Multi-Agenten-basierte Strategien zum Teilnetzbetrieb und zur Unterstützung des Netzwiederaufbaus aus Verteilnetzen - Manswet Banka - E-Book

Multi-Agenten-basierte Strategien zum Teilnetzbetrieb und zur Unterstützung des Netzwiederaufbaus aus Verteilnetzen E-Book

Manswet Banka

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Beschreibung

Diese Arbeit adressiert die Unterstützung der Netzführung nach Störungen und während des Netzwiederaufbaus durch aktive Verteilnetze. Die herkömmlichen Strategien des Netzwiederaufbaus nutzen bisher das steigende Potential der auf Verteilerebene installierten Erzeuger nicht aus. Dies wird jedoch mit einer fortschreitenden Dezentralisierung der Erzeugung notwendig werden.

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Seitenzahl: 270

Veröffentlichungsjahr: 2024

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Danksagung

Die vorliegende Dissertation entstand im Rahmen meiner Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Energieübertragung und Hochspannungstechnik (IEH) der Universität Stuttgart.

Mein Dank gilt meinem Doktorvater, Prof. Dr.-Ing. habil. Krzysztof Rudion, Leiter des Fachgebietes ‚Netzintegration Erneuerbarer Energien‘ am IEH, der es mir ermöglicht hat, den Doktortitel in seiner Gruppe anzustreben, und mich während des Prozesses mit vielen Anregungen, Kommentaren und Diskussionen unterstützt hat.

Ich danke Prof. Dr.-Ing. Ines Hauer für die Begutachtung meiner Dissertation und den interessanten Austausch während der Verteidigung.

Ebenfalls möchte ich mich bei meinen Kolleginnen und Kollegen am Institut bedanken, die während meines gesamten Aufenthalts am Institut für eine einzigartige Arbeitsatmosphäre voller Kreativität und Humor gesorgt haben. Ich danke insbesondere meinem Bürokollegen Dr.-Ing. Daniel Groß. Unsere langen Diskussionen über Fachthemen sowie unser Doktorandenschicksal werde ich vermissen. Seine Anmerkungen zum Dissertationsmanuskript weiß ich zu schätzen. Ebenso bedanke ich mich bei Saeed Khandan Siar für seine kollegiale Unterstützung und den Austausch kulturübergreifender Erfahrungen. Meinem Kollegen Dr.-Ing. Simon Eberlein danke ich für seine effiziente Durchsicht des Manuskripts der Dissertation und seine scharfsinnigen Kommentare. Matthias Buchner wird für die Zusammenarbeit beim Aufbau des ‚Power Hardware in the Loop‘-Labors des Instituts gedankt und Dr.-Ing. Daniel Contreras für die Zusammenarbeit am Forschungsprojekt ‚Callia‘.

Dank gebührt auch der Verwaltung des Instituts, insbesondere Annette Gugel, Nicole Schärli, Janja Schulz und Dr.-Ing. Ulrich Schärli, die dafür sorgten, dass bürokratische Aufgaben uns nicht von unserer wissenschaftlichen Arbeit ablenkten.

Einen besonderen Dank möchte ich meiner Familie und meinen Freunden für ihre moralische Unterstützung aussprechen, ohne die diese Arbeit nicht das Licht der Welt erblickt hätte. Ich bedanke mich bei meinen Eltern, Elżbieta und Dariusz, die immer an meine Fähigkeiten geglaubt haben und mich ermutigt haben, mich ständig weiterzuentwickeln. Ebenso danke ich meiner Frau Magdalena für ihre Geduld und ihre ermutigenden Worte, die während der Arbeit an dieser Dissertation von unschätzbarem Wert waren.

Ende gut, alles gut.

Podziękowania

Niniejsza dysertacja powstała w ramach mojej pracy w Instytucie Przesyłu Energii i Techniki Wysokich Napięć (IEH) Uniwersytetu w Stuttgarcie.

Chciałbym wyrazić podziękowania mojemu promotorowi, Prof. Dr.-Ing. habil. Krzysztofowi Rudionowi, kierownikowi katedry Integracji Odnawialnych Źródeł Energii IEH, za umożliwienie podjęcia pracy nad doktoratem w jego grupie, a także liczne sugestie, uwagi i dyskusje w trakcie jej trwania.

