Regelzonenübergreifendes Netzengpassmanagement mit optimalen Topologiemaßnahmen / von Alain Franck Kaptue Kamga. 2009
Inhalt
- 0 Inhaltsverzeichnis Ver
- 1 Motivation und Ziel
- 1.1 Netzengpässe im europäischen Verbundnetz und in Deutschland
- 1.2 Netzengpassmanagement im Übertragungsnetz
- 1.3 Ziel der Arbeit
- 2 Analyse der Aufgabenstellung
- 2.1 Elektrische Energieversorgungssysteme
- 2.2 Rahmenbedingungen für die Aufgabenstellung
- 2.2.1 Liberalisierung des europäischen Strommarkts
- 2.2.2 Entwicklung der erneuerbaren Energien
- 2.2.3 Entwicklung des Kraftwerksparks im liberalisierten Umfeld
- 2.2.4 Regulierung der Übertragungsnetze
- 2.2.5 Rückbauplanung der 220-kV-Spannungsebene
- 2.3 Aufgabenbereiche der Übertragungsnetzbetreiber im Hinblick auf das Netzengpassmanagement
- 2.4 Anforderungen an ein engpassfreies Netz
- 2.4.1 Überblick
- 2.4.2 Definition eines Netzengpasses
- 2.4.3 Beurteilungskriterien für die Netzengpassdetektion
- 2.4.3.1 Spannungsgrenzen und Stromgrenzen
- 2.4.3.2 Das (n-1)-Kriterium
- 2.4.3.3 Kurzschlussgrenzen
- 2.4.3.4 Anforderungen aus Sicht der transienten Stabilität
- 2.4.4 Weitere Beurteilungskriterien für die Netzengpassdetektion
- 2.5 Schlussfolgerungen
- 3 Modellbildung und Verfahren
- 3.1 Überblick und Auswahl eines Optimierungsverfahrens
- 3.2 Modellbildung für ein engpassfreies Netz
- 3.2.1 Restriktionen mit Rampenfunktion
- 3.2.2 Restriktionen mit Sprungfunktion
- 3.2.3 Zielfunktion für engpassfreie Netzzustände
- 3.3 Modellierung von netzbezogenen Maßnahmen
- 3.3.1 Überblick
- 3.3.2 Topologiemaßnahmen
- 3.3.3 Stufenstellung und Zusatzwinkel der Transformatoren
- 3.3.4 Sollspannung der spannungsgeregelten Knoten
- 3.3.5 Blindleistung der Erzeuger
- 3.3.6 Kompensationselemente
- 3.3.7 Zielfunktion der Bewertung des Aufwands der netzbezogenen Maßnahmen
- 3.4 Modellierung von marktbezogenen Maßnahmen
- 3.4.1 Redispatch
- 3.4.2 Regelzonenübergreifendes Redispatch ohne Änderung des Austauschfahrplanes
- 3.4.3 Regelzonenübergreifendes Redispatch mit Änderung des Austauschfahrplanes
- 3.4.4 Zielfunktion der Bewertung der marktbezogenen Maßnahmen
- 3.5 Modellierung von Netzausbaumaßnahmen
- 3.5.1 Netzausbaumaßnahmen als potenzielle Topologie
- 3.5.2 Zielfunktion der Bewertung der Netzausbaumaßnahmen
- 3.6 Zielfunktion für den Aufwand an Maßnahmen
- 3.7 Modellierung von Regelzonenkooperationen
- 3.8 Netzengpassmanagement für mehreren Szenarien
- 3.8.1 Einzelne Multiszenarien-Analyse
- 3.8.2 Iterative Multiszenarien-Analyse
- 3.8.3 Übergreifende Multiszenarien-Analyse
- 3.9 Regelzonenübergreifendes Netzengpassmanagement als Optimierungsproblem
- 3.10 Optimierungsverfahren: Genetische Algorithmen
- 3.10.1 Mathematische Hintergründe genetischer Algorithmen
- 3.10.1.1 Beschreibung eines Individuums und der Anfangspopulation
- 3.10.1.2 Bewertung der Individuen mit der Fitnessfunktion
- 3.10.1.3 Selektion
- 3.10.1.4 Rekombination oder Crossover
- 3.10.1.5 Mutation
- 3.10.2 Gesamtverfahrensablauf
- 3.11 Weitere Anwendungen des Verfahrens
- 3.11.1 Anwendung für die Rückbauplanung
- 3.11.2 Anwendung für das Abschaltmanagement
- 3.11.3 Verlustminimierung
- 3.12 Programmsystem NEMAS
- 4 Exemplarische Untersuchungen
- 4.1 Untersuchungsziele und Aufbau der Testnetze
- 4.2 Fall 1: Übergreifende Multiszenarien-Analyse
- 4.2.1 Ausgangssituation und Netzengpassdetektion
- 4.2.2 Ergebnisse: Übergreifende Multiszenarien-Analyse
- 4.2.3 Vergleich von Methoden zur Multiszenarien-Analyse
- 4.3 Fall 2: Ermittlung von regelzonenübergreifenden Topologiemaßnahmen
- 4.3.1 Ausgangssituation und Netzengpassdetektion
- 4.3.2 Ergebnisse: Regelzonenübergreifendes Netzengpassmanagement mit netzbezogenen Maßnahmen
- 4.3.3 Vergleich von Methoden zum regelzonenübergreifenden Netzengpassmanagement mit netzbezogenen Maßnahmen
- 4.3.4 Ermittlung abschaltbarer Leitungen
- 4.4 Fall 3: Reduktion des Redispatch mit Topologiemaßnahmen
- 4.4.1 Ausgangssituation und Netzengpassdetektion
- 4.4.2 Ergebnisse: Regelzonenübergreifendes Netzengpassmanagement mit netzbezogenen Maßnahmen
- 4.4.3 Ergebnisse: Regelzonenübergreifendes Netzengpassmanagement mit netzbezogen Maßnahmen und marktbasierten Maßnahmen
- 4.4.3.1 Redispatch ohne Änderung des Austauschfahrplanes
- 4.4.3.2 Redispatch mit Änderung des Austauschfahrplanes
- 4.4.4 Vergleich von Methoden zum regelzonenübergreifenden Netzengpassmanagement
- 4.5 Fall 4: Ermittlung von minimalen Netzausbaumaßnahmen
- 5 Zusammenfassung
- 6 Literaturverzeichnis
- 7 Anhang