Dynamisches Sicherheitsmonitoring in elektrischen Übertragungsnetzen

Abstract

Das wirtschaftliche und politische Umfeld in der Elektrizitätswirtschaft führt sowohl in Europa als auch in den USA zu einer starken Auslastung der Übertragungsnetze. In Systemen, die nahe ihren Belastungsgrenzen betrieben werden, steigt die Gefahr von Störungen. Bei vielen Großstörungen hat sich herausgestellt, dass schnelles und richtiges Handeln der Netzverantwortlichen in den Warten von entscheidender Bedeutung ist. Die wichtigste Voraussetzung für richtiges Handeln sind Informationen über den Zustand und über Ereignisse im Verbundsystem. Die Online-Information über Ereignisse außerhalb des Verantwortungsbereiches des jeweiligen Übertragungsnetzbetreibers ist jedoch sehr begrenzt.<br />Um das bestehende Informationsdefizit zu beheben wird in dieser Arbeit ein Konzept vorgestellt, das es ermöglicht weit entfernte Ereignisse zu erkennen und zu orten. Es ist nicht das Ziel einen ähnlich detaillierten Informationsstand wie im eigenen Netz für das ganze Verbundsystem zu erreichen, sondern es geht darum, in sicherheitsgefährdenden Situationen gewarnt zu sein, um entsprechend reagieren zu können. Die für dieses Verfahren eingesetzten Messgeräte sind Phasor Measurement Units (PMU). Um von einer reinen Ereignisortung zu einem dynamischen Sicherheitsmonitoring für das Übertragungsnetz zu gelangen, werden in einem Expertensystem Zustandsinformationen aus Wide Area Monitoring (WAM) Systemen mit der Ortung kombiniert.<br />Die Arbeit liefert mit der Entwicklung des Konzeptes und mithilfe von dynamischen Simulationsanalysen die Grundlage für die Umsetzung des dynamischen Sicherheitsmonitoring.<br />

The economic and political environment in the electricity industry, in Europe and in the United States, leads to a stronger loading of the transmission networks. Systems which are close to their load limits experience an increasing risk of disturbances. Many large disturbances have shown, how crucial it is, that the responsible operators in the grid control rooms can act in a quick and proper way. The most important precondition for correct action is information about the system state and about events in the power grid.<br />The online information on events beyond the scope of the transmission network operator is very limited.<br />To reduce the existing information deficit, in this work a concept is introduced for identification and localisation of distant events. It is not the goal to get similarly detailed information for the whole interconnected system like for the own network, but in dangerous situations the system will alert the operator, who can react in a proper way.<br />The measurement devices used for this procedure are Phasor Measurement Units (PMU). To get from a pure event localisation to a dynamic safety monitoring for the transmission network, an expert system can be used.<br />It combines the state information from Wide Area Monitoring (WAM) systems with the event localisation.<br />With the development of the concept and by using dynamic simulation analyses, this work provides the basis for the implementation of dynamic security monitoring.