University thesis:
Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2018
Footnote:
Description:
Die Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) reagieren auf entstehende Überlastungen einzelner AC-Leitungen sowohl mit dem Ausbau des AC-Netzes als auch mit der vermehrten Integration von Power Flow Controlling Devices (PFCD), wie Phasenschiebertransformatoren (PST) und Hochspannungsgleichstromübertragungen (HGÜ), die eine definierte Beeinflussung der AC-Wirkleistungsflüsse ermöglichen. Gleichzeitig verändert der Einsatz der PFCDs auch die Wirkleistungsflüsse auf weiter entfernten AC-Leitungen in anderen Regelzonen. Zur Vermeidung von negativen Wechselwirkungen zwischen PFCDs widmet sich die Arbeit der Fragestellung, wie sich geeignete Arbeitspunkte von PSTs und HGÜs, basierend auf Voltage Source Converter (VSC), zur Wahrung der Netzsicherheit bestimmen lassen. Dazu wird ein Netzbetriebsverfahren entworfen, dass unterschiedliche Methoden zur Koordinierung der PFCDs verwendet, um so auf die verschiedenen zeitlichen Gegebenheiten während der Netzbetriebsplanung und der Netzbetriebsführung einzugehen. Dementsprechend unterteilt sich das Netzbetriebsverfahren in die vorausschauende Planung von PST- und HGÜ-VSC-Netzbetrieb im Day-Ahead und Intraday Zeitbereich sowie in Methoden zur Anpassung der PST- und HGÜ-VSC-Sollwerte bei unplanmäßigen Wirkleistungsflussänderungen im Onlinebetrieb. Dabei wird in der Netzbetriebsplanung die Optimierung der Arbeitspunkte von einer zentralen Instanz koordiniert durchgeführt. Im Onlinebetrieb ist dieser kommunikationsintensive Datenaustausch aufgrund der geforderten kurzen Reaktionszeit auf Störungen nicht möglich. Entsprechend wird bei diesen Methoden auf lokal verfügbare Daten zurückgegriffen. Die Validierung der entworfenen Methoden zur Optimierung der PST- und HGÜ-VSC Sollwerte erfolgt mithilfe numerischer Fallstudien. Ein dafür entworfenes Testnetz ermöglicht eine Abbildung verschiedener Leitungsbelastungssituationen sowie unterschiedlicher Störungen. In den durchgeführten Untersuchungen wird gezeigt, dass die vorgestellten Methoden ein geeignetes Netzbetriebsverfahren für den optimalen Einsatz von PSTs und HGÜ-VSCs darstellen. Einschränkungen ergeben sich bei größeren Störungen, in denen die technischen PFCD-Anpassungsmöglichkeiten nicht ausreichend sind. In diesem Fall sind geeignete weitere Maßnahmen einzuleiten.