Automatisierte Zielnetzplanung zur Entwicklung von innovativen Planungsgrundsätzen für ländliche Niederspannungsnetze in Europa / Kevin Christopher Cibis. Berlin : epubli, 2022
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- Inhaltsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 1.1 Hintergrund und Motivation
- 1.2 Stand der Wissenschaft und Technik
- 1.3 Zielsetzung der Arbeit und Forschungsfrage
- 1.4 Projektunterstützung und Datenbasis
- 1.5 Aufbau der Arbeit
- 2 Planungsaufgabe in der NS-Ebene
- 2.1 Struktur von Niederspannungsnetzen und verbreitete Betriebsmittel
- 2.1.1 Grundlegender Aufbau von Niederspannungsnetzen
- 2.1.2 Standardbetriebsmittel
- 2.1.3 Topologische Besonderheiten in der NS-Ebene
- 2.2 Technische Anforderungen und Rahmenbedingungen der Netzplanung
- 2.3 Ökonomische Rahmenbedingungen
- 2.4 Grundlegende Konzepte der Netzplanung
- 2.5 Konventionelle Lösungsoptionen für die Netzertüchtigung
- 2.6 Innovative Lösungsoptionen für die Netzertüchtigung
- 2.6.1 Regelbare Ortsnetztransformatoren
- 2.6.2 Einzelstrangregler
- 2.6.3 Statische Spitzenkappung
- 2.6.4 Dynamische Spitzenkappung
- 2.6.5 Spannungsabsenkung am Umspannwerk
- 2.7 Gewonnene Erkenntnisse
- 3 Automatisierte und optimierte Zielnetzplanung
- 3.1 Anforderungen an die automatisierte Zielnetzplanung
- 3.1.1 Aufgabenstellung und Anforderungskatalog
- 3.1.2 Definition des Optimierungsproblems
- 3.1.3 Berücksichtigte Netzertüchtigungsvarianten
- 3.2 Auswahl der Simulationsumgebung und Datenaufbereitung
- 3.2.1 Auswahl der Simulationsumgebung
- 3.2.2 Auswahl des Optimierungsalgorithmus
- 3.2.3 Modellierung der Niederspannungsnetze
- 3.3 Verfahrensentwicklung
- 3.3.1 Modellierung der betrachteten Technologien und Netzertüchtigungsvarianten
- 3.3.2 Definition des Optimierungsproblems im gewählten Optimierungsalgorithmus
- 3.3.3 Entwicklung einer GIS-Schnittstelle zur Berücksichtigung realer Trassenverläufe
- 3.3.4 Szenarienentwicklung
- 3.4 Anwendung des Genetischen Algorithmus in der automatisierten Zielnetzplanung
- 4 Anwendung der automatisierten Zielnetzplanung
- 4.1 Validierung der Ergebnisse der Software zur automatisierten Zielnetzplanung
- 4.2 Zielnetzplanung typischer europäischer Niederspannungsnetze
- 4.2.1 Beispielhaftes Niederspannungsnetz aus Deutschland
- 4.2.2 Beispielhaftes Niederspannungsnetz aus dem Vereinigten Königreich von Großbritannien und Nordirland
- 4.2.3 Beispielhaftes Niederspannungsnetz aus Norwegen
- 4.2.4 Beispielhaftes Niederspannungsnetz aus Portugal
- 4.2.5 Vergleich der europäischen Beispielplanungen
- 4.3 Gesamtheit der Planungsergebnisse
- 4.3.1 Ökonomischer Vergleich der Netzertüchtigungsvarianten
- 4.3.2 Technischer Vergleich der Netzertüchtigungsvarianten
- 4.3.3 Abschließende Bewertung der Netzertüchtigungsvarianten
- 4.4 Sensitivitätsanalysen
- 4.4.1 Berücksichtigung neuer Trassenverläufe
- 4.4.2 Einfluss der Position des analysierten Niederspannungsnetzes im überlagerten MS-Netz und Möglichkeit der SUW
- 4.4.3 Einfluss unterschiedlicher Verteilungen der Einspeiser im analysierten Niederspannungsnetz
- 4.4.4 Vergleich von konsekutiver Planung und langfristiger Zielnetzplanung
- 4.4.5 Priorisierung von NS-Netzen im Zielnetzplanungsprozess
- 4.4.6 Abschließende Bewertung der Sensitivitätsanalysen
- 5 Innovative Planungsgrundsätze für Niederspannungsnetze in Europa
- 5.1 Methode zur Entwicklung innovativer Planungsgrundsätze
- 5.2 Einordnung der Netze in den europäischen Kontext
- 5.3 Integration von Erkenntnissen weiterer europäischer Partner
- 5.3.1 Multiobjektive Optimierungen für Netzplanungen
- 5.3.2 Bewertung der Abregelung von Einspeisern in Netzautomatisierungs-systemen
- 5.3.3 Entwicklung von Last- und Erzeugungsprofilen
- 5.3.4 Zusammenfassung der Ergebnisse aus den Forschungsschwerpunkten der Partnerinstitutionen
- 5.4 Entwicklung innovativer Planungsgrundsätze für NS-Netze in Europa
- 5.4.1 Planungsgrundsatz 1: Einsparpotenzial durch innovative Lösungsoptionen
- 5.4.2 Planungsgrundsatz 2: Einsatz von modernen Werkzeugen
- 5.4.3 Planungsgrundsatz 3: Vorbereitung auf eine ungewisse zukünftige PVA-Entwicklung
- 5.4.4 Planungsgrundsatz 4: Spannungsebenenübergreifende Betrachtungsweise
- 5.4.5 Planungsgrundsatz 5: Einsatz von Spannungsreglern
- 5.4.6 Planungsgrundsatz 6: Spitzenkappung von PVA
- 5.4.7 Planungsgrundsatz 7: Optimierung neuer Kabeltrassen
- 5.4.8 Planungsgrundsatz 8: Integration von Ergebnissen eines langfristigen Zielnetzes
- 5.4.9 Planungsgrundsatz 9: Priorisierung von NS-Netzen im Planungsprozess
- 5.4.10 Planungsgrundsatz 10: Strategische Ausrichtung des zukünftigen Netzplanungsprozesses
- 5.5 Reflexion und Bewertung
- 6 Zusammenfassung und Ausblick
- 7 Verzeichnisse
- 7.1 Literaturverzeichnis
- 7.2 Abkürzungsverzeichnis
- 7.3 Formelverzeichnis
- 7.4 Publikationsverzeichnis
- 8 Anhang
- 8.1 Kostenannahmen
- 8.2 Verwendete PVA-Zeitreihe
- 8.3 Histogramm der Anlagengrößen
- 8.4 Planungsbeispiele
- 8.4.1 Planungsbeispiel deutsches NS-Netz
- 8.4.2 Planungsbeispiel NS-Netz aus dem VK
- 8.4.3 Planungsbeispiel norwegisches NS-Netz
- 8.4.4 Planungsbeispiel portugiesisches NS-Netz
- 8.5 Netzstrukturkennwerte und schematische Darstellung des Land- und Dorfnetzes
- 8.6 Netzstrukturkennwerte der deutschen Stichprobe
- 8.7 Netzstrukturkennwerte der europäischen Beispielnetze