Niersbach, Benjamin (2023)
Kurzschlussstromberechnung in aktiven Verteilnetzen mit Erzeugungsanlagen mit Vollumrichter.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00024436
Dissertation, Erstveröffentlichung, Verlagsversion
Kurzbeschreibung (Abstract)
Bedingt durch den Zubau erneuerbarer Energien erfahren Elektrizitätsversorgungssysteme einen strukturellen Wandel. Aufgrund der häufig geringen Bemessungsleistung werden viele erneuerbare Energien im Verteilnetz angeschlossen und beeinflussen dessen Betrieb und Planung. Die Vielzahl an Erzeugungsanlagen bedingte die Einführung von Netzanschlussregeln zur Koordination ihres stationären und dynamischen Verhaltens.
Erzeugungsanlagen im Verteilnetz beteiligen sich an der dynamischen Netzstützung und beeinflussen somit die Kurzschlussströme. Deren Berechnung ist wichtig, weil maximale Kurzschlussströme dimensionierend für Betriebsmittel sind und die Grundlage für die Bewertung der Betriebssicherheit von Schaltanlagen bilden. In IEC 60909-0:2016, einer internationalen Norm zur Kurzschlussstromberechnung, wird die Modellierung der Erzeugungsanlagen mit Anschluss über Vollumrichter als konstante Stromquellen empfohlen. Durch diese Vereinfachung werden die Charakteristik der dynamischen Netzstützung und damit die tatsächlichen Einflüsse dieser Erzeugungsanlagen auf die Kurzschlussströme nicht abgebildet.
In dieser Arbeit wird ein Optimierungsverfahren vorgestellt, das die Berechnung maximaler dreipoliger Kurzschlussströme in Abhängigkeit des stationären Betriebs ermöglicht und die Charakteristik der dynamischen Netzstützung abbildet. Anhand dieses Verfahrens werden kritische Betriebspunkte und der Einfluss der Erzeugungsanlagen mit Vollumrichter auf maximale Kurzschlussströme beschrieben. Das Optimierungsverfahren dient außerdem als Referenzverfahren zur Ermittlung geeigneter vereinfachter Verfahren, die die dynamische Netzstützung abbilden und auf IEC 60909-0:2016 basieren. Dazu werden verschiedene vereinfachte Verfahren, die sich im Detailgrad und Berechnungsaufwand unterscheiden, zur Bewertung ihrer Genauigkeit gegenübergestellt und mit dem Referenzverfahren verglichen. Die Untersuchungen erfolgen in zwei generischen und einem realen Netz.
Die Erkenntnisse in dieser Arbeit liefern einen Beitrag zur Anwendung der Norm IEC 60909-0:2016 zur Berechnung von Kurzschlussströmen in Drehstromnetzen und zu deren Weiterentwicklung in der Zukunft.
| Typ des Eintrags: | Dissertation | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Erschienen: | 2023 | ||||
| Autor(en): | Niersbach, Benjamin | ||||
| Art des Eintrags: | Erstveröffentlichung | ||||
| Titel: | Kurzschlussstromberechnung in aktiven Verteilnetzen mit Erzeugungsanlagen mit Vollumrichter | ||||
| Sprache: | Deutsch | ||||
| Referenten: | Hanson, Prof. Dr. Jutta ; Vennegeerts, Prof. Dr. Hendrik | ||||
| Publikationsjahr: | 22 September 2023 | ||||
| Ort: | Darmstadt | ||||
| Kollation: | xxvi, 158, xxii Seiten | ||||
| Datum der mündlichen Prüfung: | 29 Juni 2023 | ||||
| DOI: | 10.26083/tuprints-00024436 | ||||
| URL / URN: | https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/24436 | ||||
| Kurzbeschreibung (Abstract): | Bedingt durch den Zubau erneuerbarer Energien erfahren Elektrizitätsversorgungssysteme einen strukturellen Wandel. Aufgrund der häufig geringen Bemessungsleistung werden viele erneuerbare Energien im Verteilnetz angeschlossen und beeinflussen dessen Betrieb und Planung. Die Vielzahl an Erzeugungsanlagen bedingte die Einführung von Netzanschlussregeln zur Koordination ihres stationären und dynamischen Verhaltens. Erzeugungsanlagen im Verteilnetz beteiligen sich an der dynamischen Netzstützung und beeinflussen somit die Kurzschlussströme. Deren Berechnung ist wichtig, weil maximale Kurzschlussströme dimensionierend für Betriebsmittel sind und die Grundlage für die Bewertung der Betriebssicherheit von Schaltanlagen bilden. In IEC 60909-0:2016, einer internationalen Norm zur Kurzschlussstromberechnung, wird die Modellierung der Erzeugungsanlagen mit Anschluss über Vollumrichter als konstante Stromquellen empfohlen. Durch diese Vereinfachung werden die Charakteristik der dynamischen Netzstützung und damit die tatsächlichen Einflüsse dieser Erzeugungsanlagen auf die Kurzschlussströme nicht abgebildet. In dieser Arbeit wird ein Optimierungsverfahren vorgestellt, das die Berechnung maximaler dreipoliger Kurzschlussströme in Abhängigkeit des stationären Betriebs ermöglicht und die Charakteristik der dynamischen Netzstützung abbildet. Anhand dieses Verfahrens werden kritische Betriebspunkte und der Einfluss der Erzeugungsanlagen mit Vollumrichter auf maximale Kurzschlussströme beschrieben. Das Optimierungsverfahren dient außerdem als Referenzverfahren zur Ermittlung geeigneter vereinfachter Verfahren, die die dynamische Netzstützung abbilden und auf IEC 60909-0:2016 basieren. Dazu werden verschiedene vereinfachte Verfahren, die sich im Detailgrad und Berechnungsaufwand unterscheiden, zur Bewertung ihrer Genauigkeit gegenübergestellt und mit dem Referenzverfahren verglichen. Die Untersuchungen erfolgen in zwei generischen und einem realen Netz. Die Erkenntnisse in dieser Arbeit liefern einen Beitrag zur Anwendung der Norm IEC 60909-0:2016 zur Berechnung von Kurzschlussströmen in Drehstromnetzen und zu deren Weiterentwicklung in der Zukunft. |
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| Alternatives oder übersetztes Abstract: |
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| Status: | Verlagsversion | ||||
| URN: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-244365 | ||||
| Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 621.3 Elektrotechnik, Elektronik | ||||
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Elektrische Energieversorgung |
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| Hinterlegungsdatum: | 22 Sep 2023 12:30 | ||||
| Letzte Änderung: | 25 Sep 2023 10:31 | ||||
| PPN: | |||||
| Referenten: | Hanson, Prof. Dr. Jutta ; Vennegeerts, Prof. Dr. Hendrik | ||||
| Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: | 29 Juni 2023 | ||||
| Export: | |||||
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