Zusammenfassung
Die Stabilität eines elektrischen Energieübertragungssystems ist eine der wichtigsten Eigenschaften, die dessen Betreiber garantieren muss, insbesondere angesichts des wachsenden Anteils von dezentral eingespeisten, volatilen Energieträgern wie Solar und Wind am Gesamtmix. Aus diesem Grund werden im Rahmen des STABEEL-Projekts Methoden untersucht, wie – durch spezielle Formen der Blindleistungsbereitstellung von Erzeugern – Netze zukunftssicher, effizient und gleichzeitig stabil betrieben werden können. Um dieses Ziel zu erreichen, stellt dieser Beitrag die Weiterentwicklung eines Modellierungsansatzes vor, der Zustandsraummodelle von Verteilnetzen für die nachgelagerten Stabilitätsbetrachtungen liefert. Nach der Zusammenfassung grundlegender Konzepte geht dieser Artikel dabei auf die Modellierung von Leistungslasten und blindleistungsgeregelten Generatoren ein. Im Anschluss daran wird deren Funktionalität anhand der Simulation eines Beispielnetzes überprüft.
Abstract
Stability of power distribution grids is a vital aspect for grid operators, even more as the amount of volatile, renewable energy sources in them is increasing. Within the STABEEL project, the authors seek to develop better rules on how to parametrise the reactive power control of various sources within a distribution grid to increase the performance while guaranteeing stability. To reach this goal, this contribution continues the development of a time-domain based modelling approach to generate state-space models for the following stability analysis. Within this paper – after some fundamental concepts are given – models for static and dynamic power loads, as well as reactive power controlled generators are derived. Afterwards they are evaluated by simulating a benchmark model.
Funding source: Deutsche Forschungsgemeinschaft
Award Identifier / Grant number: 442893506
Funding statement: Diese Arbeit wurde finanziert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – Projektnummer 442893506.
Über die Autoren
Dipl.-Ing. Stefan Ecklebe ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Regelungs- und Steuerungstheorie der Technischen Universität Dresden. Zu seinen Arbeitsgebieten zählen die Modellierung und Regelung von Systemen mit örtlich verteilten Parametern in der Kristallzüchtung sowie die Modellierung und Stabilitätsanalyse von elektrischen Netzen mit dezentralen Erzeugungsanlagen.
Dipl.-Ing. Sebastian Krahmer absolvierte ein Studium der Elektrotechnik an der Technischen Universität Dresden. Seit 2015 ist er dort als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Elektrische Energieversorgung und Hochspannungstechnik beschäftigt und seit 2019 Gruppenleiter der Arbeitsgruppe Planung und Betrieb von Netzen. Seine Forschungsinteressen sind die Gestaltung von Betriebsführungskonzepten unter Einbeziehung moderner Kommunikationsstandards, der Beitrag von dezentralen Erzeugungsanlagen zu den Systemdienstleistungen, diesbezügliche Stabilitätsbewertungsverfahren sowie DC-Microgrids.
Prof. Klaus Röbenack ist Direktor des Instituts für Regelungs- und Steuerungstheorie an der Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik der Technischen Universität Dresden. Seine Arbeitsgebiete umfassen den Entwurf nichtlinearer Regler und Beobachter sowie das wissenschaftliche Rechnen.
Prof. Peter Schegner ist Direktor des Institutes für Elektrische Energieversorgung und Hochspannungstechnik an der Technischen Universität Dresden. Er leitet zahlreiche Forschungsprojekte auf den Gebieten: Planung und Betrieb elektrischer Netze, Versorgungsqualität, Entwurf und Betrieb von Smart Grids, Selektivschutz- und Automatisierungstechnik sowie Stabilität elektrischer Netze.
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