Modellierung und Analyse eines nachhaltigen, blackoutresistenten Niederspannungsnetzabschnittes

Abstract

Die Anteile an dezentralen Versorgungseinheiten an der Erzeugung der elektrischen Energie sind in den letzten Jahren stetig gestiegen.<br />Viele dieser Erzeugungseinheiten speisen die elektrische Energie in Niederspannungsnetzen ein. Denkt man beispielhaft an Photovoltaikanlagen, so sind viele dieser Anlagen an den Dächern von Gebäuden in einer Siedlung angebracht. Des Weiteren wächst die Anzahl an Kleinwindrädern usw.<br />Wie der Titel "Modellierung und Analyse eines nachhaltigen, blackoutresistenten Niederspannungsnetzabschnittes" dieser Arbeit bereits aussagt, wird in den folgenden Kapiteln die Modellierung und Analyse eines solchen Niederspannungsabschnittes untersucht. Da die Erzeugung von Photovoltaik- und Windkraftanlagen sich nach den äußeren Umständen (Wind, Sonneneinstrahlung) richtet, kann ohne genügend Speichermöglichkeiten keine sichere Stromversorgung nach der Trennung vom öffentlichen Netz gewährleistet werden. In vielen ländlichen Siedlungen sind heutzutage Biogasanlagen vorhanden, welche in das Niederspannungsnetz einspeisen. Die Erzeugung solcher Anlagen ist steuerbar und hängt nicht von äußeren Umständen ab. Dadurch sind diese dezentralen Erzeugungseinheiten geeignet für eine Versorgung einer Siedlung nach der Trennung vom öffentlichen Netz.<br />Es werden in dieser Arbeit mehrere Simulationen mit einer typischen ländlichen Siedlung durchgeführt. Dabei wird eine Netztrennung vom Mittelspannungsnetz simuliert und die Versorgung mit elektrischer Energie durch eine Biogasanlage nach der Netztrennung aufrechterhalten.<br />Dabei werden auch die Auswirkungen von unterstützenden Systemen wie zum Beispiel Lastabwurfsteuerungen für die Hauslasten oder zusätzliche Schwungmassen an der Biogasanlage untersucht.<br />

In the last few years, there was a significant rise in the percentage of decentralized power supply units to generate electrical power. Lots of these generating units supply low voltage systems with electricity. Photovoltaic systems, for instance, are increasingly mounted on roofs in housing estates. Furthermore, the number of small wind turbines is also rising nowadays etc. As the title of this work "Modeling and analysis of a sustainable, blackout resistant section of a low voltage system" reveals there will be an investigation of modeling and analysing a low voltage system section in the following chapters. Due to the fact that power generation by photovoltaic and wind power systems always depends on exterior conditions (wind and solar radiation) there is no safe current supply after the disconnection from the public network without enough storage capacity. In many rural housing estates, there are biogas plants which supply low voltage systems with electrical power. In contrast to photovoltaic and wind power systems, power generation by means of such biogas plants is controllable and does not depend on exterior conditions. Therefore, these decentralized power supply units are appropriate for supplying housing estates after their disconnection from the public network. In this work, different simulations are carried out with a typical rural housing estate. Thereby, a network disconnection from a medium voltage system is simulated and afterwards, the electrical power supply is maintained by means of biogas plants. Also the influence of supporting systems such as load shedding controllers for household loads or additional oscillating weight in biogas plants is investigated.<br />