Prof. Dr.-Ing. Ines Hauer za recenzję niniejszej dysertacji oraz interesującą wymianę argumentów podczas jej obrony.

Koleżankom i kolegom z Instytutu dziękuję niniejszym za niepowtarzalną atmosferę pracy, pełną kreatywności i poczucia humoru, podczas całego mojego pobytu w Instytucie. W szczególności chciałbym wyrazić wdzięczność mojemu biurowemu koledze, Dr.-Ing. Danielowi Großowi, za godziny rozmów fachowych, ale i tych dotyczących naszego doktoranckiego losu, oraz za wnikliwe przeczytanie manuskryptu i podzielenie się uwagami. Saeedowi Khandan Siarowi za koleżeńskie wsparcie i wymianę międzykulturowych doświadczeń. Koledze Dr.-Ing. Simonowi Eberleinowi dziękuję za sprawne przeczytanie manuskryptu i sformułowanie celnych uwag. Matthiasowi Buchnerowi za współpracę przy uruchamianiu instytutowego laboratorium Power Hardware in the Loop. Dr.-Ing. Danielowi Contrerasowi za współpracę w projekcie naukowym ‘Callia’.

Podziękowania należą się również administracji Instytutu, czyli paniom Annette Gugel, Nicole Schärli, Janji Schulz i panu Dr.-Ing. Ulrichowi Schärliemu, którzy dbali, aby biurokratyczne obowiązki nie odwracały naszej uwagi od pracy naukowej.

Szczególne podziękowania, których nie wyrażą te proste słowa, chciałbym złożyć mojej rodzinie i przyjaciołom, bez moralnego wsparcia których niniejsza praca nie ujrzałaby światła dziennego. Moim rodzicom, Elżbiecie i Dariuszowi za niezachwianą wiarę w moje możliwości oraz zachęty do ciągłego rozwoju. Mojej żonie, Magdalenie, za cierpliwość i słowa otuchy, nieocenione podczas trudu pisania niniejszej dysertacji.

Wszystko dobre, co się dobrze kończy.

Kurzfassung

Die vorliegende Arbeit adressiert die Unterstützung der Netzführung nach Störungen und während des Netzwiederaufbaus durch aktive Verteilnetze. Die herkömmlichen Strategien des Netzwiederaufbaus nutzen bisher das steigende Potential der auf Verteilerebene installierten Erzeuger nicht aus. Dies wird jedoch mit einer fortschreitenden Dezentralisierung der Erzeugung notwendig werden.

In dieser Arbeit wird ein System dargestellt, das aus einem virtuellen Bereich in Form eines Multi-Agenten-Systems und aus einem Bereich des elektrischen Energieversorgungssystems in Form eines 20-kV-Netzgebiets besteht. Das Multi-Agenten-System ist für die hochautomatisierte Koordination des Betriebes im Netzgebiet während einer Störung im überlagerten Netz verantwortlich. Das System weist dabei drei Hauptfunktionalitäten auf: Es soll ein stabiles Teilnetz bei drohendem Blackout bilden können und dabei das Teilnetz hochfahren, falls die Teilnetzbildung nicht erfolgreich ist. Ist dies der Fall, soll sich das Teilnetz mit dem überlagerten Netz resynchronisieren, wenn der Fehler behoben wurde. Die vorgeschlagenen Konzepte, in denen diese Funktionalitäten implementiert sind, wurden simulativ in speziell dafür vorbereiteter Ko-Simulationsumgebung untersucht. Hierbei wurden für die Definition der Last-/Erzeugungsvarianten unter anderem die Prognosen aus dem Szenariorahmen für den Netzentwicklungsplan 2035 verwendet.

Bei der Modellierung des elektrischen Bereiches wurden wichtige Aspekte wie Kommunikationslatenzen bei der zeitkritischen Teilnetzbildung, der Cold-Load-Pickup-Effekt und das Verhalten der Erzeugungsanlagen nach VDE-AR-N 4105 berücksichtigt. Die für die Netzführung notwendigen Daten wurden mittels Zustandsschätzung ermittelt.

