungsziel
Nebenbedingung eines Optimierungsproblems
Jacobi-Matrix innerhalb der VNZS
Vektor der berechneten Netzgrößen auf Basis der Zustandsvariablen
Nach Güte aufsteigend sortierte Lösungsmenge für das
m-te Optimierungsziel
Betrag des Stromflusses über eine Leitung i A
Thermischer Nennstrom einer Leitung A
Abweichung des Strombetrags zwischen Messwert und Ergebnis der VNZS, bezogen auf den thermischen %
Nennstrom der Leitung
Jacobi-Matrix zur Beschreibung des Zusammenhangs
zwischen den komplexen Kontenspannungen und den
komplexen Knotenpunktleistungen
Inverse der Jacobi-Matrix im Iterationsschritt einer
Lastflussrechnung nach Newton-Raphson
Inverse der Jacobi-Matrix für den Ausgangsnetzzustand
der Linearisierung
Funktionalmatrix zur Beschreibung des Zusammenhangs
zwischen den komplexen Kontenspannungen
und den komplexen Leistungsflüssen der Zweigelemente
(analog zur Jacobi-Matrix)
Geradengleichung zur stückweisen Linearisierung der
Leistungsgrenzen einer Leitung zwischen den Knoten i
und k
Normalverteilung um den Erwartungswert mit der Varianz
a2
Normalverteilung beschränkt auf den Wertebereich
[0, 1]
Initialpopulation eines GA
Ausgangspopulation eines GA im Iterationsschritt t
Wirkleistung am Knoten i W / p.u.
Vorgegebener Sollwert der Wirkleistung am Knoten i bei W / p.u.
einer Lastflussberechnung
Codierter Wert der maximalen Einspeiseleistung von
PVA, als Gen eines Individuums innerhalb eines GA
Codierter Wert der momentanen Maximalleistung einer
PVA i
Differenz zwischen vorgegebenem Sollwert und berechnetem W / p.u.
Wert der Wirkleistung eines Iterationsschritts einer
Lastflussberechnung
Wirkleistungsfluss zwischen den Knoten i und k W / p.u.
Änderung des Wirkleistungsflusses zwischen den Knoten W / p.u.
i und k Wirkleistungsfluss zum angrenzenden Netz (Interconnecting W / p.u.
Power Flow)
Flexibel einstellbare Wirkleistung einer FPU f W / p.u.
Nachkommenpopulation eines GA im Iterationsschritt t
Blindleistung am Knoten i var / p.u.
Vorgegebener Sollwert der Blindleistung am Knoten i bei einer Lastflussberechnung var / p.u.
Differenz zwischen vorgegebenem Sollwert und berechnetem var / p.u.
Wert der Blindleistung eines Iterationsschritts einer
Lastflussberechnung
Blindleistungsfluss zwischen den Knoten i und k var / p.u.
Änderung des Blindleistungsflusses zwischen den Knoten i und k var / p.u.
Blindleistungsfluss zum angrenzenden Netz (Intercon- var / p.u.
necting Power Flow)
Flexibel einstellbare Wirkleistung einer FPU f W / p.u.
Gewichtungsmatrix (Kovarianz-Matrix mit den umgekehrt proportionalen Fehlervarianzen der einzelnen
Messwerte)
Wirkwiderstand einer Leitung i Ω
Rang eines Individuum innerhalb der Crowded Tournament Selection
Gesamtpopulation eines GA im Iterationsschritt t
Komplexe Scheinleistung am Knoten i VA / p.u.
Vorgegebener Sollwert der komplexen Scheinleistung VA / p.u.
am Knoten i bei einer Lastflussberechnung
Leistungsgrenze einer Leitung zwischen den Knoten i und k VA / p.u.
Durch Geradengleichungen stückweise angenäherte VA / p.u.
Leistungsgrenze einer Leitung zwischen den Knoten i
und k
Komplexer Scheinleistungsfluss zum angrenzenden VA / p.u.
Netz (Interconnecting Power Flow)
Codierter Wert der Scheinleistung eines BESS j, als
Gen eines Individuums innerhalb eines GA
Zeitliche Differenz s / min / h
Komplexe Spannung am Knoten i V / p.u.
Spannungsbetrag am Knoten i V / p.u.
Änderung des Spannungsbetrags am Knoten i V / p.u.
Abweichung des Spannungsbetrags zwischen Messwert %
und Ergebnis der VNZS, bezogen auf die Nennspannung
Maximal erlaubte Spannung V / p.u.
Minimal erlaubte Spannung V / p.u.
Gewichtungsfaktor innerhalb einer Zielfunktion
Vektor mit Zustandsvariablen / Zustandsvektor
Decodierter Wert der Entscheidungsvariable i, als Gen
eines...

Erscheint lt. Verlag 14.3.2024
Sprache deutsch
Themenwelt Technik
ISBN-10 3-7583-4237-6 / 3758342376
ISBN-13 978-3-7583-4237-0 / 9783758342370
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