Modellierung und Analyse von Regel- und Betriebsführungsstrategien im Microgrid

Abstract

Die derzeit stark steigende Anzahl an dezentralen Erzeugungsanlagen bietet die Möglichkeit einzelne Ortsnetze im Inselbetrieb Blackout- fest zu gestalten und den Einsatz konventioneller Notstromaggregate zu reduzieren. In der Notsiutation eines Blackouts sind innovative und robuste Betriebsführungsstrategien gefragt, um einen zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten. Deshalb untersucht diese Arbeit, wie über den Einsatz eines elektrochemischen Speichers gemeinsam mit einem Dieselgenerator ein Netzabschnitt als Microgrid mittels koordinierter Betriebsführung weiter versorgt werden kann. Zu diesem Zweck wird über die Simulationsumgebung DIgSILENT PowerFactory ein realer Niederspannungsnetzabschnitt abgebildet und die darin enthaltenen Anschlussobjekte mit hochauflösend gemessenen Lastprofilen versehen. Neben bereits vorliegender Messungen von Haushaltslastprofilen werden im Rahmen der Arbeit einflussreiche Großverbraucher im betreffenden Netz gemessen und zur Verwendung in der Simulation aufbereitet. Zur Durchführung einer dynamischen Simulation über einen Zeitraum von 24 Stunden werden die einzelnen Komponenten des Netzes in DIgSILENT PowerFactory detailliert modelliert und anschließend Betriebsführungsstrategien zum koordinierten Einsatz der versorgenden Komponenten erarbeitet. Diese Betriebsführungsstrategien werden abschließend anhand der entsprechenden Simulationsergebnisse verglichen und diskutiert.

In the case of a blackout scenario it is possible to maintain local distribution grids due to the high amount of decentralized generators like photovoltaic systems. Renewables allow reducing the use of conventional emergency backup generators to maintain the grid in an isolated operation mode. In these emergency situations, innovative and robust operational management strategies are in demand in order to provide solid service. For this reason the thesis investigates how a real distribution grid could be supplied with the aid of an electrochemical battery combined with a dieselgenerator in isolated operation. For this purpose, an actual section of a low voltage grid is analyzed by using the software DIgSILENT PowerFactory. Each object is provided with a load profile in high resolution. On the one hand, objects representing househoulds are provided with load profiles from measurements that are already available. On the other hand, large- scale consumers are measured and prepared for usage in the simulation within the scope of this thesis. In order to undertake dynamic simulations of the grid over a period of 24 hours, the single components are modelled in detail in DIgSILENT PowerFactory. On this basis, operation management strategies for a coordinated operation of the supplying elements will be developed based on a comparison with the corresponding simulation.