EP3540681A1 - Method and assembly for controlling a power grid - Google Patents
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Definitions
- on-load tap-changers are controlled for transformers, voltage regulators and capacitor banks. Capacitor banks can be used to feed reactive power into the grid and are therefore particularly suitable for a volt-var control.
- the object of the invention to provide a method by which a control plan for the resources is calculated comparatively quickly and easily.
- resources with large sensitivity factors are increasingly used, so that a control plan with comparatively few iterations can be calculated. For example, if used more intensively, this means that resources with a large influence are considered for the optimization, while resources with a small influence initially remain unconsidered.
- all resources can be arranged in a list on the basis of the extent of their influence, wherein, for example, of the total number of resources, a predetermined proportion with the strongest influence is selected. For example, the 20% of the most influential resources could be selected, while the remaining 80% of the relatively low-impact resources would not be selected until the calculations are included when a rough optimization has been done with the 20% of the equipment.
- a threshold for the magnitude of the impact above which the resources are considered to be highly influential and used for the first iterations may be specified.
- the improved control plan is used to control the resources so that reactive power losses in the power grid are reduced. This is an advantage because the control plan is used directly to reduce energy losses.
- the iterative calculation of the control plan takes place taking into account a current network topology and / or current boundary conditions for the control of voltage and reactive power. This is an advantage because it also includes the current system state, which is advantageous for a real-time application.
- the object of the invention is to specify a computer arrangement with which a control plan for the resources can be calculated comparatively quickly and simply.
- the invention solves this problem by a computer arrangement according to claim 10. It results mutatis mutandis the same advantages as explained above for the inventive method.
Abstract
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein 1. Verfahren zum Steuern eines Energienetzes, gekennzeichnet durch die Schritte:- Zuweisen von vorher festgelegten Beeinflussungseigenschaften im Hinblick auf Spannung und Blindleistung im Energienetz zu steuerbaren Betriebsmitteln,- Berechnen eines Sensitivitätsfaktors für jedes steuerbare Betriebsmittel unter Berücksichtigung der jeweiligen Beeinflussungseigenschaften, wobei der Sensitivitätsfaktor den Einfluss des Betriebsmittels auf die Kontrolle von Spannung und Blindleistung im Energienetz angibt,- Berechnung eines vorläufigen Steuerplans in einem ersten Optimierungsschritt unter Berücksichtigung der Sensitivitätsfaktoren, wobei in jedem Optimierungsschritt mehrere Iterative Berechnungen des Steuerplans nacheinander ausgeführt werden,- Einsetzen des vorläufigen Steuerplans zur Steuerung der steuerbaren Betriebsmittel,- Durchführen mindestens eines weiteren Optimierungsschritts zur Verbesserung des vorläufigen Steuerplans,- Einsetzen des verbesserten Steuerplans zur Steuerung der steuerbaren Betriebsmittel.Ferner ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine entsprechende Rechneranordnung.The present invention is a first method for controlling a power grid, characterized by the steps of: assigning predetermined influencing characteristics with respect to voltage and reactive power in the power grid to controllable resources, calculating a sensitivity factor for each controllable resource taking into account the respective influencing characteristics wherein the sensitivity factor indicates the influence of the resource on the control of voltage and reactive power in the power grid, - calculation of a preliminary control plan in a first optimization step taking into account the sensitivity factors, wherein in each optimization step a number of iterative calculations of the control plan are carried out successively, - inserting the provisional Control plan for controlling the taxable operating resources, - carrying out at least one further optimization step for improving the provisional tax plan, Implementation of the improved control plan for controlling the controllable resources. Furthermore, the subject of the present invention is a corresponding computer arrangement.
