Die vorliegende Arbeit beschreibt ein Modell zur integrierten Simulation der europäischen Strom- und Regelleistungsmärkte sowie dessen Parametrierung, Plausibilisierung und exemplarische Anwendung im Rahmen einer Fallstudie. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf dem Einfluss der Regelleistungsvorhaltung und der Wärmeauskopplung auf den Kraftwerkseinsatz, den Interaktionen zwischen Strom- und Regelleistungsmärkten sowie dem internationalen Austausch von Regelleistung. Die dabei zu bewältigenden Herausforderungen sind, neben der Erfassung der Eingangsdaten aus öffentlich zugänglichen Quellen, eine möglichst gute Berücksichtigung der intertemporalen Abhängigkeiten durch Speicher und Anfahrkosten konventioneller Kraftwerke und die prinzipielle Lösbarkeit eines Modells dieser Größe, die erst durch den Einsatz einer Heuristik erreicht werden kann.
Aktualisiert: 2022-11-04
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Die Simulation transienter Vorgänge wird in Elektroenergiesystemen für viele Fragestellungen benötigt. Mit dem Erweiterten Knotenpunktverfahren ist ein Werkzeug speziell für die Zeitbereichssimulation elektrischer Energiesysteme entwickelt worden, das allgemein auf ein differential-algebraisches Netzgleichungssystem führt. Der sich ergebende Index der differential-algebraischen Gleichung schränkt die Auswahl der möglichen Lösungsverfahren ein. Dieser Index kann für Verfahren aus der Schaltungssimulation a priori bestimmt werden. Die Ergebnisse der Strukturanalyse aus der Schaltungssimulation sollen auf die aus dem Erweiterten Knotenpunktverfahren resultierenden differential-algebraischen Gleichungen übertragen werden. In dieser Arbeit erfolgt daher eine systematische Klassifizierung der aus dem Erweiterten Knotenpunktverfahren resultierenden differential-algebraischen Gleichung, die speziell auf die Besonderheiten der elektrischen Energietechnik eingeht.
Aktualisiert: 2022-11-04
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Die Simulation transienter Vorgänge wird in Elektroenergiesystemen für viele Fragestellungen benötigt. Mit dem Erweiterten Knotenpunktverfahren ist ein Werkzeug speziell für die Zeitbereichssimulation elektrischer Energiesysteme entwickelt worden, das allgemein auf ein differential-algebraisches Netzgleichungssystem führt. Der sich ergebende Index der differential-algebraischen Gleichung schränkt die Auswahl der möglichen Lösungsverfahren ein. Dieser Index kann für Verfahren aus der Schaltungssimulation a priori bestimmt werden. Die Ergebnisse der Strukturanalyse aus der Schaltungssimulation sollen auf die aus dem Erweiterten Knotenpunktverfahren resultierenden differential-algebraischen Gleichungen übertragen werden. In dieser Arbeit erfolgt daher eine systematische Klassifizierung der aus dem Erweiterten Knotenpunktverfahren resultierenden differential-algebraischen Gleichung, die speziell auf die Besonderheiten der elektrischen Energietechnik eingeht.
Aktualisiert: 2022-09-29
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Die vorliegende Arbeit beschreibt ein Modell zur integrierten Simulation der europäischen Strom- und Regelleistungsmärkte sowie dessen Parametrierung, Plausibilisierung und exemplarische Anwendung im Rahmen einer Fallstudie. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf dem Einfluss der Regelleistungsvorhaltung und der Wärmeauskopplung auf den Kraftwerkseinsatz, den Interaktionen zwischen Strom- und Regelleistungsmärkten sowie dem internationalen Austausch von Regelleistung. Die dabei zu bewältigenden Herausforderungen sind, neben der Erfassung der Eingangsdaten aus öffentlich zugänglichen Quellen, eine möglichst gute Berücksichtigung der intertemporalen Abhängigkeiten durch Speicher und Anfahrkosten konventioneller Kraftwerke und die prinzipielle Lösbarkeit eines Modells dieser Größe, die erst durch den Einsatz einer Heuristik erreicht werden kann.
