Diese Arbeit entwickelt eine auf realen Netz- und Messdaten basierende Simulationsumgebung für probabilistische Lastflussrechnungen mit Modellen für regelbare Ortsnetztransformatoren, Photovoltaikanlagen und gängige Verbraucher der Niederspannungsebene. Damit werden praxisnahe und hoch optimierte Verfahren zur Spannungshaltung in Niederspannungsnetzen entwickelt. Als Ergebnis stehen allgemein übertragbare und wirksame Methoden zur Spannungshaltung, die den klassischen Netzausbau verzögern bzw. vermeiden können. Die Validierung findet anhand von Repräsentanten-Netzen statt, die durch eine Clusteranalyse des Netzbestands eines großen süddeutschen Verteilnetzbetreibers identifiziert werden.
Aktualisiert: 2022-04-30
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Moderne Erzeuger und Verbraucher elektrischer Energie verändern die Lastflusssituationen im elektrischen Energienetz. Der Zubau von Erzeugungsanlagen und die resultierende - oftmals wetterabhängige Energieerzeugung - sind hierbei schwierig zu prognostizieren. Ebenso unterliegt die Entwicklung der Lastnachfrage großen Unsicherheiten. Die Investitionsentscheidungen zur Gewährleistung einer zuverlässigen Energieversorgung muss der Netzplaner daher unter Berücksichtigung dieser unsicheren Entwicklungen treffen. Zur Analyse der Auswirkungen unsicherer Eingangsgrößen auf das Netz wird in dieser Arbeit ein probabilistisches Modell entwickelt. Der erste Baustein besteht aus einem gekoppelten Szenario-Copulamodell zur Abbildung der unsicheren Eingangsgrößen. Im Gegensatz zu bestehenden Untersuchungen wird bewusst eine Vielzahl von Szenarien erstellt und deren Realisationswahrscheinlichkeiten auf Basis des bestehenden Erzeugungsparks bestimmt. Im zweiten Baustein wird eine neu entwickelte approximative Lastflussrechnungsmethode einer Monte-Carlo-Simulation nach dem Latin-Hypercube-Sampling und einer klassischen Monte-Carlo-Simulation gegenübergestellt. Anschließend werden die Auswirkungen der unsicheren Eingangsgrößen mit nur einer geringen Anzahl an Rechenoperationen für den Anwendungsfall des deutschen Übertragungsnetzes im Jahr 2025 bestimmt und vorgeschlagene Netzausbaumaßnahmen bewertet. Hierbei zeigt das Modell den signifikanten Einfluss bisher vernachlässigter Unsicherheiten auf.
Aktualisiert: 2020-01-28
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Diese Arbeit entwickelt probabilistische Lastmodelle für Elektromobilität und Haushalte auf Niederspannungsebene. Mit Hilfe der probabilistischen Lastflussrechnung wird ein Verfahren zur probabilistischen Netzplaung entworfen, welches eine Betrachtung von Lademanagements und Betriebsstrategien ermöglicht. Die entwickelten Werkzeuge werden genutzt, um den Einfluss von Elektromobilität auf zukünftige Stromnetze abzuschätzen und Anschlussbedingungen für Elektroautos abzuleiten.
Aktualisiert: 2019-08-12
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Die bisherige Netzplanung nutzt Extremszenarien, um die Versorgungssicherheit zu
gewährleisten. Dies führt zu umfangreichen Investition für Betriebsmittel, die vielleicht
nur wenige Stunden im Jahr genutzt werden. Die steigende Zahl von Einflussfaktoren
und die veränderte Einspeisestruktur, hervorgerufen durch einen steigenden Anteil
regenerativer Einspeiser, erschwert die Ableitung von Extremszenarien zur Netzplanung.
Lastflussberechnungsverfahren, die im Gegensatz zu klassischen Verfahren nicht
diskrete Zustände sondern das stochastische Verhalten von Lasten, erneuerbare
Energien, Kraftwerken und Leitungsausfälle berücksichtigen, werden unter dem Begriff
probabilistische Lastflussberechnung zusammengefasst. Die Eigenschaften werden
über Wahrscheinlichkeitsdichteverteilungen beschrieben und mit den Verfahren zur
probabilistischen Lastflussrechnung auf Systemgrößen wie Knotenspannung und
Leitungsströme abgebildet. Im Rahmen dieser Arbeit werden bestehende Verfahren
beschrieben und ein neuartiges entwickelt. Die Eigenschaften der Verfahren werden im
Hinblick auf ihre Anwendungsmöglichkeiten analysiert. Notwendige Erweiterungen, um
das Energiesystem realitätsnah nachzubilden, und mögliche Lösungsansätze werden
aufgezeigt. Die Methodik, Potenziale und die Auswirkungen der probabilistischen
Betrachtungsweise auf den Netzplanungsprozess werden an einem Anwendungsfall des
deutschen Übertragungsnetzes beschrieben.
Aktualisiert: 2021-03-31
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Diese Arbeit entwickelt eine probabilistische Methode zur Planung elektrischer Verteilnetze. Mithilfe der entwickelten Lastmodelle und Berechnungsverfahren erfolgt eine Bewertung der Optimierung der Netzverstärkung durch Einsatz einer dynamischen Spitzenkappung. Anhand einer realen Fallstudie werden die Unterschiede zwischen der konventionellen und der probabilistischen Verteilnetzplanung analysiert.
Aktualisiert: 2021-03-31
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