In Niederspannungsnetzen wird ein neuartiges Stabilitätsphänomen beobachtet, das auf den zunehmenden Anteil von geregelten Komponenten mit leistungselektronischen Bauelementen zurückzuführen ist. Bereits aufgetretene Anlagen-ausfälle und eine sich daraus ableitende Gefahr für den stabilen Netzbetrieb verdeutlichen die Notwendigkeit geeigneter Untersuchungen und Gegenmaßnahmen. Ein potentielles Kriterium zur Untersuchung dieser sogenannten harmonischen Stabilität ist das impedanzbasierte Stabilitätskriterium (IBSK), für dessen Anwendung frequenzabhängige Impedanzen
benötigt werden. Dafür sind im Kontext von Niederspannungsnetzen die experimentelle Vermessung von Komponenten im Labor und die Überführung von Messdaten in Ersatzmodelle vorteilhaft, jedoch sind sowohl Kenntnisse über Anforde-rungen und Rahmenbedingungen als auch geeignete Verfahren notwendig.
Daher werden im Rahmen dieser Arbeit verschiedene Teilverfahren einer, auf experimentellen Vermessungen basierenden, Verfahrenskette auf die Anwendbarkeit in Niederspannungsnetzen untersucht, weiterentwickelt und erprobt. Dies sind die
experimentelle Ermittlung von frequenzabhängigen Impedanzen heterogener Niederspannungskomponenten, die Überf-ührung der resultierenden Impedanzen in datengetriebene, parametrische Ersatzmodelle als auch die systemische Unter-suchung der harmonischen Stabilität von unterschiedlichen Niederspannungsnetzen und unter Variation vonNetzeigen-schaften und Durchdringungsgraden.
Die mittels der implementierten und validierten Prüfkreise ermittelten Impedanzen von 24 handelsüblichen Komponenten zeigen eine signifikante Heterogenität und zu berücksichtigende Einflussfaktoren in Niederspannungsnetzen auf. Ver-schiedene Weiterentwicklungen reduzieren durch Nichtlinearitäten hervorgerufene Störeinflüsse und ermöglichen die Vermessung unter den identifizierten Rahmenbedingungen.
Anschließend werden ein Modellierungsansatz und Parametrierungsverfahren vorgestellt sowie Messergebnisse in Er-satzmodelle überführt. Die Ergebnisse der systemischen Untersuchungen zeigen, dass mit einer als passiv angenommenen Netzanbindung die harmonische Stabilität gewährleistet ist. In einer Untersuchung eines Netzes mit leistungselektronischer Netzbildung wird jedoch eine Instabilität prognostiziert. Die
Validierung im Labor bestätigt die Prognose und verdeutlicht die Anwendbarkeit des IBSK unter Verwendung von expe-rimentell parametrierten Ersatzmodellen.
Aktualisiert: 2023-03-23
> findR *
Dem internationalen Stromhandel kommt bei der Dekarbonisierung des europäischen Energieversorgungsystems eine wichtige Bedeutung zu, da er eine europaweit effiziente Verteilung volatiler Einspeisungen aus Anlagen auf Basis erneuerbarer Energien (EE) ermöglicht. Daher strebt die EU eine immer stärkere Integrationder nationalen Strommärkte unter Berücksichtigung der begrenzten Übertragungskapazitäten an. Zur Kopplung einzelner europäischer Marktgebiete wird neben dem bisher praktizierten Kapazitätsmodell Net-Transfer-Capacities (NTC) seit 2015 sukzessive das Flow-Based Market Coupling (FBMC) eingeführt. Dieses ermöglicht eine effizientere Ausnutzung der physikalischen Übertragungs-kapazitäten, da es die Lastflussverhältnisse im europäischen Übertragungsnetz besser abbildet. Beim FBMC sind eine Reihe von Fragen zur Ausgestaltung ungeklärt. Hierzu zählen u.a., ob eine Erweiterung auf weitere Marktgebiete sinnvoll ist, wie Nicht-FBMCGebotszonen in das FBMC-Kapazitätsmodell zu integrieren sind (sogenanntes Hybrid Market Coupling), wie die Flexibilität leistungsfl usssteuernder Betriebsmittel wie Phasenschiebertransformatoren innerhalb des FBMC-Kapazitätsmodells zu berücksichtigen ist und welche Mindestkapazitäten für Importe und Exporte vorgehalten werden sollen. Die langfristige Ausgestaltung der Marktkopplung im europäischen Strombinnenmarkt stellt das Forschungs-vorhaben der Arbeit dar.
