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k~ ==i=~==ce=a
FH Dortmund: 13.500 Studierende in 7 Fachbereichen
FachbereichInformations- und Elektrotechnik(ca 1900 Studierende 9 Studiengnge)(ca. 1900 Studierende, 9 Studiengnge)
Neplan-Praktikum alsNeplan Praktikum als Netzplanungswerkzeug
BA Elektrotechnik, BA EnergiewirtschaftBA Elektrotechnik, BA Energiewirtschaft(1050 Studierende)
Lastfluss, Kurzschluss, Zuverlssigkeit
MA Informations und ElektrotechnikMA Informations- und Elektrotechnik(130 Studierende)Schwerpunkt Energiesystemtechnik
S l kti h t B t l T i t St bilitt
Prof. Dr.-Ing. G. Harnischmacher 24.02.2015
Selektivschutz, Barwertanalyse, Transiente Stabilitt
t==kmi
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p~ t~ p~==t~==
tJq~ =e==k~J
m~
Motivation
ZielsetzungZielsetzung
Realisierung mit der Neplan-Programmierschnittstelle NPL
Anwendungsbeispiel Weitbereichsregelung
Fazit und Ausblick
Prof. Dr.-Ing. G. Harnischmacher 24.02.2015t==kmi
a t u d us l c
- 3 - j~Wc~==k==q~
Motivation
Entwicklungsziel Vermeidung Netzausbau bei dezentraler EinspeisungRealisierung mit der Schnittstelle NPL
Anwendung Trafo-Regelung
Lsungsmglichkeit ber regelbaren Ortsnetztrafo (rONT)Trafo Regelung
Fazit und AusblickExtremsituationen einschtzbar
Starklast und geringe bis keine dezentrale Einspeisung
Schwachlast und hohe dezentrale EinspeisungSchwachlast und hohe dezentrale Einspeisung
Starklast und hohe dezentrale Einspeisung
Sollwertvorgabe fr die Trafo-Unterspannung (US) derSollwertvorgabe fr die Trafo Unterspannung (US) der Einspeisung allein nicht mehr ausreichend
Weitbereichsregelung
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- 4 - j~W^~
Motivation
Entwicklungsziel
Spannungs-Messpunkt
Spannungs-Messpunkt
Realisierung mit der Schnittstelle NPL
Anwendung Trafo-RegelungTrafo Regelung
Fazit und Ausblick
Regelbarer
Spannungs-Messpunkt
Spannungs-Messpunkt
Spannungs-Messpunkt Spannungs-
Messpunkt
OrtsnetztrafoMesspunkt
Ph t lt ikPhotovoltaik-Anlage
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- 5 - j~Wt===o~
Motivation
Entwicklungsziel
Offen: Welche und wieviele, verteilte Messpunkte fr die Regelung
Realisierung mit der Schnittstelle NPL
Anwendung Trafo-Regelung
(Alle) Knoten mit grter Spannungsabsenkung?
(Alle) Knoten mit grter Spannungsanhebung?
(Alle) Dezentrale Einspeiserknoten?Trafo Regelung
Fazit und Ausblick
( ) p
Gengt doch die Trafo-US oder wirkt sie sogar kontraproduktiv?
In Pilotprojekten: Vielzahl von Messpunkten, kostenintensive I t ll ti d K ik ti t h ikInstallation und Kommunikationstechnik
Idee: Vorab-Simulation des RegelungspotentialsAbschtzung der Extremsituationen (worst case)
Aussage, ob Netzsituationen mit rONT beherrschbar sind oder nicht
Ermittlung optimaler Messpunkte Sollwerte Spezifikation der StufungErmittlung optimaler Messpunkte, Sollwerte, Spezifikation der Stufung
Randbedingungen: Einfache, automatische Simulation ohne Datenmodellnderung
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Leichte Anwendbarkeit fr je einen Regeltrafo
t==kmi
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p~==kbmi^k
Motivation
Entwicklungsziel
Standard-Traforegler in Neplan
Realisierung mit der Schnittstelle NPL
Anwendung Trafo-Regelung
Lokale Sollspannung fr OS USTrafo Regelung
Fazit und Ausblick
fr OS, US
Fernregelung fr einen Referenzknoten
Regelung mit mehreren Knoten nicht darstellbarKnoten nicht darstellbar
Realisierung ber eineRealisierung ber eine externe Software, die in Neplan eingebunden wird
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w
Motivation
Entwicklungsziel
Realisierung einer automatischen StufenstellungsoptimierungBeachtung von Spannungsbandbegrenzungen fr alle Knoten
Realisierung mit der Schnittstelle NPL
Anwendung Trafo-Regelung
Realittsnahe Nachbildung einer WeitbereichsregelungStufenstellung wird fr ausgewhlte Referenzknoten ber eine gemeinsame Zielfunktion optimiertTrafo Regelung
Fazit und Ausblick
gemeinsame Zielfunktion optimiert
Vorgabe einer gemeinsamen sowie zustzlicher individueller Sollspannungen
K i ll di N i iKeine vollstndige Netzoptimierung
Anwendbarkeit fr alle Spannungsebenen
Kein nderungsbedarf vorhandener NetzdatenstzeOptionale bernahme der optimalen Stufenstellungp p gTransparente Protokollierung der Optimierungslufe im Neplan-Meldungsfenster
