TY - THES

T1 - Modellierung eines städtischen Elektrizitätsverteilnetzes basierend auf einem zellularen Ansatz

AU - Vopava, Julia

N1 - gesperrt bis null

PY - 2016

Y1 - 2016

N2 - Die Projekte „Energieschwamm Bruck“ und „Smart Exergy Leoben“ behandeln die Thematik rund um ein smartes zukünftiges kommunales Energiesystem. Das grundlegende Ziel liegt in der Entwicklung von Konzepten für die Energieträger Wärme, Gas und Strom und derer zukünftigen Infrastruktur sowie einer möglichen Hybridisierung. Basierend auf diesen Projekten, sollen im Rahmen dieser Arbeit die Stromnetze der Städte Bruck an der Mur und Leoben mit Hilfe des zellularen Ansatzes abgebildet werden. In einem ersten Schritt wird abgeklärt, ob die Reduzierung eines Netzes für industriestarke Klein- bzw. Mittelstädte ausreichend genau möglich ist. Nachfolgend sollen mögliche Netzengpässe identifiziert, Erzeugungspotentiale integriert und deren Auswirkungen untersucht werden. Anhand einer bereits vorliegenden Zelleneinteilung erfolgt die Zuordnung der Verbraucher-, Einspeise- und Speicherstrukturen. Mit Hilfe der Kombination aus Messwerten und der Anwendung von Standardlastprofilen werden für alle Strukturen zeitlich aufgelöste Lastprofile erstellt. Das Modell wird im Softwareprogramm NEPLAN erstellt. Jede Zelle erhält einen Knotenpunkt, welchem jeweils die zugehörigen Strukturen zugewiesen werden. Nach einer ersten Lastflussberechnung, gilt es diese mit jener des realen Netzes zu Vergleichen um mögliche Differenzen aufzugeigen. Insofern die Blindleistungsverluste, welche in den reduzierten Leitungen erzeugt werden, im Modell nachgebildet werden, lässt sich die Aussage treffen, dass solche Stromnetze unter Anwendung des zellularen Ansatzes modelliert werden können. Jedoch treten trotz dieser Anpassung geringe Abweichungen des Lastflusses auf, weshalb die Thematik der reduzierten Leitungen und deren bestmögliche Integration in das reduzierte Netz weiter untersucht werden sollte. In einem nächsten Schritt werden Photovoltaikeinspeisepotentiale in das Modell integriert. Der Fokus bei einer erneuten Lastflussberechnung wird auf mögliche Netzengpässe und deren Vermeidung gelegt. Im Laufe dieser Betrachtung werden Überschreitungen der Grenzspannungen der Ortsnetztransformatoren, Leitungs- und Transformatorüberlastungen festgestellt. Der Transformator, zwischen der Mittel- und Hochspannungsebene, welcher bei möglichen Rückspeisungen der elektrischen Energien in die 110 kV Ebene überlastet ist, ist ausschlaggebend für die Herabsetzung der maximalen integrierbaren Photovoltaikeinspeisungen.

AB - Die Projekte „Energieschwamm Bruck“ und „Smart Exergy Leoben“ behandeln die Thematik rund um ein smartes zukünftiges kommunales Energiesystem. Das grundlegende Ziel liegt in der Entwicklung von Konzepten für die Energieträger Wärme, Gas und Strom und derer zukünftigen Infrastruktur sowie einer möglichen Hybridisierung. Basierend auf diesen Projekten, sollen im Rahmen dieser Arbeit die Stromnetze der Städte Bruck an der Mur und Leoben mit Hilfe des zellularen Ansatzes abgebildet werden. In einem ersten Schritt wird abgeklärt, ob die Reduzierung eines Netzes für industriestarke Klein- bzw. Mittelstädte ausreichend genau möglich ist. Nachfolgend sollen mögliche Netzengpässe identifiziert, Erzeugungspotentiale integriert und deren Auswirkungen untersucht werden. Anhand einer bereits vorliegenden Zelleneinteilung erfolgt die Zuordnung der Verbraucher-, Einspeise- und Speicherstrukturen. Mit Hilfe der Kombination aus Messwerten und der Anwendung von Standardlastprofilen werden für alle Strukturen zeitlich aufgelöste Lastprofile erstellt. Das Modell wird im Softwareprogramm NEPLAN erstellt. Jede Zelle erhält einen Knotenpunkt, welchem jeweils die zugehörigen Strukturen zugewiesen werden. Nach einer ersten Lastflussberechnung, gilt es diese mit jener des realen Netzes zu Vergleichen um mögliche Differenzen aufzugeigen. Insofern die Blindleistungsverluste, welche in den reduzierten Leitungen erzeugt werden, im Modell nachgebildet werden, lässt sich die Aussage treffen, dass solche Stromnetze unter Anwendung des zellularen Ansatzes modelliert werden können. Jedoch treten trotz dieser Anpassung geringe Abweichungen des Lastflusses auf, weshalb die Thematik der reduzierten Leitungen und deren bestmögliche Integration in das reduzierte Netz weiter untersucht werden sollte. In einem nächsten Schritt werden Photovoltaikeinspeisepotentiale in das Modell integriert. Der Fokus bei einer erneuten Lastflussberechnung wird auf mögliche Netzengpässe und deren Vermeidung gelegt. Im Laufe dieser Betrachtung werden Überschreitungen der Grenzspannungen der Ortsnetztransformatoren, Leitungs- und Transformatorüberlastungen festgestellt. Der Transformator, zwischen der Mittel- und Hochspannungsebene, welcher bei möglichen Rückspeisungen der elektrischen Energien in die 110 kV Ebene überlastet ist, ist ausschlaggebend für die Herabsetzung der maximalen integrierbaren Photovoltaikeinspeisungen.

KW - cellular approach

KW - electricity

KW - networks

KW - energy

KW - grid

KW - zellularer Ansatz

KW - Zelle

KW - Modellierung

KW - elektrisch Energie

KW - Strom

KW - Netz

M3 - Masterarbeit

ER -