Aktualisiert: 2022-11-10
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Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-(HGÜ)-Kabel erlangen eine
zunehmende Bedeutung in der Energieübertragung über lange Strecken.
Solche Kabelstrecken mit Längen von ca. 750 km werden u. a. im Projekt
„SuedLink“ zum Einsatz kommen. Aufgrund der großen Längen dieser
HGÜ-Kabelstrecken stoßen die klassischen Kabelfehlerortungsverfahren
jedoch an die technischen Grenzen. Um die Ausfallzeit der Energieversorgung
zu verkürzen und somit die Verfügbarkeit von HGÜ-Kabelsystemen zu
erhöhen, beinhaltet diese Arbeit Untersuchungen zur Entwicklung neuer
Verfahren zur Fehlererkennung, Fehlerklassifizierung und Fehlerlokalisierung
für lange Kabelstrecken.
ISBN
Aktualisiert: 2021-12-09
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Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-(HGÜ)-Kabel erlangen eine
zunehmende Bedeutung in der Energieübertragung über lange Strecken.
Solche Kabelstrecken mit Längen von ca. 750 km werden u. a. im Projekt
„SuedLink“ zum Einsatz kommen. Aufgrund der großen Längen dieser
HGÜ-Kabelstrecken stoßen die klassischen Kabelfehlerortungsverfahren
jedoch an die technischen Grenzen. Um die Ausfallzeit der Energieversorgung
zu verkürzen und somit die Verfügbarkeit von HGÜ-Kabelsystemen zu
erhöhen, beinhaltet diese Arbeit Untersuchungen zur Entwicklung neuer
Verfahren zur Fehlererkennung, Fehlerklassifizierung und Fehlerlokalisierung
für lange Kabelstrecken.
ISBN
Aktualisiert: 2021-12-09
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Um der zunehmenden Bedeutung von dezentralen Erzeugungsanlagen im Elektroenergiesystem gerecht zu werden, wird in dieser Arbeit das Systemverhalten der dezentralen Erzeugungsanlagen im Verteilungsnetz und deren Rückwirkungen auf die vorgelagerten Netzebenen in Systemstudien stärker in den Fokus gerückt. Ziel ist es, relevante Effekte und Zusammenhänge zu identifizieren und daraus eine notwendige Modellierungsgenauigkeit für diese Netze und deren Erzeugungsanlagen abzuleiten. Dies erfolgt für Nieder-, Mittel- und Hochspannungsnetze getrennt und wird dem Stand der Technik
auf der Höchstspannungsebene gegenübergestellt. Um eine Robustheit der Aussagen sicherzustellen, werden die Ergebnisse auf Konsistenz sowohl im Kleinsignal- als auch im Großsignalverhalten geprüft.
Aktualisiert: 2021-07-07
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Um der zunehmenden Bedeutung von dezentralen Erzeugungsanlagen im Elektroenergiesystem gerecht zu werden, wird in dieser Arbeit das Systemverhalten der dezentralen Erzeugungsanlagen im Verteilungsnetz und deren Rückwirkungen auf die vorgelagerten Netzebenen in Systemstudien stärker in den Fokus gerückt. Ziel ist es, relevante Effekte und Zusammenhänge zu identifizieren und daraus eine notwendige Modellierungsgenauigkeit für diese Netze und deren Erzeugungsanlagen abzuleiten. Dies erfolgt für Nieder-, Mittel- und Hochspannungsnetze getrennt und wird dem Stand der Technik
auf der Höchstspannungsebene gegenübergestellt. Um eine Robustheit der Aussagen sicherzustellen, werden die Ergebnisse auf Konsistenz sowohl im Kleinsignal- als auch im Großsignalverhalten geprüft.
Aktualisiert: 2021-09-02
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Mit Inkrafttreten der Guideline on Electricity Balancing im Jahr 2017 wurden die im Rahmen des Netzregelverbunds umgesetzten Maßnahmen zur regelzonenübergreifenden Optimierung der Bereitstellung von Sekundärregelleistung auf gesamteuropäischer Ebene verankert und harmonisiert. Zukünftig ist somit von einer zunehmenden Bedeutung dieser Maßnahmen für den Systembetrieb auszugehen. In dieser Arbeit werden die hiermit verbundenen Herausforderungen drei aufeinander aufbauenden Themenfeldern zugeordnet:
Effiziente Simulation dynamischer Vorgänge im Langzeitbereich
Engpassmanagement für den Netzregelverbund
Integration von Systemen zur Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) in den Netzregelverbund.