In dieser Forschungsarbeit wird ein Modell zur Systemanalyse entwickelt, um die Berechnung und Nutzung der Übertra-gungskapazitäten abzubilden. Dieses besteht aus den Modulen Kapazitätsberechnung, Gebotserstellung der Handelsteilnehmer, Bestimmung der Preise, Importe und Exporte sowie Nutzung der verfügbaren Übertragungskapazitäten, sowie schließlich dem Management der verbliebenen Engpässe. Das Modell zur Systemanalyse weist als Besonderheiten auf, dass die Marktkopplung nicht innerhalb eines Fundamentalmodells, welches Gebotserstellung und Preisermittlung integriert betrachtet, sondern in Anlehnung an die realen Prozesse in der Preisbestimmung modelliert ist und dass es die Flexibilität lastflusssteuernder Betriebsmittel in der Kapazitätsermittlung abzubilden vermag.
Im Rahmen einer Parameterstudie wird die zukünftige Ausgestaltung des FBMCModells in einem Szenario für das Jahr 2035 anhand der Kriterien Erzeugungskosten, CO2-Emissionen und Abregelung von EE-Anlagen in Folge von Strom-handel und Engpassmanagement bewertet. Insbesondere die Wahl der Mindestkapazitäten stellt sich dabei als sehr sensitiv auf die Bewertungskriterien heraus. Ein neuartiges Konzept des Hybrid Market Couplings, bekannt unter dem Namen Advanced Hybrid Market Coupling, erweist sich hinsichtlich der gewählten Bewertungskriterien, insbesondere bei geringen Mindestkapazitäten, als vorteilhaft. Eine Erweiterung des FBMC-Kapazitätsmodells auf weitere Mitgliedsstaaten am Rande des europäischen Kontinents sowie die Berücksichtigung von Phasenschiebetransformatoren im FBMC-Kapazitätsmodell erscheint dagegen nicht sinnvoll.
Aktualisiert: 2023-02-09
> findR *
Der Ausbau regenerativer Stromerzeugungsanlagen sowie die Verzögerung notwendiger Netzausbauprojekte führen zunehmend zu Überlastungen im elektrischen Übertragungsnetz. Zur Engpassbehebung stehen Übertragungs-netzbetreibern verschiedene markt- und netzseitige Eingriffsmöglichkeiten zur Verfügung, wie z.B. die
Modifikation von Kraftwerksfahrplänen durch Redispatch oder das gezielte Anpassen der Netztopologie durch Schaltmaßnahmen. Der erwartete Anstieg an betrieblichen Eingriffen sowie die Höherauslastung des Übertragungsnetzes gehen mitsteigenden Anforderungen an die Koordination und Umsetzung der Maßnahmen einher. Zur Gewährleistung der Durchführbarkeit von Engpassbehebungsmaßnahmen (EBM) ist daher die Bestimmung einer geeigneten zeitlichen Abfolge der Teilmaßnahmen unter Berücksichtigung der betrieblichen Grenzwerte notwendig. Dabei gilt es, die Netzsicherheit in allen Zwischenschritten der Abfolge zu wahren. Der im Rahmen der Arbeit als Untersuchungsgegenstand definierte Transitionspfad beschreibt das Systemverhalten des Übertragungsnetzes unter Berücksichtigung einer veränderlichen Transportaufgabe und eines koordinierten Einsatzes betrieblicher Eingriffe........
Aktualisiert: 2022-11-03
> findR *
Der Endenergiebedarf nach elektrischer Energie (Stromnachfrage) in Deutschland hat sich in den vergangenen Dekaden kontinuierlich verändert. Diese Veränderung istgeprägt von soziodemographischen und technologischen Entwicklungen sowie derstetigen Veränderung der wirtschaftlichen Rahmenbedingungen. Die beobachteten Veränderungen der Strom-nachfrage betreffen deren gesamte Struktur, darunter fallen die energetische Nachfrage, der zeitliche Verlauf und die regi-onale Verortung, sowie mit zunehmender Bedeutung auch die vorhandene Flexibilität.
Auch in Zukunft wird die Entwicklung der Stromnachfragestruktur von der soziodemographischen Entwicklung, den wirt-schaftlichen Rahmenbedingungen und der technologischen Entwicklung beeinflusst. Insbesondere die technologische
Entwicklung wird durch die klimapolitischen Ziele der Bundesregierung signifikant beeinflusst. Als wesentliche Entwick-lungen sind Effizienzsteigerungen sowie die Elektrifizierung von Wärme- und Mobilitätsanwendungen zu nennen. Die starke
Divergenz von Prognosen zur zukünftigen Stromnachfrage zeigt, dass die Wirkung der klimapolitischen Maßnahmen auf die zukünftige Stromnachfragestruktur von hoher Unsicherheit geprägt ist. Deren Kenntnis ist jedoch essentiell für unterschied-lichste Anwendungen wie beispielsweise Netzplanungsprozesse.
