RT22 | Tests kurativer Maßnahmen in Höchst- und Hochspannungsnetzen

Im Projekt PROGRESS werden kurative Maßnahmen in Höchst- und Hochspannungsnetzen erprobt. Sie entsprechen einer reaktiven Anpassung von Anlagen im Netz, um Spannungen und Ströme nach dem eigentlichen Auftreten eines Fehlers gezielt zu beeinflussen. Dadurch kann das bestehende Netz effizienter genutzt und der Anteil an präventiven Engpassmanagementmaßnahmen reduziert werden. Der Einsatz von kurativ entlastenden Maßnahmen mittels automatischer Systeme erfordert eine umfassende Analyse und Erweiterung der bestehenden Systemarchitektur auf Netzleitebene, Stationsleitebene und im Feld. Darüber hinaus muss die Verknüpfung der Netzbetriebsführung mit betrieblichen Planungsprozessen und die Koordination zwischen Übertragungs- und Systembetreiber (ÜNB und VNB) berücksichtigt werden. Der Forschungsbedarf ergibt sich aus den Anforderungen an einen sicheren, effizienten und netzbetreiberübergreifenden Einsatz von Abhilfemaßnahmen. In diesem Projekt werden daher relevante software und hardware der elektrischen Energieübertragung und -verteilung auf Höchst- und Hochspannungsebene analysiert, entsprechende Funktionsmodelle zur Umsetzung von Abhilfemaßnahmen entwickelt und vor dem Hintergrund der netzbetreiberübergreifenden Koordination in prototypische Anwendungen überführt. Unter Beteiligung eines Leitsystemherstellers, von Übertragungs- und Systembetreiber sowie von akademischen Partnern wird die Umsetzung von Abhilfemaßnahmen im Rahmen von Feldtestprojekten in realen Leitsystemumgebungen erprobt. Darüber hinaus erfolgt eine analytische Begleitung dieses Praxistests. Neben der kommunikationstechnischen Realisierung von Signalketten, der Betrachtung von stationären und dynamischen Netzsicherheitsberechnungen, der Adressierung neuer Methoden zur Netzzustandserkennung und Grenzwertbestimmung im Online-Betrieb steht die Abstimmung zwischen ÜNB/TSB und VNB/DSO im Vordergrund. Ziel des Projektes ist die praktische Tests einer kurativen Netzregelung in Höchst- und Hochspannungsnetzen. Das Ziel lässt sich unter Berücksichtigung spezifischer inhaltlicher Aspekte in fünf Teilziele gliedern. Insgesamt werden die Wirkungsketten und zugrundeliegenden Mechanismen auf der Leitsystemebene sowie auf der Stations- und Feldebene für die konkrete Umsetzung von kurativen Entlastungsmaßnahmen im (n-1)-Fall im Netz untersucht und prototypisch erprobt. Da für die Ermittlung, Validierung und Bewertung von Entlastungsmaßnahmen hohe Anforderungen an die Quantität und Qualität der erfassten Netzzustände bestehen, wird als weiteres Teilziel die Zustandsschätzung adressiert. Um die physikalischen Grenzen des Systems exakt abzubilden und das Potenzial für eine höhere Auslastung nutzen zu können, werden Funktionsmodelle zur Ermittlung aktueller Grenzwerte und zur Modellierung des Ersatznetzes untersucht und prototypisch umgesetzt. Darüber hinaus werden Assistenzsysteme für den Online-Betrieb unter Berücksichtigung stationärer und dynamischer Netzsicherheitsberechnungen getestet. Die systemische Betrachtung eines kurativen Engpassmanagements wird mit besonderem Fokus auf die Wechselwirkungen zwischen Übertragungs- und Verteilnetz fokussiert. Um die Ziele zu erreichen, wird die Kommunikationsinfrastruktur der OVGU mit einem Echtzeitsimulator von OPAL-RT, einer Leitstelle des PSI und Phasormessgeräten (PMU) genutzt, um die hybride Zustandsschätzung in einer realen Leitstellenumgebung zu realisieren. Anschließend werden damit verschiedene Werkzeuge zur dynamischen Sicherheitsbewertung (DSA) validiert. Das OPAL-RT wird zur Modellierung eines Netzes mit einer Zeitauflösung von mindestens 50 µs und als Quelle für Messungen im Kommunikationsprotokoll IEEE C37.118 verwendet. Diese Messungen werden mit der Leitstelle verbunden, für die ein spezielles Gateway entwickelt werden muss. Darüber hinaus erfolgt eine Datenübertragung der Messungen im gemeinsamen Protokoll IEC 60870-5-104. Mit diesen Informationen ist es möglich, eine hybride Zustandsschätzung für eine verbesserte Bewertung des Systemzustands zu verwenden.