Böhringer, Marcel ; Kharrat, Achraf ; Hanson, Jutta (2023)
Dimensionierung von Erzeugungsanlagen in Niederspannungsnetzen mit Power-Flow Optimierung unter Einhaltung der Planungsgrundsätze.
13. Internationale Energiewirtschaftstagung an der TU Wien. Vienna, Austria (15.02.2023-17.02.2023)
Konferenzveröffentlichung, Bibliographie
Kurzbeschreibung (Abstract)
In der Arbeit wird ein mehrperiodisches AC Optimal Power-Flow Modell zur Dimensionierung der installierten Nennleistung von Photovoltaikanlagen für ein Niederspannungsnetz vor-gestellt. Das Modell soll die Einhaltung der technischen Planungskriterien nach DIN EN 50160 und VDE-AR-N 4105 gewährleisten und beruht auf quasi-stationären Zeitschritten. Dabei wird die installierte Nennleistung der Photovoltaikanlagen als globale Variable im Modell berücksichtigt. Zudem kann das Modell um stationäre Betriebspunkte erweitert werden. Diese werden häufig für die konventionelle Planung von Niederspannungsnetzen verwendet. Besonders für den Umbau bestehender Niederspannungsnetze zu gemeinschaftlichen Versorgungskonzepten könnte das Modell hilfreich sein, um eine Kombination von technisch-wirtschaftlicher und elektrotechnischer Analyse zu ermöglichen. Das entwickelte Modell wird für die Dimensionierung der installierten Photovoltaik-Leistung eines Niederspannungsnetzes angewendet. Das beispielhafte Bestandsnetz beinhaltet neben Haushaltslasten auch Elektromobilität und Wärmepumpen. Die Ergebnisse zeigen den Einfluss der Planungsgrundsätze auf die optimale Dimensionierung der Photovoltaik-Anlagenleistung. Insbesondere der Einfluss der langsamen Spannungsänderung von maximal 3 % wird herausgestellt. Dabei wird deutlich, dass das Kriterium für den Fall gleicher Anlagengröße und für den Fall reiner Wirkleistungseinspeisung der Erzeugungsanlagen in der Optimierung berücksichtigt werden muss. Ohne die Einbindung der konventionellen Netz-planung mit Betriebspunkten muss zudem darauf geachtet werden, dass die Maxima für Erzeugung und Verbrauch in den Zeitschritten enthalten sind. Vergleicht man die Ergebnisse so wird deutlich, dass durch Einbezug aller Planungskriterien die Ergebnisse von eingangs 364,45 kWp installierter Photovoltaik-Nennleistung im Quartier auf 233,74 kWp reduziert werden. Dies entspricht einer Reduktion von ca. 35 %. Speisen die Erzeugungsanlagen Blindleistung ein, spielt das Kriterium der langsamen Spannungsänderung eine untergeordnete Rolle.
| Typ des Eintrags: | Konferenzveröffentlichung |
|---|---|
| Erschienen: | 2023 |
| Autor(en): | Böhringer, Marcel ; Kharrat, Achraf ; Hanson, Jutta |
| Art des Eintrags: | Bibliographie |
| Titel: | Dimensionierung von Erzeugungsanlagen in Niederspannungsnetzen mit Power-Flow Optimierung unter Einhaltung der Planungsgrundsätze |
| Sprache: | Deutsch |
| Publikationsjahr: | 15 Februar 2023 |
| Veranstaltungstitel: | 13. Internationale Energiewirtschaftstagung an der TU Wien |
| Veranstaltungsort: | Vienna, Austria |
| Veranstaltungsdatum: | 15.02.2023-17.02.2023 |
| URL / URN: | https://iewt2023.eeg.tuwien.ac.at/programme_text |
| Kurzbeschreibung (Abstract): | In der Arbeit wird ein mehrperiodisches AC Optimal Power-Flow Modell zur Dimensionierung der installierten Nennleistung von Photovoltaikanlagen für ein Niederspannungsnetz vor-gestellt. Das Modell soll die Einhaltung der technischen Planungskriterien nach DIN EN 50160 und VDE-AR-N 4105 gewährleisten und beruht auf quasi-stationären Zeitschritten. Dabei wird die installierte Nennleistung der Photovoltaikanlagen als globale Variable im Modell berücksichtigt. Zudem kann das Modell um stationäre Betriebspunkte erweitert werden. Diese werden häufig für die konventionelle Planung von Niederspannungsnetzen verwendet. Besonders für den Umbau bestehender Niederspannungsnetze zu gemeinschaftlichen Versorgungskonzepten könnte das Modell hilfreich sein, um eine Kombination von technisch-wirtschaftlicher und elektrotechnischer Analyse zu ermöglichen. Das entwickelte Modell wird für die Dimensionierung der installierten Photovoltaik-Leistung eines Niederspannungsnetzes angewendet. Das beispielhafte Bestandsnetz beinhaltet neben Haushaltslasten auch Elektromobilität und Wärmepumpen. Die Ergebnisse zeigen den Einfluss der Planungsgrundsätze auf die optimale Dimensionierung der Photovoltaik-Anlagenleistung. Insbesondere der Einfluss der langsamen Spannungsänderung von maximal 3 % wird herausgestellt. Dabei wird deutlich, dass das Kriterium für den Fall gleicher Anlagengröße und für den Fall reiner Wirkleistungseinspeisung der Erzeugungsanlagen in der Optimierung berücksichtigt werden muss. Ohne die Einbindung der konventionellen Netz-planung mit Betriebspunkten muss zudem darauf geachtet werden, dass die Maxima für Erzeugung und Verbrauch in den Zeitschritten enthalten sind. Vergleicht man die Ergebnisse so wird deutlich, dass durch Einbezug aller Planungskriterien die Ergebnisse von eingangs 364,45 kWp installierter Photovoltaik-Nennleistung im Quartier auf 233,74 kWp reduziert werden. Dies entspricht einer Reduktion von ca. 35 %. Speisen die Erzeugungsanlagen Blindleistung ein, spielt das Kriterium der langsamen Spannungsänderung eine untergeordnete Rolle. |
| 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: | 13 Mär 2023 10:19 |
| Letzte Änderung: | 13 Mär 2023 10:19 |
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