title: Untersuchung von Wirksamkeit und Robustheit einer Clusterbildung für den Blindleistungsabruf aus dem Verteilnetz
Creators: name: Grünberg, Jannes
Publisher: name: Universitätsverlag Ilmenau
Year: 2024
Subjects: subject: 621.3

description: Angesichts der Herausforderungen der Energiewende in Deutschland wird eine engere Zusammenarbeit der Netzbetreiber erforderlich. Die Arbeit untersucht, wie das Blindleistungsmanagement durch Clusterbildung angewendet werden kann, um den Blindleistungsaustausch zwischen Übertragungs- und Verteilnetzbetreibern zu steuern. Die Forschungsarbeit bewertet, ob Methoden aus dem bestehenden Redispatch 2.0-Prozess (Einspeisemanagement durch Wirkleistungsanpassung) auf Blindleistung anwendbar sind, und entwickelt eine neue Clustering-Methode. Die Ergebnisse zeigen, dass Blindleistungscluster getrennt von Wirkleistungsclustern gebildet werden sollten, da Blindleistung eine starke Wechselwirkung mit der Spannung hat. Empfohlen wird das Verkürzen von Berechnungsintervallen und der Einsatz eines virtuellen Blindleistungsreglers. Zum Vermeiden lokaler Spannungsbandverletzungen ist das Ausstatten teilnehmender Anlangen mit einer Blindleistungsregelung mit Spannungsbegrenzungsfunktion sinnvoll.
description: Die Spannungshaltung in elektrischen Energienetzen ist ein essenzieller Bestandteil für die Versorgungssicherheit. Sie wird in Wechselstromnetzen typischerweise durch Bereitstellung von Blindleistung oder Transformatorstufungen sichergestellt. Die voranschreitende Energiewende führt zu einem signifikanten Zuwachs erneuerbarer Energien, insbesondere in Verteilnetzen. Gleichzeitig werden konventionelle Kraftwerke in Übertragungsnetzen außer Betrieb gesetzt. Damit der Übertragungsnetzbetreiber weiterhin auf hinreichende Blindleistungsquellen zurückgreifen kann, bietet sich die Nutzung von Blindleistungspotentialen aus dem Verteilnetz an. Derzeit beschränkt sich die Zusammenarbeit beim Blindleistungsmanagement zwischen Übertragungs- und Verteilernetzbetreibern auf indirekte Methoden, die den manuellen Abruf von Blindleistung aus ausgewählten Quellen beinhalten. Im Gegensatz dazu hat sich die Zusammenarbeit beim Wirkleistungsmanagement durch den Redispatch 2.0 Prozess für das Engpassmanagement weiterentwickelt. Darin werden Cluster gebildet, in denen Wirkleistungsflexibilitäten mit ähnlicher Sensitivität und ähnlichen Abrufkosten zusammengefasst werden, was den Kommunikationsaufwand zwischen Übertragungs- und Verteilnetzbetreiber erheblich vereinfacht. Diese Forschungsarbeit untersucht die Wirksamkeit und Robustheit eines Clustering-Ansatzes für den Abruf von Blindleistung aus dem Verteilungsnetz, um spannungsbedingte Engpässe zu beheben. Sie bewertet, ob die im Redispatch 2.0 für die Wirkleistung verwendete Clustering-Technik auch für das Blindleistungsmanagement eingesetzt werden kann, und schlägt eine alternative Methode vor. Es werden Netzsimulationen durchgeführt, um die Wirksamkeit und Robustheit des Clustering-Ansatzes in verschiedenen Betriebsszenarien zu bewerten. Die Ergebnisse geben Aufschluss über die notwendigen Anpassungen am Redispatch 2.0 Prozess, durch die das Blindleistungsmanagement effektiv einbezogen und so die Systemstabilität und Spannungsregulierung angesichts der zunehmenden Integration erneuerbarer Energiequellen gewährleistet werden kann.
description: Voltage regulation is essential for maintaining the reliability and security of electrical power systems. In AC networks, this is typically achieved through the provision of reactive power or by adjusting transformer tap settings. With the ongoing energy transition, there is a significant increase in renewable energy sources integrated into distribution networks, while conventional power plants in transmission systems are progressively decommissioned. To ensure that the transmission system operator can continue to rely on adequate sources of reactive power in the future, the utilisation of reactive power flexibility from the distribution system is an option. Currently, cooperation in reactive power management between transmission and distribution system operators is limited to indirect methods, involving manual retrieval of reactive power from selected sources. In contrast, active power management has seen more advanced collaboration through the Redispatch 2.0 framework for congestion management. In this framework, clusters are formed by weighting the sensitivity and costs of active power flexibility resources. This research examines the effectiveness and robustness of a clustering approach for retrieving reactive power from the distribution network to address voltage-related bottlenecks. The study evaluates whether the clustering concept used for active power in Redispatch 2.0 can be adapted for reactive power management and proposes a potentially more suitable method. Network simulations are conducted to assess the performance and robustness of the clustering approach under various operating scenarios. The findings provide insights into the necessary adjustments to the Redispatch 2.0 framework to effectively incorporate reactive power management, thereby ensuring system stability and voltage regulation amid the increasing integration of renewable energy sources.
description: Ilmenauer Beiträge zur elektrischen Energiesystem‐, Geräte- und Anlagentechnik, vol. 40