Die Simulationen haben bestätigt, dass die erwartete Funktionalität des Systems erzielt wird. Die Ergebnisse der Simulationen lassen erwarten, dass die aktiven Verteilnetze die Qualität des Netzwiederaufbaus aufgrund der Nutzung dezentraler Anlagen erhöhen können.

Abstract

This thesis addresses the support of the system operation after grid faults and during grid restoration by active distribution grids. The traditional strategies of grid restoration do not use the growing potential of the generation installed at the distribution level. This will be however a necessity taking into account the ongoing decentralization of the generation of electric power.

Within the conducted work a system was created, which combines a virtual domain in a form of a multi-agent system, and a domain of electric energy system in form of 20 kV distribution grid area. The multi-agent system is responsible for high automated coordination of the operation of the grid area during faults in the overlaid grid levels. The system has three main features. Firstly, it should build a stable grid island in case of threatening black-out. If this was not successful, the multi-agent system should energize and perform the start-up of the grid area. After the fault in the overlaid grid was cleared, the islanded grid area should be resynchronized with the bulk system. The proposed concepts, which implement these functionalities, were tested by the means of simulations using a co-simulation environment, which was developed specially for this purpose.

The most important aspects were taken into account during modelling of the electric domain. Among other things the forecasts from the German Network Development Plan 2035 were used to define the load/generation scenarios for the simulations. The behavior of the generation units was modelled to fulfill the requirements of the German standard VDE-AR-N 4105, whereas the loads exhibited Cold Load Pickup effect. Moreover, the communication delays during the time critical building of island grid were taken into account. The most important data required for the operation of the analyzed grid area are determined using state estimation techniques.

The performed simulations have confirmed that the expected features can be achieved. They anticipate that the active distribution grids will help enhancing the quality of the grid restoration service thanks to the usage of the distribution energy resources.

Inhaltsverzeichnis

Danksagung

Podziękowania

Kurzfassung

Abstract

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Verwendete Formelzeichen und Symbole

Lateinische Buchstaben

Griechische Buchstaben

Tiefstellungen

Hochstellung

Operatoren

1 Einleitung

1.1 Motivation und Hintergrund

1.2 Thema und Zielsetzung

1.3 Struktur der Arbeit

1.4 Relevante Terminologie

1.5 Wissenschaftliche These

2 Großstörungen in elektrischen Netzen

2.1 Charakteristik der elektrischen Energieversorgungssysteme

2.2 Klassifikation von Großstörungen in elektrischen Energieversorgungssystemen

2.3 Ausgewählte Beispiele reeller Netzstörungsszenarien

3 Stand der Technik auf dem Gebiet des Netzwiederaufbaus

3.1 Herkömmliche Strategien zum Netzwiederaufbau

3.2 Andere Arbeiten und Abgrenzung dieser Arbeit

4 Untersuchtes System

4.1 Struktur des Systems

4.1.1 Auswahl der Technologien für die Last-Erzeugung-Varianten

4.2 Zustände des Systems

4.3 Relevante Aspekte im System nach Störungen

4.3.1 Koordination4.3.2 Kommunikation4.3.3 Datenermittlung4.3.4 Richtlinien4.3.5 Cold-Load-Pickup4.3.6 Schutzkonzepte

5 Modellierung des untersuchten Systems und dessen Komponenten

5.1 Modell des elektrischen Energieversorgungssystems

5.1.1 Auswahl der Simulationstechnik5.1.2 Blockheizkraftwerk5.1.2.1 Antriebsmotor mit Drehzahlregler5.1.2.2 Automatic Voltage-Regulator5.1.2.3 Synchrongenerator5.1.2.4 Regelung des BHKW5.1.3 Inverterbasierte Mittelspannungsanlagen5.1.3.1 Wechselrichtermodell5.1.3.2 Photovoltaikanlage5.1.3.3 Batteriespeicheranlage5.1.4 Cold-Load-Pickup-Verhalten5.1.5 Niederspannungsnetz5.1.5.1 Verbraucher5.1.5.2 Normkonformes Verhalten der Niederspannungserzeugung5.1.6 Inselbetriebserkennung5.1.7 Wasserkraftwerk als Nachbildung eines schwachen Netzes5.1.7.1 Synchrongenerator5.1.7.2 Hydroturbine und Drehzahlregler5.1.7.3 Erregungssystem5.1.8 Zustandsschätzung des Teilnetzes

