Zimmer, Henning (2017)
Regeldynamik konventioneller Kraftwerke im Kontext veränderter Erzeugungsstrukturen.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung
Kurzbeschreibung (Abstract)
Der konventionelle Kraftwerkspark in Europa wird sich aufgrund der ansteigenden Einspeisung aus erneuerbaren Energien und der damit einhergehenden Reduktion der Volllaststunden konventioneller Kraftwerke zukünftig erheblich verkleinern. Konventionelle Kraftwerke leisten jedoch nach wie vor einen wesentlichen Beitrag zu Frequenz- und Spannungsregelung im kontinentaleuropäischen Verbundnetz. Vor dem Hintergrund einer sukzessiven Verkleinerung des Kraftwerksparks werden im Rahmen dieser Dissertation Untersuchungen zur zukünftigen transienten Frequenz- und Spannungsstabilität bei veränderter Erzeugungsstruktur vorgestellt. Die Frequenzstabilität wird mit Hilfe eines vereinfachten dynamischen europäischen Netzmodells untersucht. Gegenstand der Untersuchungen sind die Auswirkungen der Visionen des ENTSO-E Ten Year Network Development Plans 2016 für das Jahr 2030 auf die Primärregelung der Netzfrequenz in Situationen niedriger Resiuallast mit geringer Anzahl netzgekoppelter konventioneller Kraftwerke. Ziel ist es abzuschätzen, inwiefern in naher Zukunft ENTSO-E Grenzwerte der Netzfrequenz verletzt werden könnten und ob ein frequenzstabiles Ausregeln eines 3-GW-Erzeugungsausfalls im zukünftigen kontinentaleuropäischen Verbundnetz noch möglich ist. Im Zuge dessen werden auch die zukünftigen Anforderungen an ein primärregelendes Einzelkraftwerk analysiert. Ebenfalls werden die Auswirkungen der Bereitstellung eines Teils der Primärregelleistung durch umrichtergespeiste Anlagen auf die Netzfrequenz im Störungsfall beleuchtet. Die Spannungsregelung konventioneller Kraftwerke betreffend wird in dieser Arbeit ein Optimierungsalgorithmus zur Parameterauslegung eines PID-Spannungsreglers vorgestellt, der bei gleichbleibendem Erregersystem zu einem verbesserten transienten Spannungsverhalten eines Kraftwerksblocks infolge symmetrischer Störungen führt. Bei einer verringerten Anzahl konventioneller Kraftwerke im System kann so die spannungsstützende Funktion der verbleibenden Kraftwerke möglichst optimal genutzt werden. Die Spannungsregleroptimierung wird sowohl in einem einfachen Ein-Generator-Modell als auch in einem vermaschten Übertragungsnetzmodell für verschiedene Erregersysteme verifiziert. Der Einfluss einer veränderten Erzeugungs-struktur auf die transiente Spannungsstabilität und die damit einhergehenden Möglichkeiten durch Spannungsregleroptimierung werden mit Hilfe eines einfachen dynamischen Windparkmodells im vermaschten Übertragungsnetzmodell erarbeitet.
| Typ des Eintrags: | Dissertation | ||||
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| Erschienen: | 2017 | ||||
| Autor(en): | Zimmer, Henning | ||||
| Art des Eintrags: | Erstveröffentlichung | ||||
| Titel: | Regeldynamik konventioneller Kraftwerke im Kontext veränderter Erzeugungsstrukturen | ||||
| Sprache: | Deutsch | ||||
| Referenten: | Hanson, Dr.-Ing. Jutta ; Erlich, Dr.-Ing. Istvan | ||||
| Publikationsjahr: | 2017 | ||||
| Ort: | Darmstadt | ||||
| Datum der mündlichen Prüfung: | 4 Juli 2017 | ||||
| URL / URN: | http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/6741 | ||||
| Kurzbeschreibung (Abstract): | Der konventionelle Kraftwerkspark in Europa wird sich aufgrund der ansteigenden Einspeisung aus erneuerbaren Energien und der damit einhergehenden Reduktion der Volllaststunden konventioneller Kraftwerke zukünftig erheblich verkleinern. Konventionelle Kraftwerke leisten jedoch nach wie vor einen wesentlichen Beitrag zu Frequenz- und Spannungsregelung im kontinentaleuropäischen Verbundnetz. Vor dem Hintergrund einer sukzessiven Verkleinerung des Kraftwerksparks werden im Rahmen dieser Dissertation Untersuchungen zur zukünftigen transienten Frequenz- und Spannungsstabilität bei veränderter Erzeugungsstruktur vorgestellt. Die Frequenzstabilität wird mit Hilfe eines vereinfachten dynamischen europäischen Netzmodells untersucht. Gegenstand der Untersuchungen sind die Auswirkungen der Visionen des ENTSO-E Ten Year Network Development Plans 2016 für das Jahr 2030 auf die Primärregelung der Netzfrequenz in Situationen niedriger Resiuallast mit geringer Anzahl netzgekoppelter konventioneller Kraftwerke. Ziel ist es abzuschätzen, inwiefern in naher Zukunft ENTSO-E Grenzwerte der Netzfrequenz verletzt werden könnten und ob ein frequenzstabiles Ausregeln eines 3-GW-Erzeugungsausfalls im zukünftigen kontinentaleuropäischen Verbundnetz noch möglich ist. Im Zuge dessen werden auch die zukünftigen Anforderungen an ein primärregelendes Einzelkraftwerk analysiert. Ebenfalls werden die Auswirkungen der Bereitstellung eines Teils der Primärregelleistung durch umrichtergespeiste Anlagen auf die Netzfrequenz im Störungsfall beleuchtet. Die Spannungsregelung konventioneller Kraftwerke betreffend wird in dieser Arbeit ein Optimierungsalgorithmus zur Parameterauslegung eines PID-Spannungsreglers vorgestellt, der bei gleichbleibendem Erregersystem zu einem verbesserten transienten Spannungsverhalten eines Kraftwerksblocks infolge symmetrischer Störungen führt. Bei einer verringerten Anzahl konventioneller Kraftwerke im System kann so die spannungsstützende Funktion der verbleibenden Kraftwerke möglichst optimal genutzt werden. Die Spannungsregleroptimierung wird sowohl in einem einfachen Ein-Generator-Modell als auch in einem vermaschten Übertragungsnetzmodell für verschiedene Erregersysteme verifiziert. Der Einfluss einer veränderten Erzeugungs-struktur auf die transiente Spannungsstabilität und die damit einhergehenden Möglichkeiten durch Spannungsregleroptimierung werden mit Hilfe eines einfachen dynamischen Windparkmodells im vermaschten Übertragungsnetzmodell erarbeitet. |
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| Alternatives oder übersetztes Abstract: |
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| URN: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-67417 | ||||
| Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau | ||||
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektrische Energiesysteme > Elektrische Energieversorgung unter Einsatz Erneuerbarer Energien 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektrische Energiesysteme 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik |
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| Hinterlegungsdatum: | 17 Sep 2017 19:55 | ||||
| Letzte Änderung: | 17 Sep 2017 19:55 | ||||
| PPN: | |||||
| Referenten: | Hanson, Dr.-Ing. Jutta ; Erlich, Dr.-Ing. Istvan | ||||
| Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: | 4 Juli 2017 | ||||
| Export: | |||||
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