Auswirkungen von Latenz- und Mittelungszeiten auf neue Regelungskonzepte im Niederspannungsnetz

Abstract

Durch den stetig steigenden Anteil erneuerbarer Energieträger in elektrischen Niederspannungsnetzen wird eine Spannungsregelung ländlicher Netze basierend auf aktuellen Messwerten im Netz immer wichtiger. Die daraus folgenden Veränderungen im Netz bringen viele Forschungsfragen mit sich. Diese Arbeit konzentriert sich auf die Beantwortung der Fragen, wie sich unterschiedliche Integrationszeitkonstanten des Reglers sowie unterschiedliche Latenz- und Mittelungszeiten auf neue Regelungskonzepte in intelligenten Niederspannungsnetzen auswirken. Dazu wurde eine Simulationsumgebung adaptiert, die es ermöglicht, intelligente Niederspannungsnetze zu simulieren. Besonderes Augenmerk wurde darauf gelegt, dass die einzelnen Elemente des Netzes, wie beispielsweise der Regler, die Smart Meter, der Kommunikationskanal, etc., vom Benutzer selbst definiert werden können, um gezielte Untersuchungen zu ermöglichen. Zusätzlich zu den Simulationsergebnissen liefert die Software eine detaillierte Analyse. Im Vorhinein wurden ein typisches Niederspannungsnetz definiert und für die Haushalte verschiedene Last- und Einspeiseprofile festgelegt, wobei verschiedene Jahreszeiten, Wochentage und Wetterverhältnisse berücksichtigt wurden. Basierend auf den Analysen der Simulationsergebnisse können erste Erkenntnisse und Annäherungen zur Beantwortung der spezifischen Forschungsfragen aus experimentellen Sensitivitätsanalysen gewonnen werden.

Because of the increasing share of renewable energy sources in low voltage grids voltage control based on measured network data in rural grids is getting more and more important. The resulting changes in the grid raise a lot of research questions. This thesis addresses the effects of different integration time constants of the controller as well as different latency periods and averaging time spans of the measured data on new control algorithms in smart low voltage grids. To achieve insights on the proposed questions, a simulation environment was adapted to enable the simulation of smart low voltage grids. The parameters of particular elements of the network, e.g. the controller, the smart meter, the communication channel, etc. can be defined by the user to facilitate specific researches. In addition to the simulation results the software delivers automatically detailed analysis. In advance, a typical smart low voltage grid was defined. Therefore, various loads und photovoltaic profiles were determined whereat different seasons, weekdays and weather conditions were considered. Based on the simulation results and the corresponding analysis first insights and approaches to answer the specific research questions were obtained out of experimental sensitivity analysis.