5.2 Multi-Agenten-Systeme und implementierte Architektur

5.2.1 Implementierte Agentenarchitektur5.2.2 Agent der Photovoltaik-Anlage5.2.3 Agent des Batteriespeichersystems5.2.4 Agent des Blockheizkraftwerks5.2.5 Agent-Switch (Koordinator)

5.3 Architektur der Simulationsumgebung

5.3.1 Übersicht über die Architektur5.3.2 TCP-Client in Simulink5.3.3 Agenten und TCP-Server in JADE5.3.4 Zeitsynchronisation5.3.5 Berechnung des quasidynamischen Lastflusses unter Einbeziehung der Frequenzdynamik5.3.5.1 Vereinfachte Frequenzdynamik im Teilnetz5.3.5.2 Quasidynamischer Lastfluss im Teilnetz5.3.5.3 Interaktion zwischen quasidynamischem Lastfluss und dem Modell der Netzdynamik5.3.6 Einzelner Schritt der Ko-Simulation

6 Neue Multi-Agenten-basierte Strategien für die Netzführung bei Großstörungen und Netzwiederaufbau

6.1 Untersuchte Szenarien

6.1.1 Dimensionierung der Last-Erzeugung-Varianten für die untersuchten Szenarien

6.2 Intentionale Teilnetzbildung und Teilnetzbetrieb zum Schutz des Mittelspannungsnetzes

6.2.1 Ablauf des optimierten Teilnetzbildungsverfahrens6.2.2 Simulation der intentionalen Teilnetzbildung6.2.3 Zwischenfazit

6.3 Hochfahren des Teilnetzes nach dem Blackout

6.3.1 Optimierter Ablauf der Last- und Erzeugungszuschaltung6.3.1.1 MILP-basierter Algorithmus zur Auswahl der Knoten6.3.1.2 Iterativer Algorithmus zur Auswahl der Knoten6.3.1.3 Algorithmus zum Hochfahren des Teilnetzes6.3.2 Simulation des Hochfahrens des Teilnetzes6.3.3 Zwischenfazit

6.4 Kontrollierte Resynchronisation des Teilnetzes

6.4.1 Bedingungen vor der Resynchronisation6.4.2 Ablauf der Resynchronisation6.4.2.1 Leistungsschalterflussüberwachung6.4.2.2 Ermittlung des Betriebspunkts nach der Resynchronisation6.4.3 Simulation der Resynchronisation mit starrem Netz6.4.4 Simulation der Resynchronisation mit schwachem Netz6.4.5 Zwischenfazit

7 Zusammenfassung und Ausblick

7.1 Zusammenfassung

7.2 Ausblick

Anhang A Die Parametrierung von verwendeten Modellen

Anhang B Wahl der Parameter für das netzbildende Blockheizkraftwerk

Anhang C Temperatur- und Bestrahlungsstärke einer Solarzelle

Anhang D Bestimmung der Gewichtungsfaktoren für die Zustandsschätzung

Anhang E Parameter des modellierten Teilnetzes

Anhang F Liste eigener Publikationen

Literaturverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Tabelle 2-1: Kategorien der typischen Ursachen von Blackouts [22]

Tabelle 3-1: Zeiten bis zur Volllastaufnahme für verschiedene Turbinenarten [26]

Tabelle 3-2: Maximale Lastschritte und entsprechende Zeiten zwecks Stabilisierung thermischer Parameter einer 500-MW-Turbine eines thermischen KW [30]

Tabelle 3-3: Hauptschritte des NWA-Top-down- und NWA-Bottom-up-Ansatzes [25]

Tabelle 4-1: Installierte Leistung nach Technologie [12]

Tabelle 4-2: Installierte Leistung und die Jahresarbeit aus regenerativer Erzeugung in Baden-Württemberg im Jahr 2018 [51]

Tabelle 4-3: Installierte Leistung aus regenerativer Erzeugung in Deutschland nach Spannungsebene im Jahr 2018 [51]

Tabelle 4-4: Abgeschätzte installierte Leistung und Jahresarbeit aus regenerativer Erzeugung auf MS, MS/NS, NS in BW im Jahr 2018

Tabelle 4-5: Anforderungen an IKT in Smart Grids [61]

Tabelle 5-1: Platzierung der angenommenen Messungen für die Zustandsschätzung

Tabelle 5-2: Zusammenfassung der wichtigsten Signale, ausgetauscht zwischen Agenten, ihren lokalen Reglern und dem VNB

Tabelle 6-1: Entnommene Jahresarbeit im Netze-BW-Netzgebiet im Jahr 2019 [136].