Description
Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Energieverteilnetzes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine entsprechende Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.The application relates to a method for controlling an energy distribution network according to the preamble of
Ein Verfahren zum Steuern eines Energieverteilnetzes ist aus der Produktbroschüre "Spectrum Power™ DNA Secure grid integration of distributed and renewable energy resources", Siemens AG 2013, Bestellnummer IC1000-G220-A183-X-4A00, bekannt. Beschrieben werden "Distribution Network Applications (DNA)", die u.a. Echtzeit-Funktionen zur Kontrolle von stufenweise schaltbaren Transformatoren, Kondensatoren usw. bereitstellen. Dies ermöglicht eine Optimierung von Spannung und Blindleistung von Netzabschnitten, was Energieverluste und damit Gewinneinbußen vermindert. Dem Bediener werden Schalthandlungen und Steuerbefehle vorgeschlagen, um unerwünschte oder sogar die Netzstabilität gefährdende Spannungsabweichungen zu vermeiden.A method for controlling an energy distribution network is known from the product brochure "Spectrum Power ™ DNA Secure Grid Integration of Distributed and Renewable Energy Resources", Siemens AG 2013, order number IC1000-G220-A183-X-4A00. Described are "Distribution Network Applications (DNA)", which i.a. Provide real-time control of step-variable transformers, capacitors, etc. This allows an optimization of voltage and reactive power of network sections, which reduces energy losses and thus profit losses. The operator is proposed switching operations and control commands to avoid unwanted or even the grid stability hazardous voltage deviations.
Die Kontrolle von Spannung und Blindleistung in einem Energienetz ist unter dem Begriff "Volt-VAr-Control" seit langem bekannt und beispielsweise auf Wikipedia beschrieben (permanenter Link: https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Distribution_manag ement_system&oldid=791344005). Im Wesentlichen werden Stufenschalter für Transformatoren, Spannungsregler und Kondensatorbänke gesteuert. Kondensatorbänke können zur Einspeisung von Blindleistung ins Netz verwendet werden und sind daher besonders für eine Volt-VAr Kontrolle geeignet.The control of voltage and reactive power in an energy network has long been known under the term "Volt VAr control" and described for example on Wikipedia (permanent link: https://en.wikipedia.org/w/index.php?title= Distribution_management ement_system & oldid = 791344005). Essentially, on-load tap-changers are controlled for transformers, voltage regulators and capacitor banks. Capacitor banks can be used to feed reactive power into the grid and are therefore particularly suitable for a volt-var control.
Ferner ist aus der Druckschrift
Ausgehend von bekannten Verfahren zum Steuern eines Energienetzes, bei dem steuerbare Betriebsmittel zur Kontrolle von Spannung und Blindleistung im Energieverteilnetz verwendet werden, stellt sich an die Erfindung die Aufgabe, eine Verfahren anzugeben, mit dem vergleichsweise schnell und einfach ein Steuerplan für die Betriebsmittel berechnet wird.Starting from known methods for controlling a power grid, are used in the controllable resources for controlling voltage and reactive power in the energy distribution network, the object of the invention to provide a method by which a control plan for the resources is calculated comparatively quickly and easily.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1.The invention solves this problem by a method according to
Bei dem Energienetz handelt es sich beispielsweise um ein Energieübertragungsnetz oder ein Energieverteilnetz der Mittel- oder Hochspannungsebene.The energy network is, for example, an energy transmission network or a power distribution network of the medium or high voltage level.
Das Verfahren wird dabei bevorzugt zentral für das gesamte zu steuernde Energienetz durchgeführt.The process is preferably carried out centrally for the entire energy network to be controlled.
Die Blindleistungseigenschaften der steuerbaren Betriebsmittel geben wieder, in welcher Form das Betriebsmittel auf die Blindleistung einwirkt. Beispielsweise können Kondensatorbänke zur Einspeisung von Blindleistung verwendet werden und erhalten entsprechend der Größe der einspeisbaren Blindleistung eine Blindleistungseigenschaft zugewiesen, die für das weitere Verfahren berücksichtigt wird. Die Blindleistungseigenschaften hängen also im Wesentlichen vom Typ des Betriebsmittels ab.The reactive power characteristics of the controllable equipment reflect the form in which the equipment acts on the reactive power. For example, capacitor banks may be used to feed in reactive power and, in accordance with the size of the feed-in reactive power, may be assigned a reactive power characteristic, which will be taken into account for the further process. The reactive power properties thus essentially depend on the type of equipment.
Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf der Überlegung, dass sich mit denjenigen Betriebsmitteln, die einen großen Einfluss auf Blindleistungsflüsse und die Einhaltung von Spannungsgrenzwerten in Energienetz haben, besonders schnell ein geeigneter Steuerplan berechnen lässt. Mit anderen Worten werden die Betriebsmittel mit einem großen Einfluss auf das Endergebnis stärker einbezogen, während diejenigen Betriebsmittel mit kleinem Einfluss gerade bei den ersten Iterationen bzw. Optimierungsschritten des Verfahrens wenig oder gar nicht berücksichtigt werden. Auf diese Weise kann mit vergleichsweise wenigen Iterationen pro Optimierungsschritt bereits ein besserer Steuerplan ermittelt werden, als wenn alle Betriebsmittel gleichzeitig optimiert würden. Dies ist ein großer Vorteil, weil bei weltweit stetig wachsender Komplexität der Energienetze und gleichzeitigem Wunsch der Energienetzbetreiber nach Echtzeitoptimierungen die Schnelligkeit der Ausgabe eines endgültigen Steuerplans entscheidend ist.The method according to the invention is based on the consideration that a suitable control plan can be calculated particularly quickly with those operating devices which have a great influence on reactive power flows and the observance of voltage limits in the power grid. In other words, resources with a large impact on the end result are more heavily involved while those resources be little or even taken into account with little impact especially in the first iterations or optimization steps of the process. In this way, with comparatively few iterations per optimization step, a better control plan can already be determined than if all resources were optimized at the same time. This is a great advantage because, with the ever increasing complexity of energy networks around the world and the desire of energy network operators for real-time optimization, the speed of issuing a final tax plan is crucial.
Mathematische Ansätze zur Sensitivitätsanalyse, wie sie bei der vorliegenden Erfindung in Form der Sensitivitätsfaktoren genutzt wird, sind grundsätzlich bekannt. Beispielsweise nennt Wikipedia (permanenter Link: https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Sensitivity_analys is&oldid=810558644) zahlreiche Veröffentlichungen und Fachbücher zu diesem Thema. Die Anwendung auf die Optimierung von Energienetzen seitens einer zentralen Leitstelle war jedoch bisher nicht durchgeführt worden.Mathematical approaches to the sensitivity analysis, as used in the present invention in the form of the sensitivity factors, are basically known. For example, Wikipedia (permanent link: https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Sensitivity_analys is & oldid = 810558644) mentions numerous publications and textbooks on the subject. However, the application to the optimization of energy networks by a central control center had not been carried out so far.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in dem ersten Optimierungsschritt bei den ersten Iterationen zur Berechnung des Steuerplans Betriebsmittel mit großen Sensitivitätsfaktoren verstärkt herangezogen, so dass ein Steuerplan mit vergleichsweise wenigen Iterationen berechenbar ist. Verstärkt herangezogen bedeutet dabei beispielsweise, dass Betriebsmittel mit großem Einfluss für die Optimierung betrachtet werden, während Betriebsmittel mit kleinem Einfluss zunächst unberücksichtigt bleiben.In a preferred embodiment of the method according to the invention, in the first optimization step in the first iterations for calculating the control plan, resources with large sensitivity factors are increasingly used, so that a control plan with comparatively few iterations can be calculated. For example, if used more intensively, this means that resources with a large influence are considered for the optimization, while resources with a small influence initially remain unconsidered.
Beispielsweise können alle Betriebsmittel anhand der Stärke ihres Einflusses in einer Liste geordnet werden, wobei z.B. von der Gesamtanzahl der Betriebsmittel ein vorgegebener Anteil mit dem stärksten Einfluss ausgewählt wird. Beispielsweise könnten die 20% Betriebsmittel mit dem stärksten Einfluss ausgewählt werden, während die verbleibenden 80% der Betriebsmittel mit vergleichsweise geringem Einfluss erst in die Berechnungen einbezogen werden, wenn eine grobe Optimierung mit den 20 % der Betriebsmittel durchgeführt wurde. Alternativ kann ein Schwellenwert für die Stärke des Einflusses festgelegt werden, oberhalb dessen die Betriebsmittel als stark beeinflussend bewertet und für die ersten Iterationen herangezogen werden.For example, all resources can be arranged in a list on the basis of the extent of their influence, wherein, for example, of the total number of resources, a predetermined proportion with the strongest influence is selected. For example, the 20% of the most influential resources could be selected, while the remaining 80% of the relatively low-impact resources would not be selected until the calculations are included when a rough optimization has been done with the 20% of the equipment. Alternatively, a threshold for the magnitude of the impact above which the resources are considered to be highly influential and used for the first iterations may be specified.
