Analyse von Umstrukturierungsmaßnahmen unter Verwendung von hochaufgelösten Profildaten und Zuverlässigkeitsrechnungen

Abstract

Aufgrund des stetig steigenden Bedarfs an elektrischer Energie und der immer größer werdenden Durchdringung der Netze mit erneuerbaren Energiequellen und Elektromobilität, wird der Ausbau bzw. Umbau der aktuellen Stromnetze zukünftig immer entscheidender. Damit einher geht die wachsende Bedeutung der Netzplanung und der dabei verwendeten Instrumente. Hierbei kann das im Rahmen dieser Diplomarbeit verwendete Netz-Analyse-Tool einen wichtigen Beitrag liefern, da es mit Hilfe eines probabilistischen Ansatzes die Möglichkeit bietet, sowohl passive (wie Netz-Umstrukturierung) als auch aktive (wie regelbare Ortsnetztransformatoren) Netzmanagementmaßnahmen zu betrachten, was unter der Verwendung klassischer Methoden nicht durchgeführt werden kann. Im ersten Teil dieser Diplomarbeit soll das Netz-Analyse-Tool, welches hierbei erstmals im größeren Umfang angewendet wird, vorgestellt und auf seine Praxistauglichkeit getestet werden um etwaige, notwendige bzw. nützliche Verbesserungen, Erweiterungen und Adaptionen zu erkennen. Dazu wird mit Hilfe des Netz-Analyse-Tools eine ausführliche Lastprofilanalyse zweier Mittelspannungsnetze durchgeführt. Im Zuge dieser Analyse soll auch die zu Grunde liegende Methodik zur Aufbereitung der Input-Materialien ausführlich dargestellt werden, um daraus Schlüsse für eine zukünftige, optimierte und anwendungsfreundliche Vorgehensweise zu ziehen. Für den zweiten Teil der Diplomarbeit wird die Lastprofilanalyse mittels des Netz-Analyse-Tools durchgeführt. Dabei werden verschiedene Szenarien berücksichtigt, welche ein Basis-Szenario, ein Einspeise-Szenario und ein Hochlast-Szenario umfassen. Diese Szenarien erlauben es, die aktuellen Netze und die im Rahmen dieser Diplomarbeit geplanten Maßnahmen zur Netzverstärkung zu untersuchen, indem verschiedene Benchmarks analysiert und beurteilt werden. Im letzten Teil dieser Diplomarbeit wird eine Zuverlässigkeitsanalyse durchgeführt, die es anhand der Zuverlässigkeitsindikatoren der Netzgebiete erlaubt, Rückschlüsse über die geplanten Umstrukturierungs-Maßnahmen hinsichtlich der Verbesserung der Netzstruktur zu ziehen. Diese Analyse wird mit Hilfe des Programmes PSS®SINCAL vorgenommen.

As a result of a steadily increasing demand of electrical energy and the growing participation of renewable energy sources and e-mobility in the power grids, the expansion and alternation of the current grid will be very important in the near future. Because of this the significance of the grid planning and the thereby used instruments is increasing, too. Therefore, the net-analysis-tool, which is used within the scope of this thesis, can provide an important contribution, due to the use of a probabilistic approach, which enables this tool to consider passive (like grid restructuring) as well as active (like variable transformers) grid management measures, which cannot be provided by classical methods. In the first part of this thesis the net-analysis-tool, which is used here in a greater extent for the first time, should be presented and tested in respect of its usability to recognize necessary and useful enhancements, extensions and adaptions. To achieve this target, an extended load-profile-analysis of two medium voltage grids is carried out by using the net-analysis-tool. As part of this analysis, the underlying method for the preparation of the input-material should be illustrated to draw conclusions for a future, optimized and user-friendly approach. For the second part of this thesis the load-profile-analysis is carried out with the net-analysis-tool. Various scenarios - a base scenario, an infeed scenario and a high load scenario - are considered. With these scenarios the current grids and the within the scope of this work planned grid reinforcements should be evaluated by using various benchmarks to analyse and assess them. In the last part of this thesis a reliability analysis is carried out. The objective of this is to draw inferences from the reliability indicators of the grids about the planned restructuring measures concerning the improvement of the grid structure. For the execution of this analysis the software program PSS®SINCAL is applied.