Tabelle 6-2: Maximale Leistung der Anlagen im nachgebildeten MS-Netz

Tabelle 6-3: Überschüssige Leistung und Energie im untersuchten Teilnetz im Sommer bzw. Winter je nach Wochentag

Tabelle 6-4: Quantitative Definition der Szenario-Varianten. Bei NS+MS/NS der Betriebspunkt, bei PV MS verfügbare Leistung, bei Biomasse MS und Batteriespeicher MS installierte Leistung

Tabelle 6-5: Gewichtungsfaktoren der Zielfunktion bei Teilnetzbildung-OPF (Block (2) in Abbildung 6-3)

Tabelle 6-6: Definition von Konfigurationen der Simulationen der Teilnetzbildung.......

Tabelle 6-7: Erfolg der Teilnetzbildung bei unterschiedlichen Konfigurationen des Modells und unterschiedlichen Varianten des Last-Erzeugung-Verhältnisses

Tabelle A-1: Die Parameter des Models vom BHKW-Antrieb [76]

Tabelle A-2: Die Parameter des Models von AVR AC5 [79], [134]

Tabelle A-3: Die Parameter des Models vom Synchrongenerator des BHKW

Tabelle A-4: Die Parameter des Models vom Synchrongenerator des WKW

Tabelle A-5: Die Parameter des Models von AVR IEEE Type 1 [83], [134]

Tabelle A-6: Die Parameter des verwendeten Modells der Hydroturbine [112], [134]

Tabelle A-7: Die Parameter des verwendeten Modells des Drehzahlreglers der Hydroturbine [112], [115]

Tabelle A-8: Die Leistungszahlen der MS-Anlagen

Tabelle A-9: Die Leistungszahlen der MS-Anlagen

Tabelle A-10: Die Parameter des LCL-Filters und der Regler von Mittelspannungswechselrichter

Tabelle B-1: Initialwerte und Ergebnisse der Optimierung

Tabelle C-1: Koeffizienten der modellierten PV-Anlage [87], [156], [157]

Tabelle D-1: Optimierte Werte der Gewichtungsfaktoren für die Eingangsmesswerte der Zustandsschätzung

Tabelle E-1: Die Parameter der Leitungen im modellierten Teilnetz

Tabelle E-2: Die Parameter der modellierten Transformatoren

Tabelle E-3: Die Leistungswerte der MS/NS-Knotenlasten je nach Simulationsvariante und die Peak-Leistung der auf 400 V Ebene installierten PV-Anlagen

Abkürzungsverzeichnis

Abkürzung

Bedeutung

ACL

Engl.

Agent Communication Language

AFD

Engl.

Active Frequency Drift

AGC

Engl.

Automatic Generator Controller

AMS

Engl.

Agent Management System

AVR

Engl.

Automatic Voltage Regulator

BHKW

Blockheizkraftwerk

BSS

Batteriespeichersystem

BW

Baden-Württemberg

CF

Engl.

Chopping Fraction

CLPU

Engl.

Cold Load Pickup

CT

Engl.

Container Table

DEA

Dezentrale Erzeugungsanlagen

DER

Engl.

Distributed Energy Resources

DF

Engl.

Directory Facilitator

EAS

Engl.

European Awarness System

EE

erneuerbare Energie

EEA

Erneuerbare Energie Anlage

EMT

elektromagnetische Transiente

FACTS

Engl.

Flexible AC Transmission System

FIPA

Foundation for Intelligent Physical Agents

FSPC

Engl.

Frequency Shift Power Control

GA

Genetische Algorithmen

GADT

Engl.

