Analyse und Bewertung des Netzwiederaufbaus nach einer Versorgungsunterbrechung

Abstract

Blackouts haben schwerwiegende Folgen auf Wirtschaft und Gesellschaft. Durch die Zunahme verteilter Erzeugungsanlagen aus erneuerbaren Energiequellen und den geplanten Ausstieg aus fossiler Energieerzeugung steigt die Wahrscheinlichkeit für Versorgungsunterbrechungen. Ein hoher Anteil dieser verteilten Erzeugungsanlagen führt, mit wetterbedingten Fluktuationen und deren automatisierter Synchronisationscharakteristik, zu neuen Herausforderungen während des Netzwiederaufbaus. Im Fokus dieser Arbeit stehen Untersuchungen, die einen schnellen und sicheren Netzwiederaufbau nach Blackouts ermöglichen sollen. Im Rahmen dieser Untersuchungen wird ein Netz anhand zufällig simulierter Wiederaufbaupfade untersucht. Dazu wird ein bestehendes Bewertungssystem überarbeitet und erweitert und anschlieÿend werden damit 100 Wiederherstellungspfade ausgewertet. Bei diesen Bewertungen werden Wiederaufbauzeit, gelieferte Energiemengen und Abweichungen von Spannung und Frequenz sowie die Betriebssicherheit während des Netzwiederaufbaus beurteilt. Um eine Einteilung einzelner Netzwiederaufbaupfade zu ermöglichen, werden aus den Ergebnissen der 100 Pfade mit statistischen Methoden Referenzbereiche ermittelt. Diese Referenzbereiche werden analysiert und auf Plausibilität überprüft. Abschließend werden einzelne Pfade mit den definierten Referenzbereichen klassifiziert und die auftretenden Werte anhand der Simulationsdaten untersucht und begründet.

Blackouts have serious consequences on the economy and our society. Due to the increase of distributed generation in from of renewable energy sources and the planned phasing out of fossil fuel generation, the probability of a blackout increases. High share of this distributed generation sources together with their volatility and the automatic synchronisation characteristic causes challenges during the restoration. Hence, the aim of this work based on the importance of quick and secure restoration after blackouts. In this thesis a grid is being examined with random restoration paths. Therefore, an existing rating system is being revised and extended in order to evaluate 100 possible restoration paths. These ratings examine the restoration time, the delivered amount of energy, the deviations in voltage and frequency as well as the operational safety during the restoration. In order to allow the determination of individual restoration paths, reference ranges are being determined from the results of the 100 paths using statistical methods. The reference ranges are being analysed and their plausibility is being reviewed. Finally, individual paths are being classified with the defined reference ranges and the occurring values are being examined and explained on the basis of the simulation data.