Beitrag zur Zustandsidentifikation von elektrischen Energieversorgungsnetzen

Research output: ThesisDoctoral thesis

Authors

  • Benjamin Merkt

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Details

Original languageGerman
QualificationDoctor of Engineering
Awarding Institution
Supervised by
  • Bernd Oswald, Supervisor
Date of Award21 Dec 2017
Place of PublicationHannover
Publication statusPublished - 2008

Abstract

The current process of deregulation in order to complete the internal electricity market of the European Community (EC) based on Directive 2003/54/EC of 26 June 2003 has significant influence on the development in the area of electrical energy generation, transmission and distribution. The knowledge of the ongoing state of the network, both of the distribution sys- tem and the entire European integrated transmission system, constitutes a key role in this context. The challenge of state identification of distribution networks involves the identification of the network state with as much accuracy as possible in case of a lack of measurement data leading to an under-determined system of equations, which exhibits an unrestrained solution space. An approach for the restriction of the state of the network to a closed solution space is to specify additional constraints, whereby the state identification at least gets possible within boundaries. The growing trade of electrical power within the EC and the accompanying increase in cross border flows in the integrated transmission system impose considerable grid costs on the af- fected transmission system operators without corresponding revenues by system usage charges. In order to allocate these costs according to the causation of the cross border flows, regulation 1228/2003/EC includes framework requirements for the design of an inter trans- mission system operator compensation mechanism. This mechanism requires a method for the identification of internal flows as well as cross border flows, which subdivide in transit, ex- port and loop flows. The thesis starts with an introduction of the Common Information Model (CIM) for the modelling of power supply systems. Afterwards a CIM complaint model of the electrical network will be proposed. Based on this model a new approach for the state identification of distribution networks and a method for the identification of cross border flows in integrated transmis- sion systems which is complaint with the requirements of regulation 1228/2003/EC are presented. By means of examples the described approaches are clarified

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Beitrag zur Zustandsidentifikation von elektrischen Energieversorgungsnetzen. / Merkt, Benjamin.
Hannover, 2008.

Research output: ThesisDoctoral thesis

Merkt, B 2008, 'Beitrag zur Zustandsidentifikation von elektrischen Energieversorgungsnetzen', Doctor of Engineering, Leibniz University Hannover, Hannover.
Merkt, B. (2008). Beitrag zur Zustandsidentifikation von elektrischen Energieversorgungsnetzen. [Doctoral thesis, Leibniz University Hannover].
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abstract = "Der gegenw{\"a}rtige Liberalisierungsprozess zur F{\"o}rderung eines echten gemeinsamen Elektrizi- t{\"a}tsbinnenmarktes der Europ{\"a}ischen Gemeinschaft (EG) auf der Grundlage von Richtlinie 2003/54/EG vom 26. Juni 2003 hat ma{\ss}geblichen Einfluss auf die Entwicklungen auf dem Gebiet der elektrischen Energieerzeugung, -{\"u}bertragung und -verteilung. Die Kenntnis des aktuellen Netzzustandes, sowohl von Verteilnetzen als auch des gesamten europ{\"a}ischen Ver- bundnetzes, nimmt in diesem Zusammenhang eine Schl{\"u}sselrolle ein. Die Herausforderung der Zustandsidentifikation von Verteilnetzen besteht darin, auf der Grundlage eines aufgrund von Messdatenmangel unterbestimmten Netzgleichungssystems, das im Allgemeinen einen unbeschr{\"a}nkten L{\"o}sungsraum besitzt, den tats{\"a}chlichen Netzzustand m{\"o}glichst genau zu bestimmen. Eine Vorgehensweise zur Einschr{\"a}nkung des Netzzu- standes auf einen abgeschlossenen Bereich besteht darin, zus{\"a}tzliche Nebenbedingungen f{\"u}r fehlende Messgr{\"o}{\ss}en aufzustellen, womit die Bestimmung des Netzzustandes zumindest in Grenzen m{\"o}glich wird. Der wachsende Stromhandel innerhalb der EG und die damit einhergehenden zunehmenden grenz{\"u}berschreitenden Stromfl{\"u}sse im Verbundnetz verursachen den betroffenen {\"U}bertragungsnetzbetreibern erhebliche Netzkosten, denen keine entsprechenden Einnahmen durch Netznutzungsentgelte gegen{\"u}ber stehen. F{\"u}r die verursachungsgerechte Verteilung dieser Kosten enth{\"a}lt die Verordnung 1228/2003/EG Rahmenbedingungen {\"u}ber die Ausgestaltung eines Ausgleichsmechanismus zwischen den {\"U}bertragungsnetzbetreibern der EG. Dieser er- fordert ein Verfahren zur Identifikation von netzinternen sowie von grenz{\"u}berschreitenden Stromfl{\"u}ssen, die sich weiter in Transit-, Export-, und Ringfl{\"u}sse aufteilen. Die Arbeit beginnt mit einer Einf{\"u}hrung in das Common Information Model (CIM) zur Modellierung von Energieversorgungssystemen. Anschlie{\ss}end wird ein CIM konformes Modell des elektrischen Netzes aufgestellt. Darauf aufbauend werden ein neues Verfahren zur Zustandsidentifikation von Verteilnetzen und ein den Anforderungen von Artikel 3 der Verord- nung 1228/2003/EG gerecht werdendes Verfahren zur Identifikation von grenz{\"u}berschreitenden Strom- und Leistungsfl{\"u}ssen in Verbundnetzen vorgestellt. Die beschriebenen Vorgehensweisen werden anhand von Beispielen verdeutlich",
author = "Benjamin Merkt",
note = "Dissertation",
year = "2008",
language = "Deutsch",
school = "Gottfried Wilhelm Leibniz Universit{\"a}t Hannover",

