Anforderungen an Benchmarknetze am Bsp. der Mittelspannungsebene 30.06.2019

Inhaltsverzeichnis Grundlegende Anforderungsanalyse aller AWFs Besonders einflussnehmende Größen verschiedener AWFs für MS-Benchmarknetze Kriterien zur Validierung der Eignung des SimBench-Datensatzes Abgeleitete Anforderungen für Mittelspannungsbenchmark-netze 30.06.2019

Kriterien zur Validierung der Eignung des SimBench-Datensatzes Pflichtkriterien: Erfüllt der Datensatz die (Mindest-) Anforderungen der adressierten Anwendungsfälle? Eignet sich der Datensatz für die Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit von unterschiedlichen Lösungen? Maximierungskriterien: Ist die Anwendungswahrscheinlichkeit bei den Adressaten hoch? Ist der Datensatz realitätsnah? Ist die Komplexität des Datensatzes gering? Ist der Datensatz für verwandte oder erweiterte Anwendungsfälle außerhalb der adressierten Anwendungsfälle anwendbar? 30.06.2019

Grundlegende Anforderungsanalyse unter Betrachtung aller SimBench-AWFs detaillierte Informationen und Komponentenmodelle häufig notwendig selten notwendig Erzeugungszeitreihen dynamische Simulationsmodelle Last/Speicherzeitreihen IKT-Kopplung spannungsebenenübergreifende Betrachtungen Schaltanlagen typische Modelle von Erzeugern HGÜ-Terminal Lasten DC-Leitungen Kabel/Leitungen Dieselaggregate Transformatoren leistungsflusssteuernde Betriebsmittel Kompensationsanlagen neuartige Betriebsmittel Speicher (inklusive Elektroautos) Sammelschienen, Schaltfelder konventionelle Betriebsmittel

Besonders einflussnehmende Größen unter Betrachtung AWFs zur Bestimmung der MS-Benchmarknetze Versorgungsaufgabe (Anschlussleistungen und Verteilung von Lasten und Erzeugern) Netztopologie Blind- und Wirkleistungsbereitstellung dezentraler Erzeuger (Steuerbarkeit und Stellbereiche) Leistungszustand des Netzes Transformatorstufenstellung / -stellbarkeit Leitungslängen und –typen Einfluss von Speichern und –management Schutztechnik, Schaltereigenschaften und ‑Verteilung, Automatisierungsgrad der Betriebsmittel; Schwarzstartfähigkeit dezentraler Erzeuger Messstellendurchdringung, Messgenauigkeit Phasenschiebereinsatz

Abgeleitete Anforderungen für Mittelspannungsbenchmark-netze Kriter - AWF ium Die Netzspannung sollte typische Werte besitzen 20 kV oder 10 kV) c . a ( Verschiedene Netztopologien (und Stationskonzepte) müssen vorhanden sein, um unterschiedliche, existierende Anforderungen an Lösungen abzubilden . Z B Strahlennetz, Ringnetz (offen, geschlossen, Triple), Schwerpunktstation, Gegenstation respektive einfacher Trafoabgang, H - Anordnung oder weitere Sammelschienenkonzept von Transformatorstationen b, c Die Größe ( Knotenzahl ) der Netze sollte realistisch sein (Versorgung von typischerweise 40 - 250 ONS) c . a Durch die Nutzung von Standardtypen für Transformatoren und Leitungen kommt man der Mehrzahl realer Probleme am nächsten . b c a Aufgrund von deutlich verschiedenem Verhalten Kabel - und Freileitung snetzen sollten beide Leitungsarten Eingang finden . a, b c a VNB 1 8 In Extremzuständen (der Zeitreihen) müssen die Spannungs - und Betriebsmittel grenzen ohne oder mit einfacher Betriebsführung überschritten werden können, damit tiefergreifende Lösungen eingreifen und/oder Effekte erzielen können . a b VNB 1 8 Abweichende Rückmeldungen: Knotenzahluntergrenze 40 ONS kann bspw. auf 70 ONS erhöht werden Im Normalbetrieb dürfen keine Grenzen verletzt werden. Einen solchen Zustand, der geeignet ist durch Anwender-Algorithmen gelöst zu werden kann man in SimBench bspw. durch definierte Entwicklungsszenarien oder definierte Störungen/Ausfälle oder eine Untersuchung bspw von 200% Erzeugungsfall (…) erzeugen Auch im normalen Betrieb müssen Grenzen wiederkehrend gebrochen werden . a, b VNB 6 - 7

Abgeleitete Anforderungen für Mittelspannungsbenchmarknetze Kriter - AWF ium Dezentrale Erzeuger müssen in ausreichender Zahl vorhanden sein, damit Stellgrößen für Betriebsführungen sind . a, b VNB 1 - 8 Dezentrale Erzeuger sollten vorne, hinten und an beiden Orten in einem Strang vorliegen, um die Unterschiedlichkeit der Einflussmöglichkeiten abzubilden . b VNB 1 - 8 Unterschiedlich gute Ausstattung der Schutztechnik und Schaltereigenschaften sowie Schwarzstartfähigkeit ( 1 Vorschlag, sonst Anwender überlassen ?) sollten abgedeckt sein . a VNB 9 , 11 Eine ausreichend hohe Durchdringung von Messstellen für Inselnetzbetrieb oder State Estimation ( 1 Vorschlag (+ schwach durchdrungenes Szenario?) , sonst Anwender überlassen ?) ist notwendig . a VNB 10 14 Last - und Erzeugungs zeitreihen bieten Typtage alle Kombinationen von Extremtagen . a VNB - Typtage und Extremtage durch gegebene Zeitreihen können nicht automatisch abgedeckt werden, wenn die abweichende Rückmeldung zur vorhergehenden Folie (im Normalbetrieb keine Grenzverletzungen) umgesetzt wird Es existieren unterschiedliche Varianten von Entwicklungsszenarien (z . B gleichbleibend, moderate Veränderung, starke Veränderung ) a Diverse Netzplan

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Universität Kassel, Konsortialführung TU Dortmund RWTH Aachen Fraunhofer IWES Kontakt für die Universität Kassel Fachbereich Elektrotechnik/Informatik Fachgebiet Energiemanagement und Betrieb elektrischer Netze (e²n) Wilhelmshöher Allee 73 D-34121 Kassel, Germany M.Sc. Steffen Meinecke Fon: +49 561 804 6084 steffen.meinecke@uni-kassel.de Dr.-Ing. Nils Bornhorst Fon: +49 561 804 6381 nils.bornhorst@uni-kassel.de 30.06.2019