Global Agent Description Table

HEM

Engl.

Home-Energy-Management

HGÜ

Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung

HöS

Höchstspannung

HS

Hochspannung

IKT

Informations- und Kommunikationstechnik

JADE

Java Agent DEvelopement Framework

KW

Kraftwerk

LADT

Engl.

Local Agent Description Table

LWA

Lastwiederanschaltung

MAS

Engl.

Multi Agent System

MPP

Engl.

Maximal Power Point

MPPT

Engl.

Maximal Power Point Tracking

MS

Mittelspannung

MTS

Engl.

Message Transport Service

MTP

Engl.

Message Transport Protocol

NDZ

Engl.

Non Detection Zone

NEP

Netzentwicklungsplan

NS

Niederspannung

NWA

Netzwiederaufbau

OPF

Engl.

Optimal Power Flow

PB

Engl.

Periodic Behaviour

PBP

Engl.

Periodic Behaviour Pool

PMU

Engl.

Phasor Measurement Units

PR

Primärregelung

PRL

Primärregelleistung

PSS

Engl.

Power System Stabilizer

PVR

Engl.

Primary Voltage Regulation

PV

Photovoltaik

PWM

Engl.

Pulse Width Modulation

RB

Engl.

Reactive Behaviour

RBP

Engl.

Reactive Behaviour Pool

ROCOF

Engl.

Rate of Change of Frequency

SLP

Standardlastprofil

SNN

Signifikanter Netznutzer

SR

Sekundärregelung

SoC

Engl.

State of Charge

SVR

Engl.

Secondary Voltage Regulation

SQP

Engl.

Sequential Quadratic Programming

TAB

Technische Anschlussbedingungen

ÜN

Übertragungsnetz

ÜNB

Übertragungsnetzbetreiber

V2G

Engl.

Vehicle-2-Grid

VKK

Virtuelles Kraftwerk

VN

Verteilnetz

VNB

Verteilnetzbetreiber

VSG

Engl.

Virtual Synchronous Generator

VSM

Engl.

Virtual Synchronous Machine

WKW

Wasserkraftwerk

WLS

Engl.

Weighted Least Squares

WR

Wechselrichter

ZS

Zustandsschätzung

Verwendete Formelzeichen und Symbole

Lateinische Buchstaben

Symbol

Einheit

Bedeutung

C

F

Kapazität

C

p

-

Verstärkung des proportionalen Gliedes des AGC-Reglers

cf

-

Engl.

Chopping-Fraction

Ctrl

-

Steuerung (engl.

Control

)

D

p.u.

Dämpfungskonstante

e

-

Vektor der Messabweichung

E

W/m

2

Bestrahlungsstärke

E

fd

p.u.

Elektromotorische Kraft des Erregers

e

1

V

Elektromotorische Kraft am Eingang des LCL-Filters

e

2

V

Elektromotorische Kraft am Ausgang des LCL-Filters

f

Hz

Frequenz

g

i

-

Gewichtungsfaktor einer Messung

G

-, p.u.

Übertragungsfunktion, Öffnung des Schiebers

H

s

Trägheitskonstante

H

x

-

Jakobi-Matrix

i

A, p.u.