Aktualisiert: 2021-02-03
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Mit Inkrafttreten der Guideline on Electricity Balancing im Jahr 2017 wurden die im Rahmen des Netzregelverbunds umgesetzten Maßnahmen zur regelzonenübergreifenden Optimierung der Bereitstellung von Sekundärregelleistung auf gesamteuropäischer Ebene verankert und harmonisiert. Zukünftig ist somit von einer zunehmenden Bedeutung dieser Maßnahmen für den Systembetrieb auszugehen. In dieser Arbeit werden die hiermit verbundenen Herausforderungen drei aufeinander aufbauenden Themenfeldern zugeordnet:
Effiziente Simulation dynamischer Vorgänge im Langzeitbereich
Engpassmanagement für den Netzregelverbund
Integration von Systemen zur Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) in den Netzregelverbund.
Aktualisiert: 2021-04-01
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Der steigende Anteil der erneuerbaren Energien an der Bruttostromerzeugung in Deutschland führt zunehmend zu einer Umstrukturierung des Elektroenergiesystems (EES). Durch die hohe Anzahl bereits installierter Windenergieanlagen (WEA) und den steigenden Ausbau von WEA verändert sich u. a. das Kurzschlussverhalten in den unterschiedlichen Netzebenen. Zur Berechnung von Kurzschlussströmen in Drehstromnetzen wird die Methode der Ersatzspannungsquelle an der Kurzschlussstelle nach der internationalen Norm IEC 60909-0 und dem deutschen Äquivalent DIN EN 60909-0 verwendet, die seit Dezember 2016 WEA berücksichtigt. Darin werden WEA mit doppeltgespeistem Asynchrongenerator (DGAG) durch einen impedanzbasierten Ansatz beschrieben, der auf Messergebnissen aus der Anlagenzertifizierung und einem vom Hersteller anzugebenden Faktor k basiert.
Zur Ermittlung des Kurzschlussverhaltens von WEA mit DGAG wird im Rahmen dieser Arbeit das transiente Verhalten von WEA mit DGAG bei dreipoligen Klemmenkurzschlüssen untersucht. Aufbauend darauf werden vereinfachte Berechnungsvorschriften zur Bestimmung charakteristischer Kurzschlussstromkenngrößen (Anfangs-Kurzschlusswechselstrom und Stoßkurzschlussstrom) abgeleitet.
Aktualisiert: 2020-11-11
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Der steigende Anteil der erneuerbaren Energien an der Bruttostromerzeugung in Deutschland führt zunehmend zu einer Umstrukturierung des Elektroenergiesystems (EES). Durch die hohe Anzahl bereits installierter Windenergieanlagen (WEA) und den steigenden Ausbau von WEA verändert sich u. a. das Kurzschlussverhalten in den unterschiedlichen Netzebenen. Zur Berechnung von Kurzschlussströmen in Drehstromnetzen wird die Methode der Ersatzspannungsquelle an der Kurzschlussstelle nach der internationalen Norm IEC 60909-0 und dem deutschen Äquivalent DIN EN 60909-0 verwendet, die seit Dezember 2016 WEA berücksichtigt. Darin werden WEA mit doppeltgespeistem Asynchrongenerator (DGAG) durch einen impedanzbasierten Ansatz beschrieben, der auf Messergebnissen aus der Anlagenzertifizierung und einem vom Hersteller anzugebenden Faktor k basiert.
Zur Ermittlung des Kurzschlussverhaltens von WEA mit DGAG wird im Rahmen dieser Arbeit das transiente Verhalten von WEA mit DGAG bei dreipoligen Klemmenkurzschlüssen untersucht. Aufbauend darauf werden vereinfachte Berechnungsvorschriften zur Bestimmung charakteristischer Kurzschlussstromkenngrößen (Anfangs-Kurzschlusswechselstrom und Stoßkurzschlussstrom) abgeleitet.
Aktualisiert: 2021-01-21
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