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Sensitivitätsanalyse zukünftiger stationärer Übertragungsaufgaben in hybriden AC-DC-Netzstrukturen

Bennewitz, Florian (2022)
Sensitivitätsanalyse zukünftiger stationärer Übertragungsaufgaben in hybriden AC-DC-Netzstrukturen.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00020922
Dissertation, Erstveröffentlichung, Verlagsversion

Kurzbeschreibung (Abstract)

Bedingt durch die Energiewende ergeben sich im elektrischen Energieversorgungssystem umfangreiche Transformationsprozesse, die kurz- wie langfristig die bestehenden Übertragungsaufgaben elektrischer Energie zwischen Erzeugung und Verbrauchern strukturell beeinflussen. Diese Übertragungsaufgaben müssen in Form des ausgebildeten stationären Arbeitspunktes des Systems stets zulässig wie stabil realisierbar sein und zudem eine ausreichende stationäre Sicherheitsmarge gegenüber Störungen inkludieren. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden verschiedene strukturelle Einflussfaktoren auf die stationären Übertragungsaufgaben untersucht und bewertet. Dies beinhaltet zunächst die Netzstruktur des zugrunde liegenden Übertragungsnetzes, die zum einen hinsichtlich ihrer Ausdehnung und zum anderen bezüglich des Einflusses von lokaler Blindleistungskompensation untersucht wird. Weiterhin wird die Erzeugungsstruktur einer entsprechenden Analyse ihres Einflusses unterzogen. Das Zusammenspiel von Erzeugungs- und Netzstruktur wird über die Implementierung eines HGÜ-Systems verstärkt, sodass schlussendlich eine hybride Übertragungsnetzstruktur resultiert. Aus den angeführten Untersuchungen können über die Variation von Netz- wie Erzeugungsstruktur Erkenntnisse zur zukünftigen Ausgestaltung der Übertragungsaufgaben im elektrischen Energieversorgungssystem gemäß der resultierenden stationären Sicherheitsmarge gewonnen werden. Demnach resultieren insbesondere für ausgedehnte Netzstrukturen Herausforderungen in der ausreichend versorgungssicheren Gewährleistung der Übertragungsaufgabe. Dies gilt analog, wenn die Übertragungsentfernungen aufgrund Änderungen in der Erzeugungsstruktur erhöht werden. Hierbei lassen sich allerdings signifikante Zugewinne durch eine mögliche zukünftige Erweiterung auf hybride Netzstrukturen erzielen.

Typ des Eintrags: Dissertation
Erschienen: 2022
Autor(en): Bennewitz, Florian
Art des Eintrags: Erstveröffentlichung
Titel: Sensitivitätsanalyse zukünftiger stationärer Übertragungsaufgaben in hybriden AC-DC-Netzstrukturen
Sprache: Deutsch
Referenten: Hanson, Prof. Dr. Jutta ; Hofmann, Prof. Dr. Lutz
Publikationsjahr: 2022
Ort: Darmstadt
Kollation: XVIII, 154, xxxvii Seiten
Datum der mündlichen Prüfung: 16 September 2021
DOI: 10.26083/tuprints-00020922
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/20922
Kurzbeschreibung (Abstract):

Bedingt durch die Energiewende ergeben sich im elektrischen Energieversorgungssystem umfangreiche Transformationsprozesse, die kurz- wie langfristig die bestehenden Übertragungsaufgaben elektrischer Energie zwischen Erzeugung und Verbrauchern strukturell beeinflussen. Diese Übertragungsaufgaben müssen in Form des ausgebildeten stationären Arbeitspunktes des Systems stets zulässig wie stabil realisierbar sein und zudem eine ausreichende stationäre Sicherheitsmarge gegenüber Störungen inkludieren. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden verschiedene strukturelle Einflussfaktoren auf die stationären Übertragungsaufgaben untersucht und bewertet. Dies beinhaltet zunächst die Netzstruktur des zugrunde liegenden Übertragungsnetzes, die zum einen hinsichtlich ihrer Ausdehnung und zum anderen bezüglich des Einflusses von lokaler Blindleistungskompensation untersucht wird. Weiterhin wird die Erzeugungsstruktur einer entsprechenden Analyse ihres Einflusses unterzogen. Das Zusammenspiel von Erzeugungs- und Netzstruktur wird über die Implementierung eines HGÜ-Systems verstärkt, sodass schlussendlich eine hybride Übertragungsnetzstruktur resultiert. Aus den angeführten Untersuchungen können über die Variation von Netz- wie Erzeugungsstruktur Erkenntnisse zur zukünftigen Ausgestaltung der Übertragungsaufgaben im elektrischen Energieversorgungssystem gemäß der resultierenden stationären Sicherheitsmarge gewonnen werden. Demnach resultieren insbesondere für ausgedehnte Netzstrukturen Herausforderungen in der ausreichend versorgungssicheren Gewährleistung der Übertragungsaufgabe. Dies gilt analog, wenn die Übertragungsentfernungen aufgrund Änderungen in der Erzeugungsstruktur erhöht werden. Hierbei lassen sich allerdings signifikante Zugewinne durch eine mögliche zukünftige Erweiterung auf hybride Netzstrukturen erzielen.

Alternatives oder übersetztes Abstract:
Alternatives AbstractSprache

Based on the energy transition in power systems, extensive transformation processes have arisen in the electrical energy supply system. This transformation processes structurally influence the existing transmission tasks of electrical energy between generation and consumers. These transmission tasks must always be realised in regard of the stationary operating point of the system in a permissible and stable manner and also include a sufficient safety margin regarding further disturbances. In the context of the present work, various structural influencing factors on the stationary transmission tasks are examined and evaluated. This includes the network structure of the underlying transmission network, which is examined on the one hand with regard to its extent and on the other hand with regard to the influence of local reactive power compensation. Furthermore, the electricity supply structure is also subjected to a corresponding analysis. The interaction between the generation and network structure is then further reinforced through the implementation of an HVDC transmission system, so that ultimately a hybrid transmission network structure results. From the above-mentioned investigations, various insights into the future embodiment of transmission tasks in the electrical energy supply system can be obtained through the variation of the network and electricity supply structure. Accordingly, the corresponding results yield challenges regarding the compliance of the transmission tasks with a sufficient reliable power system. This applies analogously if the transmission distances are increased, for example due to changes in the electricity supply structure. Significant gains regarding the stationary safety margin can however be achieved through a possible future extension to hybrid network structures.

Englisch
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-209221
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektrische Energiesysteme > Elektrische Energieversorgung unter Einsatz Erneuerbarer Energien
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektrische Energiesysteme
Hinterlegungsdatum: 29 Mär 2022 12:06
Letzte Änderung: 30 Mär 2022 07:40
PPN:
Referenten: Hanson, Prof. Dr. Jutta ; Hofmann, Prof. Dr. Lutz
Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: 16 September 2021
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