Strom

I

K

A

Kurzschlussstrom einzelner Solarzellen bei Standard-Testbedingungen

I

KTE

A

temperatur- und bestrahlungsabhängiger Kurzschlussstrom einzelner Solarzellen

I

Z

A

Strom einzelner Solarzellen

j

-

Imaginärzahl

J

kg·m

2

Trägheitsmoment

k

W/Hz, Var

Droop-Proportionsfaktor

K

W/Hz

Leistungszahl

K

V

-

Proportionalverstärkung der Spannungsregelungstre-cke des BHKW-Reglers

L

H

Induktivität

LCL

-

Ausgangsfilter mit zwei induktiven und einem kapazitiven Element

m

-

Emissionskoeffizient, Anzahl der Messungen

M

-

Betriebsmodus: Verbundbetrieb, Teilnetzbetrieb

m

p

-

Gewichtungsfaktor der Wirkleistung

m

q

-

Gewichtungsfaktor der Blindleistung

ng

-

Anzahl der Generatoren in betrachteten Mittelspannungsnetz

ngan

-

Anzahl von Generatoren, die gerade am Netz angeschlossen sind

ngaus

-

Anzahl von Generatoren, die noch ausgeschaltet sind

nk

-

Anzahl der Netzknoten in betrachteten Mittelspannungsnetz

nl

-

Anzahl der Lasten in betrachteten Mittelspannungsnetz

nlan

-

Anzahl von Lasten, die gerade an Netz angeschlossen sind

nlaus

-

Anzahl von Lasten, die noch ausgeschaltet sind

p

-

Polpaarzahl

P

W

Wirkleistung

P

Amax

W

Maximale Wirkleistung einer Anlage

P

@50,2

W

Maximale Wirkleistung einer Anlage

P

L,K,i

W

Wirkleistung der am i-ten Knoten auf NS Ebene installierten Lasten, die während des Netzhochfahrens zugeschaltet wurden, aber noch nicht voll eingeschwungen sind

P

G,K,i

W

Summe der nicht versorgten Lasten nach dem Hochfahren des i-ten Generators

p

PV,K,i

p.u.

Wirkleistung der am i-ten Knoten auf NS Ebene installierten Erzeuger, die während des Netzhochfahrens zugeschaltet aber noch nicht voll aktiviert wurden

P

techMin

W

Technische Mindestleistung

r

Ω, p.u.

Widerstand

R

Ω, -

Widerstand, Gewichtungsmatrix

s

-

Komplexer Frequenzparameter

S

d

%

Statik

T

Nm

2

, s

Drehmoment, Temperatur, Zeitkonstante

T

Absch

s

Die Zeit zwischen der Abschaltung und der Rückkehr der Spannung

t

An,L,K,i

s

die Zeit, die die Lasten am

i

-ten Knoten bis zum aktuellen Abruf des Algorithmus bereits angeschlossen war

t

An,PV,K,i

s

die Zeit, die die Anlage am i-ten Knoten bis zum aktuellen Abruf des Algorithmus bereits angeschlossen war

t

hL

s

Zeit zum Hochfahren einer Last

t

Hoch

s

Zeitpunkt des Hochfahrens der Generatoren

t

L,K,i

s

die zum Einschwung der am

i

-ten Knoten auf NS-Ebene installierten und zugeschalteten Lasten verbleibenden Zeiten

t

L,K,iSort

s

Aufsteigend sortierte Zeiten

t

L,K,i

T

max

s

Das maximale Intervall zwischen zwei nachstehenden Iterationen des Netzhochfahrens

T

N

s

Zeitkonstante der Wirkleistungssekundärregelung des BHKW-Reglers

t

Opf

s

Zeitpunkt der letzten Berechnung von OPF

t

PV,K,i

s

die zur vollen Aktivierung der am

i

-ten Knoten auf NS-Ebene installierten und zugeschalteten Erzeuger verbleibenden Zeiten

t

PV,K,iSort

s

Aufsteigend sortierte Zeiten

t

PV,K,i

t

Res

s

Abgelaufene Zeit der Resynchronisation des Teilnetzes

T

Rück

s

Die Zeit zwischen Rückkehr der Spannung zur akzeptablen Grenzen und Wiederzuschaltung einer PV Anlage

t

Sim

s

Aktuelle Simulationszeit

T

U

s

Periode der Netzspannung

T

V

s

Zeitkonstante der Blindleistungssekundärregelung des BHKW-Reglers

t

z

s

Totzeit

t

3s

s

Die Dauer zum Starten, Synchronisieren und Stabilisieren eines Generators

u

V, p.u.

Spannung

U

V, p.u.

Spannung

U

D0T

V

temperaturabhängige Leerlaufspannung einzelner Solarzellen

U

T

V

Temperaturspannung einzelner Solarzellen

Q

L,K,i

Var

Blindleistung der am

i

-ten Knoten auf NS Ebene installierten Lasten, die während des Netzhochfahrens zugeschaltet wurden, aber noch nicht voll eingeschwungen sind

q

PV,K,i

p.u.