Es stellt sich daher die Frage, wie ein Verfahren zur Simulation der Stromnachfragestruktur unter Berücksichtigung der zu-künftigen Entwicklungen konzipiert sein muss. Ziel dieses Forschungsvorhabens war daher die Entwicklung eines solchen Verfahrens und die anschließende exemplarische Anwendung für zukünftige Szenarien um die Auswirkungen klimapoliti-scher Maßnahmen auf die Struktur der Stromnachfrage analysieren zu können.
Aktualisiert: 2022-10-06
> findR *
In der Mittelspannungsebene sind Lasttrennschalter die in Deutschland meist verbauten Schaltgeräte und stellen somit einen wichtigen Baustein der elektrischen Energieversorgung dar. Aufgrund der gestellten Anforderung an eine kompakte Baugröße ist ein wachsender Anteil in gasisolierten Schaltanlagen verbaut. Das dafür verwendete Gas Schwefelhexaflu-orid ist mit einem Treibhauspotential von 23 500 CO2-Masseäquivalenten das stärkste bekannte Treibhausgas, weshalb eine Substitution angestrebt wird. Da die dafür in Frage kommenden Gase jedoch eine geringere Leistungsfähigkeit
aufweisen, ist eine Anpassung der Schalterkonstruktion notwendig. Die ausschlaggebenden Größen für eine erfolgreiche Stromunterbrechung sind dabei die Lichtbogenkühlung durch eine axiale Beblasung und der Hartgaseffekt. Für die optimale Auslegung eines Mittelspannungs-Lasttrennschalters ist jedoch ein tiefergehendes Verständnis aller relevanter Einflussfaktoren notwendig.
Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung des Einflusses der Schalterkonstruktion sowie der Strom- und Spannungsbelastung auf das Ausschaltverhalten eines umweltfreundlicheren Mittelspannungs-Lasttrennschalters auf Basis von Stickstoff-Kohlenstoffdioxid-Mischungen. Für die Untersuchungen wird für einen Modellschalter das thermische Ausschaltvermögen, die dielektrische Wiederverfestigung sowie das Stromabrissverhalten für verschiedene Auslegungsvarianten bestimmt. Aus den Untersuchungen werden Auslegungskriterien abgeleitet und zum Aufbau eines Technologie-Demonstrators genutzt. Anhand der normgerechten Prüfung des Ausschaltvermögens des Technologie-Demonstrators erfolgt der Nachweis der Gültigkeit der Auslegungskriterien.
Aktualisiert: 2022-01-31
> findR *
Die internationalen und europäischen Klimaschutzziele sehen eine Begrenzung des weltweiten Temperaturanstiegs durch den Klimawandel auf höchstens 1,5- 2 °C vor. Dies erfordert unter anderem eine umfassende Reduktion von Netto-Treib-hausgasemissionen, insbesondere von CO2-Emissionen, in allen Bereichen des europäischen Energiesystems. Entspre-chend müssen zunehmend klimaneutrale Energieträger genutzt werden, wozu umfangreiche Anpassungen auf der Verbraucher- und auf der Versorgungsseite des Energiesystems notwendig sind. Dabei ist jedoch unklar, wie sich die Nachfragestruktur, also die Höhe und Zusammensetzung der Nachfrage nach Endenergieträgern auf der Verbraucherseite, zukünftig entwickeln wird. Darüber hinaus ist unklar, welche Entwicklung des Energieversorgungssystems (EVS) notwendig ist, um die Deckung dieser Nachfrage sowie des resultierenden Flexibilitätsbedarfs sicherzustellen. Neben der Bereit-stellung von Strom aus regenerativen Quellen ist dabei aufgrund fortschreitender Sektorenkopplung zunehmend auch die Bereitstellung klimaneutraler Gase und Flüssigkraftstoffe zu berücksichtigen. Damit ist fraglich, in welchem Umfang
Erzeugungsanlagen von Strom, synthetischen Gasen und Flüssigkraftstoffen sowie entsprechende Speicher- und Übertragungsanlagen im zukünftigen europäischen EVS zur Deckung der Nachfrage nach Endenergieträgern und Flexibilität benötigt werden und in welchem Maß Energieträger zukünftig von außerhalb Europas importiert werden.