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r==e==k~ m~=i~=kmi
Motivation
Entwicklungsziel Programmbibliothek in C/C++Realisierung mit der Schnittstelle NPL
Anwendung Trafo-Regelung
Funktionsaufrufe zur Auswertung von NetzmodellenTrafo Regelung
Fazit und Ausblick
g
Verwendung der Neplan-Funktionen
Auslesen von ParameternAuslesen von Parametern und Rechenergebnissen
Schreiben von Parametern
N l P i Lib HB i i l NeplanProgrammingLibrary.HBeispiel:
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kmiJq~ ==o
Motivation
Entwicklungsziel
Aktivierung oder Zuordnung der .dll
Realisierung mit der Schnittstelle NPL
Anwendung Trafo-Regelung * dllTrafo Regelung
Fazit und Ausblick
*.dll
Zuordnung Regeltrafo ber NamenskennungZuordnung Regeltrafo ber Namenskennung(Auf einen Trafo2W-NPL pro .dll beschrnkt)
Zuordnung der Referenzknoten ber Namenskennungg g(Prototyp: KN1-NPL, KN2-NPL)
Verwendung der Trafospezifikation im NetzdatenmodellAll V ri t (L s Q r S hr r l r) r db r
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Alle Varianten (Lngs-, Quer-, Schrgregler) verwendbar
Datenmodell bleibt unverndert
- 10 - ^~==p=ENFw=p==o~==p~~
Motivation
Entwicklungsziel
Normative Spannungsbandgrenzen fr alle Netzknoten (Default)Optional angepasste Spannungsbandgrenzen fr den
Realisierung mit der Schnittstelle NPL
Anwendung Trafo-Regelung
geregelten Netzbereich
BenutzerdefinierteTrafo Regelung
Fazit und Ausblick
BenutzerdefinierteVariablen des Regeltrafos
Gltige Spannungsgrenzenim Meldungsfenster:
V440...360%10 =z.B. engere Grenzen fr ein NS-Netzgebiet:
V440%95...V360%107
fr ein NS Netzgebiet:
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- 11 - ^~==p=EOFp===p~
Motivation
Entwicklungsziel
Gemeinsame Sollspannung aus Standardregler
Realisierung mit der Schnittstelle NPL
Anwendung Trafo-Regelung
Standardregler wird deaktiviert
Trafo Regelung
Fazit und Ausblick
Optional:Optional:Individuelle Sollspannungen fr Referenzknoten
Resultierende Sollspannung durch Multiplikationdurch Multiplikation,z.B. Referenzknoten KN1:
(%)U(%)UUU ll1KNT f ll11S ll =
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(%)U(%)UUU soll1KNTrafosoll1n1Soll
- 12 - ^~==p=EPFw=EwctF
Motivation
Entwicklungsziel
Minimierung aller Abweichungsquadrate: ...U
UUU
UUZFW
2
2n
2Soll2KN
2
1n
1Soll1KN +
+
=
Realisierung mit der Schnittstelle NPL
Anwendung Trafo-RegelungTrafo Regelung
Fazit und Ausblick
Unzulssige
l i
Stufen, bei denen Spannungsbnder verletzt werden
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Kleinster ZFW = Optimale Trafo-Stufung
- 13 - ^W=i=l==msJw~
Motivation
Entwicklungsziel
Realisierung mit der Schnittstelle NPL
Anwendung Trafo-Regelung
Landwirtschaft
Trafo Regelung
Fazit und Ausblick
Ortsnetzstationungeregelt
Freileitungs-/KabelnetzDorferweiterung (Haushalte)
Ursprnglicher NetzzustandFreileitungsbestand im Dorfkern (Haushalte)
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Ursprnglicher Netzzustand
- 14 - ^Wi=l==msJw~
Motivation
Entwicklungsziel PV-Einspeisungen30 kW, 40 kW, 28 kW
PV-EinspeisungReithalle 127 kWRealisierung mit der
Schnittstelle NPL
Anwendung Trafo-Regelung
127 kW
Trafo Regelung
Fazit und Ausblick
O t t t ti
PV-Einspeisung29 kWBereits durchgefhrte
NetzverstrkungOrtsnetzstation mit rONT, 250 kVA
Freileitungs-/KabelnetzDorferweiterung (Haushalte)
Freileitungsbestand im Dorfkern (Haushalte)
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Dorfkern (Haushalte)
- 15 - ^Wi=l==msJw~
Motivation
Entwicklungsziel
Fragestellung: Ist ein weiterer Netzausbau mit einem rONT vermeidbar?
Realisierung mit der Schnittstelle NPL
Anwendung Trafo-Regelung
Wie msste eine (Weitbereichs-)Regelung spezifiziert werden?Wieviele Messpunkte wren wo notwendig?
Trafo Regelung
Fazit und Ausblick Vorgaben: TrafospezifikationTrafospezifikationSpannungsband fr alle Knoten 10% (gem. DIN EN 50160)NS-Spannungsband mit/ohne PV:u = 3% (gem. VDE-AR)u 3% (gem. VDE AR)
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- 16 - ^~==q~W=j~K=ms=bI=~K=i~
Motivation
Entwicklungsziel
Lokale Spannungs-erhhung > 3%
Realisierung mit der Schnittstelle NPL
Anwendung Trafo-RegelungTrafo Regelung
Fazit und Ausblick
. u > 3%
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- 17 - ^~==q~W=i~JLb
Motivation
Entwicklungsziel
Realisierung mit der Schnittstelle NPL
Anwendung Trafo-RegelungTrafo Regelung
Fazit u
