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Agora Toolbox für die Stromnetze

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Agora Energiewende | Toolbox für die Stromnetze - Für die künftige Integration von Erneuerbaren Energien In Abbildung 5 sind die einzelnen Komponenten von Online-DSA dargestellt. Messdaten des Netzes, zum Beispiel aus PMU (Phasor Measurement Units) 147 , werden in SCADA-Systemen 148 erfasst. Zusammen mit der Modellierung des Energiesystems und der Zustandsschätzung (in der Abbildung nicht als eigene Komponente enthalten) sind diese Messdaten Grundlage des zuvor erwähnten Screening-Prozesses. Die Modelle und die Ergebnisse des Screenings bilden dann die Eingangsdaten für die Berechnung und Beurteilung der Sicherheit des Systems. Falls eine Störung oder Überlastung droht, muss daraufhin eine Abhilfemaßnahme ermittelt werden. Um die Ergebnisse möglichst übersichtlich und verständlich darzustellen, werden diese für den Netzbetreiber visualisiert. Online-DSA ist somit nur eine Kontrollund Entscheidungshilfe und greift nicht aktiv in den Netzbetrieb ein. 147 Ein PMU ist ein Gerät zur zeitsynchronisierten Messung von Strom- und Spannungswerten einschließlich deren Winkel. 148 SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) ist eine Anwendung zur Überwachung, Kontrolle und Steuerung eines Systems. In Kapitel 2.4 wurden die Stabilitätsgrenzen des Netzbetriebs erläutert. Zu Online-DSA gehören drei wesentliche Elemente, die verschiedene Stabilitätsgrenzen bewerten: 149 →→Transient Security Assessment (TSA): Bewertung der transienten Stabilität bei Spannungs- und Frequenzeinbrüchen. Transiente Stabilität ist die Fähigkeit des Netzes, nach einer transienten Störung (also einer plötzlichen und kurzzeitigen Störung) wieder in den Normalzustand überzugehen. →→Voltage Security Assessment (VSA): Bewertung der Spannungsstabilität →→Small-Signal Security Assessment (SSSA): Bewertung der Kleinsignalstabilität, also der Fähigkeit des Netzes, nach einer kleinen Störung wieder in den Normalzustand überzugehen. Kleine Störungen sind zum Beispiel sich kontinuierlich verändernde Lasten oder Schaltvorgänge im Netz, die zu ungewünschten Schwingungen führen können. Deshalb wird die Kleinsignalstabilität über die Dämpfung von Schwingungen im System bewertet. 149 CIGRÉ Working Group C4.601 (2007) Komponenten von Online-DSA Abbildung 5 Messung Modellierung Berechnung (Security Assessment) Vorschlag Abhilfemaßnahme Visualisierung Energynautics auf Grundlage von CIGRÉ Working Group C4.601 (2007) 54

STUDIE | Toolbox für die Stromnetze - Für die künftige Integration von Erneuerbaren Energien Es gibt sehr unterschiedliche Ausführungen von Online-DSA, wobei nicht immer alle drei Elemente enthalten sind. Online-DSA muss auf das jeweilige System und die Bedürfnisse angepasst werden und kann auch mit anderen Anwendungen verknüpft werden. Im nächsten Unterkapitel wird ein Anwendungsbeispiel aufgezeigt, in dem die Online-DSA- Anwendung mit einem Kontrollzentrum verbunden ist, wodurch mögliche Steuerungsaufgaben direkt durch den Netzbetreiber übergeben werden können. Wie in Kapitel 2.4 bereits erläutert, besteht bei mehreren Stabilitätskriterien ein Zusammenhang zur Netzauslastung. Grundsätzlich stehen dem Netz betrieb deshalb die Maßnahmen des Engpassmanagements auch als wirksame Mittel zur Wahrung der Systemstabilität zur Verfügung. 3.5.2. Anwendungsbeispiele Online-DSA ist keine völlig neue Möglichkeit der Sicherheitsbewertung, sondern wird bereits in vielen Ländern angewendet. Beispielsweise haben sieben der zehn Übertragungsnetzbetreiber in Nordamerika Online-DSA-Systeme implementiert. Aber auch in Europa gibt es Übertragungsnetzbetreiber, die Online-DSA verwenden, wie zum Beispiel in Irland und Spanien. Neue Ansätze für Online-DSA-Systeme werden in Projekten wie dem iTesla-Projekt 150 entworfen und zur Anwendungsreife gebracht. Irland Das irische Stromversorgungssystem ist ein vergleichsweise kleines System mit einem großen Anteil an fluktuierender Windenergie, der sogar noch steigen wird. Bis zum Jahr 2020 sollen 40 Prozent des Verbrauchs durch erneuerbare Erzeugung (vor allem Windenergie) gedeckt werden. Um dieses Ziel zu erreichen, muss zu jedem Zeitpunkt verlässlich ermittelt werden, wie viel Windenergie das System unter Berücksichtigung der Stabilitätsgrenzen und des (n-1)-Kriteriums aufnehmen kann. Zu diesem Zweck wurde WSAT (Wind Security Assessment Tool) innerhalb von zwei Jahren entwickelt und ist im September 2010 in der Netzleitstelle in Betrieb gegangen. 151 150 iTesla = Innovative Tools for Electrical System Security within Large Areas 151 Wang, L. (2011) Komponenten von WSAT Abbildung 6 Result Display Real-time wind limits Forecast wind limits Security violation detail Real-time system snapshot • Reserve constrained unit commitment • Wind forecast Other data WSAT Manager VSAT TSAT Security Assessment Wang, L. (2011) 55

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