Schutzalgorithmen für dynamisch vermaschte Ringnetzstrukturen mit dezentraler Einspeisung
In den letzten Jahren und Jahrzehnten ist ein teils massiver Zuwachs an dezentralen Energieumwandlungsanlagen (DEA) zu verzeichnen, für welchen die bestehenden elektrischen Energieversorungsnetze nicht geplant wurden. Um daraus folgenden möglichen Verletzungen der Spannungs- und Stromgrenzen zu bege...
Sábháilte in:
| Príomhchruthaitheoir: | |
|---|---|
| Formáid: | Online |
| Teanga: | Gearmáinis |
| Foilsithe / Cruthaithe: |
FAU University Press
2025
|
| Ábhair: | |
| Rochtain ar líne: | ONIX_20251215T160010_9783961474325_23 |
| Clibeanna: |
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|---|---|
| author | Biller, Martin |
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| author_sort | Biller, Martin |
| collection | Directory of Open Access Books |
| description | In den letzten Jahren und Jahrzehnten ist ein teils massiver Zuwachs an dezentralen Energieumwandlungsanlagen (DEA) zu verzeichnen, für welchen die bestehenden elektrischen Energieversorungsnetze nicht geplant wurden. Um daraus folgenden möglichen Verletzungen der Spannungs- und Stromgrenzen zu begegnen, kann eine Erhöhung des Vermaschungsgrads vorgenommen werden, wodurch weitere Pfade für den Leistungsfluss eröffnet werden. Im einfachsten Fall führt dies zum Ringschluss vormals offen betriebener Ringnetze. Hierfür werden keine neuen Betriebsmittel benötigt und die Topologieänderung kann prinzipiell sofort geschehen. Herkömmliche Schutzsysteme in Verteilungsnetzen können geschlossene Ringe mit hohem DEA-Anteil jedoch in vielen Fällen nur unzureichend beherrschen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden deshalb Schutzalgorithmen für Relais an der Sammelschiene als auch an der (ehemaligen) Ringtrennstelle entwickelt, welche dieser neuen Konstellation bei unsymmetrischen Fehlern (einpolige und zweipolige Fehler) gerecht werden. Die Algorithmen arbeiten auf Basis der lokal gemessenen Ströme und Spannungen in Symmetrischen Komponenten. Es sind keine stationsübergreifenden Kommunikationskanäle nötig. Das bedeutet, dass die Anwendung der vorgeschlagenen Algorithmen mit Ausnahme neuer Relais bzw. der Implementierung der Algorithmen in bestehenden Relais keine weitere zusätzliche Infrastruktur benötigt. Die Anwendung der Algorithmen führt zu einer Verringerung der Fehlerklärungszeit und vermindert so die Ausfallwahrscheinlichkeit weiterer DEA durch länger anhaltende Unterspannungszustände. Überdies erlaubt die verbesserte Fehlerortung den schnelleren Anlauf von Fehlerbehebungsmaßnahmen an der Fehlerstelle. Auf diese Weise trägt die vorliegende Arbeit zur Integration großer Anzahlen an DEA in das vorhandene Netz unter Umgehung massiver Netzausbaumaßnahmen bei. |
| format | Online |
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| institution | Directory of Open Access Books |
| language | ger |
| publishDate | 2025 |
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| publishDateSort | 2025 |
| publisher | FAU University Press |
| publisherStr | FAU University Press |
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| spelling | doab-20.500.12854ir-1702402025-12-16T05:33:15Z Schutzalgorithmen für dynamisch vermaschte Ringnetzstrukturen mit dezentraler Einspeisung Biller, Martin Netzschutz Schutzrelais Ringnetz Distanzrelais Netzplanung Netzausbau Dezentrale Elektrizitätserzeugung Kurzschluss Elektrizitätsversorgungsnetz Schutz thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TH Energy technology and engineering::THY Energy, power generation, distribution and storage thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TH Energy technology and engineering::THR Electrical engineering thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TH Energy technology and engineering::THV Alternative and renewable energy sources and technology In den letzten Jahren und Jahrzehnten ist ein teils massiver Zuwachs an dezentralen Energieumwandlungsanlagen (DEA) zu verzeichnen, für welchen die bestehenden elektrischen Energieversorungsnetze nicht geplant wurden. Um daraus folgenden möglichen Verletzungen der Spannungs- und Stromgrenzen zu begegnen, kann eine Erhöhung des Vermaschungsgrads vorgenommen werden, wodurch weitere Pfade für den Leistungsfluss eröffnet werden. Im einfachsten Fall führt dies zum Ringschluss vormals offen betriebener Ringnetze. Hierfür werden keine neuen Betriebsmittel benötigt und die Topologieänderung kann prinzipiell sofort geschehen. Herkömmliche Schutzsysteme in Verteilungsnetzen können geschlossene Ringe mit hohem DEA-Anteil jedoch in vielen Fällen nur unzureichend beherrschen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden deshalb Schutzalgorithmen für Relais an der Sammelschiene als auch an der (ehemaligen) Ringtrennstelle entwickelt, welche dieser neuen Konstellation bei unsymmetrischen Fehlern (einpolige und zweipolige Fehler) gerecht werden. Die Algorithmen arbeiten auf Basis der lokal gemessenen Ströme und Spannungen in Symmetrischen Komponenten. Es sind keine stationsübergreifenden Kommunikationskanäle nötig. Das bedeutet, dass die Anwendung der vorgeschlagenen Algorithmen mit Ausnahme neuer Relais bzw. der Implementierung der Algorithmen in bestehenden Relais keine weitere zusätzliche Infrastruktur benötigt. Die Anwendung der Algorithmen führt zu einer Verringerung der Fehlerklärungszeit und vermindert so die Ausfallwahrscheinlichkeit weiterer DEA durch länger anhaltende Unterspannungszustände. Überdies erlaubt die verbesserte Fehlerortung den schnelleren Anlauf von Fehlerbehebungsmaßnahmen an der Fehlerstelle. Auf diese Weise trägt die vorliegende Arbeit zur Integration großer Anzahlen an DEA in das vorhandene Netz unter Umgehung massiver Netzausbaumaßnahmen bei. 2025-12-16T05:33:13Z 2025-12-16T05:33:13Z 2025-12-15T15:03:25Z 2021 book ONIX_20251215T160010_9783961474325_23 https://library.oapen.org/handle/20.500.12657/109143 9783961474325 9783961474318 https://directory.doabooks.org/handle/20.500.12854/170240 ger FAU Studien aus der Elektrotechnik open access image/jpeg Attribution 4.0 International https://library.oapen.org/bitstream/20.500.12657/109143/1/9783961474325.pdf FAU University Press 10.25593/978-3-96147-432-5 10.25593/978-3-96147-432-5 2c600dea-eece-4066-87be-da335e323fdb 9783961474325 9783961474318 319 Erlangen open access |
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