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TY - BOOK

T1 - Beitrag zur Zustandsidentifikation von elektrischen Energieversorgungsnetzen

AU - Merkt, Benjamin

N1 - Dissertation

PY - 2008

Y1 - 2008

N2 - Der gegenwärtige Liberalisierungsprozess zur Förderung eines echten gemeinsamen Elektrizi- tätsbinnenmarktes der Europäischen Gemeinschaft (EG) auf der Grundlage von Richtlinie 2003/54/EG vom 26. Juni 2003 hat maßgeblichen Einfluss auf die Entwicklungen auf dem Gebiet der elektrischen Energieerzeugung, -übertragung und -verteilung. Die Kenntnis des aktuellen Netzzustandes, sowohl von Verteilnetzen als auch des gesamten europäischen Ver- bundnetzes, nimmt in diesem Zusammenhang eine Schlüsselrolle ein. Die Herausforderung der Zustandsidentifikation von Verteilnetzen besteht darin, auf der Grundlage eines aufgrund von Messdatenmangel unterbestimmten Netzgleichungssystems, das im Allgemeinen einen unbeschränkten Lösungsraum besitzt, den tatsächlichen Netzzustand möglichst genau zu bestimmen. Eine Vorgehensweise zur Einschränkung des Netzzu- standes auf einen abgeschlossenen Bereich besteht darin, zusätzliche Nebenbedingungen für fehlende Messgrößen aufzustellen, womit die Bestimmung des Netzzustandes zumindest in Grenzen möglich wird. Der wachsende Stromhandel innerhalb der EG und die damit einhergehenden zunehmenden grenzüberschreitenden Stromflüsse im Verbundnetz verursachen den betroffenen Übertragungsnetzbetreibern erhebliche Netzkosten, denen keine entsprechenden Einnahmen durch Netznutzungsentgelte gegenüber stehen. Für die verursachungsgerechte Verteilung dieser Kosten enthält die Verordnung 1228/2003/EG Rahmenbedingungen über die Ausgestaltung eines Ausgleichsmechanismus zwischen den Übertragungsnetzbetreibern der EG. Dieser er- fordert ein Verfahren zur Identifikation von netzinternen sowie von grenzüberschreitenden Stromflüssen, die sich weiter in Transit-, Export-, und Ringflüsse aufteilen. Die Arbeit beginnt mit einer Einführung in das Common Information Model (CIM) zur Modellierung von Energieversorgungssystemen. Anschließend wird ein CIM konformes Modell des elektrischen Netzes aufgestellt. Darauf aufbauend werden ein neues Verfahren zur Zustandsidentifikation von Verteilnetzen und ein den Anforderungen von Artikel 3 der Verord- nung 1228/2003/EG gerecht werdendes Verfahren zur Identifikation von grenzüberschreitenden Strom- und Leistungsflüssen in Verbundnetzen vorgestellt. Die beschriebenen Vorgehensweisen werden anhand von Beispielen verdeutlich

AB - Der gegenwärtige Liberalisierungsprozess zur Förderung eines echten gemeinsamen Elektrizi- tätsbinnenmarktes der Europäischen Gemeinschaft (EG) auf der Grundlage von Richtlinie 2003/54/EG vom 26. Juni 2003 hat maßgeblichen Einfluss auf die Entwicklungen auf dem Gebiet der elektrischen Energieerzeugung, -übertragung und -verteilung. Die Kenntnis des aktuellen Netzzustandes, sowohl von Verteilnetzen als auch des gesamten europäischen Ver- bundnetzes, nimmt in diesem Zusammenhang eine Schlüsselrolle ein. Die Herausforderung der Zustandsidentifikation von Verteilnetzen besteht darin, auf der Grundlage eines aufgrund von Messdatenmangel unterbestimmten Netzgleichungssystems, das im Allgemeinen einen unbeschränkten Lösungsraum besitzt, den tatsächlichen Netzzustand möglichst genau zu bestimmen. Eine Vorgehensweise zur Einschränkung des Netzzu- standes auf einen abgeschlossenen Bereich besteht darin, zusätzliche Nebenbedingungen für fehlende Messgrößen aufzustellen, womit die Bestimmung des Netzzustandes zumindest in Grenzen möglich wird. Der wachsende Stromhandel innerhalb der EG und die damit einhergehenden zunehmenden grenzüberschreitenden Stromflüsse im Verbundnetz verursachen den betroffenen Übertragungsnetzbetreibern erhebliche Netzkosten, denen keine entsprechenden Einnahmen durch Netznutzungsentgelte gegenüber stehen. Für die verursachungsgerechte Verteilung dieser Kosten enthält die Verordnung 1228/2003/EG Rahmenbedingungen über die Ausgestaltung eines Ausgleichsmechanismus zwischen den Übertragungsnetzbetreibern der EG. Dieser er- fordert ein Verfahren zur Identifikation von netzinternen sowie von grenzüberschreitenden Stromflüssen, die sich weiter in Transit-, Export-, und Ringflüsse aufteilen. Die Arbeit beginnt mit einer Einführung in das Common Information Model (CIM) zur Modellierung von Energieversorgungssystemen. Anschließend wird ein CIM konformes Modell des elektrischen Netzes aufgestellt. Darauf aufbauend werden ein neues Verfahren zur Zustandsidentifikation von Verteilnetzen und ein den Anforderungen von Artikel 3 der Verord- nung 1228/2003/EG gerecht werdendes Verfahren zur Identifikation von grenzüberschreitenden Strom- und Leistungsflüssen in Verbundnetzen vorgestellt. Die beschriebenen Vorgehensweisen werden anhand von Beispielen verdeutlich

M3 - Dissertation

CY - Hannover

ER -