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Beobachtung von Netzdynamiken / Beschreibung

 

Beschreibung:

Man muss nur an den Wandel in der Energieerzeugung denken: Vor Jahren kaum denkbar, jetzt längst beschlossen und zum Teil schon realisiert, die Abschaltung der Kernkraftwerke. Parallel dazu steigt der Ausbau der erneuerbaren Energien sehr stark an. Ein Ende ist im Moment nicht in Sicht. Unabhängige Studien gehen sogar nach wie vor von einer Verdoppelung innerhalb der nächsten 10 Jahre aus.


Die einzige Konstante ist die Veränderung

Das passt heute besser denn je, besonders für Energieversorgung.

 

Was hat das alles mit Messtechnik zu tun? - „Sehr viel“, wenn Sie uns fragen:
Statt der Erzeugung mit vielleicht nur einem Generator (Großkraftwerk) werden nun viele dezentrale Einspeiser mit vergleichsweise kleiner Leistung an unterschiedlichsten Einspeiseorten im Netz angeschlossen. Die bisherigen Verbraucher werden nun zu sogenannten „Prosumern“, d.h. in Stichworten:
Kleinere Kraftwerkseinheiten => Reduzierung von Masse und Trägheitsmoment => neue Zeitkonstanten => neue Frequenzen im Netz!

Nun stellt sich die Frage, auf welchen Frequenzbereich heute geachtet werden muss, um die Energieversorgung nach wie vor abzusichern. Es handelt sich um einen Bereich, der bisher wenig beachtet wurde und welcher unterhalb von 50Hz liegt.

Diese Frequenzen waren bisher meist nur für das Hochspannungsnetz interessant, denn dort sind Lastpendelungen und Zwischensystemschwingungen schon immer ein Begriff. Aber was bedeutet das für die Mittelspannungsnetze?

Durch die geringere Netzausdehnung sind hier die Frequenzen, immer noch weit unterhalb von 50Hz, etwas höher, aber weitaus schlechter gedämpft. Typischerweise speisen auf dieser Ebene Windkraftanlagen ein.

Im Niederspannungsnetz kommt es ebenfalls zu Effekten in diesem Frequenzbereich. So können Photovoltaikanlagen das Energieversorgungsnetz durch die verwendeten Frequenzumrichter stark unter Druck setzen. Es treten typische Frequenzen unterhalb von 50Hz auf, die eine Synchronisation weiterer Umrichter verhindern oder sogar bereits laufende Systeme vom Netz trennen können.

Das digitale Grid Dynamik Analyse System GDASys™ und auch die Mobilvariante DA-Box 200 können über alle gängigen Profile (C37.118 und IEC 61850) in leittechnische Applikationen eingebunden werden.

Vorzüge GDASys™:
  • Erkennen von Schwachstellen durch  Einsatz neuer Messverfahren
  • Erfassung der dynamischen Netzstabilität
  • Moderne Visualisierungen zur Online-Überwachung und Offline-Analyse
  • Auswertung der Messungen mit Bericht als Dienstleistung
  • Erarbeitung, Beratung und Diskussion möglicher Optimierungen
  • Gerätefamilie für stationäre und mobile Messungen 
     
Wie kann die GDASys™-Technik helfen?
  • Messung der Frequenzen unterhalb 50Hz mit einer Auflösung von 5 mHz
  • Gleichzeitige Ermittlung von Dämpfung, Amplitude und Dauer solcher Oszillationen
  • Ermittlung von sehr langsamen Driftprozessen für Spannung und Frequenz
  • Typische Phänomene (Bsp. Torsionsschwingungen) sind bereits als Frequenzklasse vordefiniert
  • Ermittlung einer einzelnen Größe für die Bewertung der Unruhe im Netz (Stabilitäts-Exponent), um ONLINE schnell den Überblick zu bekommen
  • Für Hochspannungsnetze können auftretende Frequenzen, wenn sie für das spezielle Netz von Bedeutung sind, gewichtet werden
     
Was wird mit den Messwerten erreicht?
  • Durch Frequenzmessung können Zeitkonstanten von Generatoren bestimmt und für die Optimierung der Regler verwendet werden.
  • Frequenzen mit schwacher Dämpfung können sofort ermittelt werden und somit kann vor dem Auftreten eines bisher nicht vorhersehbaren Problems eine gut überlegte Gegenmaßnahme (Stabilität) getroffen werden.
  • Die Wirkung der Gegenmaßnahme ist sofort erkenntlich (ONLINE-Darstellung)
  • Gezielte Netzversuche geben schnell Aufschluss über die dynamische Situation im Netz.
  • Riskante Schaltzustände können für die Zukunft ausgeschlossen werden.
  • Die permanente ONLINE-Messung ermöglicht der Netzführung einen raschen Lernprozess, um zeitnah geeignete und einstudierte Maßnahmen treffen zu können
  • Es ist selbstverständlich, dass die zugehörige Visualisierungssoftware GDAView leicht bedienbar und übersichtlich ist.

Blackouts sind vorhersehbar...

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