Zur Beantwortung dieser Fragestellungen wird in der vorliegenden Arbeit ein mathematisches Modell zur Optimierung von Zubau-, Abbau- und Einsatzentscheidungen im integrierten europäischen Strom-Gas-EVS in Abhängigkeit einer vorzugebenden Nachfragestruktur entwickelt. Das resultierende lineare Optimierungsproblem basiert auf einer Minimierung der Gesamtkosten des betrachteten EVS zur Deckung der vorgegebenen Nachfrage nach Strom, Wasserstoff, Methan und Flüssigkraftstoffen unter Berücksichtigung wesentlicher technischer und wirtschaftlicher Restriktionen. Dabei werden Investitions- und Einsatzentscheidungen für Anlagen zur Strom-, Gas- und Flüssigkraftstofferzeugung sowie Speicher- und Übertragungsanlagen der Energieträger Strom, Wasserstoff und Methan bestimmt. Der Betrachtungszeitraum umfasst die Jahre 2020 bis 2050 mit einer stündlichen Auflösung betrachteter Stützjahre.
In exemplarischen Untersuchungen wird das entwickelte Verfahren unter Annahme unterschiedlicher zu bedienender Nachfragestrukturen angewendet. In allen untersuchten Szenarien werden in ganz Europa hohe Kapazitäten von Stromerzeugungsanlagen auf Basis erneuerbarer Energien (EE-Anlagen) zugebaut. Besonders ausgeprägt ist
dieser Zubau im Szenario mit hoher Elektrizitätsnachfrage, wodurch sich zusätzlich hohe Kapazitäten von Flexibilitätsoptionen wie flexiblen Kraftwerken, Speichern oder Erzeugungsanlagen für synthetische Gase und Flüssigkraftstoffe ergeben. In Szenarien mit hoher Wasserstoff- oder Methannachfrage fallen diese Kapazitäten deutlich geringer aus. Weitere Untersuchungen unterstreichen den hohen Einfluss angenommener Kosten für den Import klimaneutraler Energieträger auf die installierten Kapazitäten von EE-Anlagen und Flexibilitätsoptionen sowie auf die importierten Mengen dieser Energieträger.
Aktualisiert: 2022-06-16
> findR *
Der Ausbau von Erzeugungsanlagen auf Basis erneuerbarer Energien sowie der erwartete Anschluss von Wärmepumpen und Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge verändert die Versorgungsaufgabe in den Verteilnetzen. In vielen Netzen führen diese Entwicklungen zu einem Netzausbaubedarf. Umfang und die Heterogenität der Mittel- und Niederspannungsnetze (MS- und NS-Netze) sowie eine geringe Verfügbarkeit von Netzdaten erschweren Betrachtungen aller ca. 4.500 MS-Netze und ca. 500.000 NS-Netze in Deutschland. Energiewirtschaftliche Fragestellungen, wie die Frage nach dem erwarteten Netzausbaubedarf, werden bisher nur für wenige exemplarische Netze durchgeführt, die als Einzelergebnisse zur Hochrechnung genutzt werden.
Mit steigender Verfügbarkeit öffentlich zugänglicher georeferenzierter Daten stellt sich daher die Frage, ob das Netzmengengerüst der MS- und NS-Netze deutschlandweit vollständig und realitätsnah abgebildet und damit der deutsche Netzausbaubedarf bestimmt werden kann. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens war daher die Entwicklung einer Methode zur Generierung georeferenzierter MS- und NS-Netze für Deutschland, auf deren Basis der Netzausbaubedarf bestimmt und bewertet werden kann.
Erster wissenschaftlicher Beitrag der Dissertation ist die entwickelte Methode, die öffentlich zugängliche Datensätze, wie Daten des OpenStreetMap-Projektes, des Zensus 2011 und der Anlagenstammdaten von Erzeugungsanlagen, zu einem gebäude- und anlagenscharfen Modell der heutigen Versorgungaufgabe zusammenführt und die Netzstruktur dann unter Verwendung von Straßenverläufen und unter Berücksichtigung von Grundsätzen zu Planung und Betrieb der Netze ermittelt. Zur Abgrenzung von Netzgebieten kommen hierbei Clusteralgorithmen zum Einsatz. Ringnetzstrukturen der MS-Netze werden über ein Capacitated-Vehicle-Routing-Problem, Strahlennetzstrukturen der NS-Netze über ein Capacitated-Minimum-Spanning-Tree-Problem abgeleitet.