Blindleistung der am

i

-ten Knoten auf NS Ebene installierten Erzeuger, die während des Netzhochfahrens zugeschaltet aber noch nicht voll aktiviert wurden

W

-

Wh

Nichtgelieferte Energiemenge

x

-

Zustand

X

Ω

Reaktanz

z

i

-

gemessene Wert

Z

Ω

Impedanz

Griechische Buchstaben

Symbol

Einheit

Bedeutung

δ

Rad

Läuferswinkel, Winkel zwischen stationärer

a

-Achse und der rotierenden

d

-Achse des Läufers

Θ

rad, º

Knotenspannungswinkel,

0dq

-Transformationswinkel

Ψ

Wb, p.u.

Fluss

ω

rad/s, p.u.

Winkelgeschwindigkeit

τ

s

Abklingkonstante

Tiefstellungen

Tiefstellung

Bedeutung

0

Initialwert

a, b, c

Größe verbunden mit der Phase

a

, bzw.

b

oder

c

ac

Wechselstrom

aus

Ausgangsgröße

Aus

Ausfall

BHKW

Größe verbunden mit der modellierten BHKW-Anlage

bss, BSS

Größe verbunden mit dem modellierten Batteriespeichersystem

C

Größe verbunden mit Kondensator, Größe verbunden mit Regler

CLPU

Größe verbunden mit Cold Load Pickup

dc

Gleichstrom

e

Elektrische Größe

E

Erzeugung

ein

Eingangsgröße

f

Größe verbunden mit der Erregung einer Synchronmaschine, Größe verbunden mit der Frequenz, Größe verbunden mit de

fl

Elementen des LCL-Filters

G

Größe verbunden mit einem Generator

gef

Vom Netzbetreiber geforderte Wert

gek

Tiefstellung, die darauf hinweist, dass der Vektor gekürzt ist und beinhaltet nur die Indizien der Lasten oder Generatoren, die noch nicht angeschaltet wurden

HS

Größe verbunden mit der Hochspannungsseite des HS/MS-Transformators

HS/MS

Größe verbunden mit dem Leistungsaustausch zwischen HS- und MS-Netzen

ist

Istwert einer Größe

K

Größe verbunden mit Netzknoten

kd

Größe verbunden mit der Dämpfungswicklung einer Synchronmaschine in der Achse

d

kq1

Größe verbunden mit der ersten Dämpfungswicklung einer Synchronmaschine in der Achse

q

kq2

Größe verbunden mit der zweiten Dämpfungswicklung einer Synchronmaschine in der Achse

q

L

Größe verbunden mit Last

lim

Größe limitiert wegen Umgebungsbedingungen

m

Mechanische Größe

mangel

Mangelnde Menge

max

Maximale Wert

mess

Gemessene Größe

min

Minimale Wert

MS

Größe verbunden mit der Mittelspannungsseite des HS/MS-Transformators

MSPV

Größe verbunden mit Mittelspannung PV-Anlage

n

Nenngröße

N

Größe verbunden mit Netz

neu

Neu errechnete Wert einer Größe

OB

Objekt

P

Größe verbunden mit Wirkleistung

pv

Größe verbunden mit einer PV-Anlage

PV5

Größe verbunden mit der modellierten Mittelspannung PV-Anlage in Knoten Nr. 5

PV9

Größe verbunden mit der modellierten Mittelspannung PV-Anlage in Knoten Nr. 9

r

Größe verbunden mit dem Läufers der Synchronmaschine

ref

Referenz

s

Größe des Stators der Synchronmaschine

sg

Größe verbunden mit Synchrongenerator

soll

Sollwert einer Größe

SollAgent

Sollwert vom Agent

t

Größe verbunden mit Klemmen

techMin

Technische Mindestleistung

tln

Größe verbunden mit Teilnetz

u

Größe verbunden mit der Spannung

umg

Größe verbunden mit Umgebung

q

Größe verbunden mit Blindleistung

vrb

Größe verbunden mit Verbundsystem

W

Wiedereinschalten

Hochstellung

Hochstellung

Bedeutung

(i)

Größe während

i

-ter Iteration

*

Ausgangswert eines Reglers

(^)

Iterativ erhöhte Größe

Operatoren

Symbol

Bedeutung

Zeitableitung der Funktion

x

Abweichung der Größe

x

Komplexe Größe

Matrix