Die exemplarische Anwendung der entwickelten Methode zeigt in einem Vergleich mit veröffentlichten Netzstrukturmerkmalen der MS- und NS-Ebene, dass sie unter Verwendung öff entlich zugänglicher Datensätze das heutige Netzmengengerüst in ausreichender Genauigkeit abbilden kann. Mit dem so erzeugten, georeferenzierten Netzdatensatz der MS- und NS-Netze kann anhand verschiedener Netzstrukturkennzahlen hinsichtlich Netzlänge, Netzkunden- und Lastdichte erstmals die Heterogenität sämtlicher MS- und NS-Netze dargestellt werden. Die Ergebnisse zeigen die erwartungsgemäßen Unterschiede zwischen städtischen und ländlichen Netzen, doch auch innerhalb von städtischen und ländlichen Regionen sind die Netze sehr heterogen.
Zweiter wissenschaftlicher Beitrag der Dissertation ist die Bestimmung des Netzausbaubedarfs der gesamten MS- und NS-Netze in Deutschland erstmals auf Grundlage eines deutschlandweiten vollständigen Netzmodells. Die Untersuchung des Netzausbaubedarfs zeigt für vorgegebene Szenarien der zukünftigen Versorgungsaufgabe erwartungsgemäß, dass in ländlichen Regionen der Zubau von Windenergie- und Photovoltaikanlagen weiterhin der wesentliche Treiber des Netzausbaus ist und sich in städtisch geprägten Regionen ein Zuwachs von Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge auf den Netzausbaubedarf auswirken kann. Jedoch zeigen sich auch innerhalb von ländlichen oder städtischen Regionen starke Unterschiede je spezifischem Netz, die durch die bisher übliche Betrachtung repräsentativer Netze nicht adäquat abgebildet werden können.
Aktualisiert: 2021-10-28
> findR *
MEHR ANZEIGEN
Bücher von Moser, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Albert
Sie suchen ein Buch oder Publikation vonMoser, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Albert ? Bei Buch findr finden Sie alle Bücher Moser, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Albert.
Entdecken Sie neue Bücher oder Klassiker für Sie selbst oder zum Verschenken. Buch findr hat zahlreiche Bücher
von Moser, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Albert im Sortiment. Nehmen Sie sich Zeit zum Stöbern und finden Sie das passende Buch oder die
Publiketion für Ihr Lesevergnügen oder Ihr Interessensgebiet. Stöbern Sie durch unser Angebot und finden Sie aus
unserer großen Auswahl das Buch, das Ihnen zusagt. Bei Buch findr finden Sie Romane, Ratgeber, wissenschaftliche und
populärwissenschaftliche Bücher uvm. Bestellen Sie Ihr Buch zu Ihrem Thema einfach online und lassen Sie es sich
bequem nach Hause schicken. Wir wünschen Ihnen schöne und entspannte Lesemomente mit Ihrem Buch
von Moser, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Albert .
Moser, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Albert - Große Auswahl an Publikationen bei Buch findr
Bei uns finden Sie Bücher aller beliebter Autoren, Neuerscheinungen, Bestseller genauso wie alte Schätze. Bücher
von Moser, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Albert die Ihre Fantasie anregen und Bücher, die Sie weiterbilden und Ihnen wissenschaftliche Fakten
vermitteln. Ganz nach Ihrem Geschmack ist das passende Buch für Sie dabei. Finden Sie eine große Auswahl Bücher
verschiedenster Genres, Verlage, Schlagworte Genre bei Buchfindr:
Unser Repertoire umfasst Bücher von
Sie haben viele Möglichkeiten bei Buch findr die passenden Bücher für Ihr Lesevergnügen zu entdecken. Nutzen Sie
unsere Suchfunktionen, um zu stöbern und für Sie interessante Bücher in den unterschiedlichen Genres und Kategorien
zu finden. Neben Büchern von Moser, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Albert und Büchern aus verschiedenen Kategorien finden Sie schnell und
einfach auch eine Auflistung thematisch passender Publikationen. Probieren Sie es aus, legen Sie jetzt los! Ihrem
Lesevergnügen steht nichts im Wege. Nutzen Sie die Vorteile Ihre Bücher online zu kaufen und bekommen Sie die
bestellten Bücher schnell und bequem zugestellt. Nehmen Sie sich die Zeit, online die Bücher Ihrer Wahl anzulesen,
Buchempfehlungen und Rezensionen zu studieren, Informationen zu Autoren zu lesen. Viel Spaß beim Lesen wünscht Ihnen
das Team von Buchfindr.