Ist nach einigen Iterationen eine gute Optimierung mit denjenigen Betriebsmitteln gelungen, die großen Einfluss haben, werden bei den anschließenden Iterationen auch diejenigen Betriebsmittel mit nur geringem Einfluss mit berücksichtigt. Hierbei kann eine Festsetzung über die Anzahl der ersten Iterationen auf verschiedene Weise erfolgen. Es kann eine Anzahl wie etwa 10 Iterationen pauschal vorher festgelegt werden, oder beispielsweise in Bezug zur Gesamtzahl von Iterationen (z.B. 30 % der Gesamtzahl). Auch eine dynamische Festlegung der Anzahl der ersten Iterationen ist vorteilhaft. Dabei wird die Qualität des Zwischenergebnisses nach jeder Iteration geschätzt, beispielsweise indem die erreichte Energieeinsparung mit einem Schwellenwert verglichen wird. Bei ausreichender Qualität werden die ersten Iterationen beendet und es wird ein Steuerplan mit der Gesamtheit der Betriebsmittel berechnet. Dieser Ansatz ist ein Vorteil, weil die Komplexität der Berechnungen am Anfang verringert wird. Dadurch kann ein Ergebnis bei gegebener Rechnergeschwindigkeit schneller erzielt werden. Mit anderen Worten wird schnell ein lokales Maximum im Ergebnisraum aller möglichen Ergebnisse näherungsweise identifiziert und durch die anschließende Optimierung mit allen Betriebsmitteln gefunden.If, after a few iterations, a good optimization has been achieved with those resources that have great influence, those resources with only minor influence are taken into account in the subsequent iterations. Here, a determination of the number of first iterations can be done in different ways. A number such as about 10 iterations may be fixed in advance, or, for example, in relation to the total number of iterations (e.g., 30% of the total). Also a dynamic determination of the number of first iterations is advantageous. The quality of the intermediate result is estimated after each iteration, for example by comparing the achieved energy savings with a threshold value. With sufficient quality, the first iterations are terminated and a control plan is calculated with the total resources. This approach is an advantage because the complexity of the calculations is initially reduced. As a result, a result at a given computer speed can be achieved faster. In other words, a local maximum in the result space of all possible results is quickly identified approximately and found by the subsequent optimization with all resources.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der verbesserte Steuerplan verwendet, um die Betriebsmittel zu steuern, so dass Blindleistungsverluste im Energienetz vermindert werden. Dies ist ein Vorteil, weil der Steuerplan direkt eingesetzt wird, um Energieverluste zu mindern.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the improved control plan is used to control the resources so that reactive power losses in the power grid are reduced. This is an advantage because the control plan is used directly to reduce energy losses.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der verbesserte Steuerplan verwendet, um die Betriebsmittel zu steuern, so dass Grenzwertverletzungen für die Spannung im Energienetz verhindert werden. Dies ist ein Vorteil, weil der Steuerplan direkt eingesetzt wird, um die Stabilität der Netzspannung zu erhalten bzw. Grenzwertverletzungen der Netzspannung zu verhindern. Es sind z.B. Abweichungen von mehr als +/- 10% der Nennspannung an Messpunkten im Energienetz unzulässig.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the improved control plan is used to control the resources so that limit violations for the voltage in the power grid are prevented. This is an advantage because the control plan is used directly in order to maintain the stability of the mains voltage or to prevent limit violations of the mains voltage. They are e.g. Deviations of more than +/- 10% of the rated voltage at measuring points in the power grid are not permitted.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als steuerbares Betriebsmittel mindestens eines der Betriebsmittel aus der folgenden Typenliste verwendet: stufenweise schaltbare Transformatoren, Spannungsregler, Kondensatorbänke, Batterie-Energiespeicher, Generatoren. Dies ist ein Vorteil, weil eine Vielzahl von Stellgrößen im Energienetz einsetzbar ist. Dabei sind beispielsweise Kondensatorbänke dafür bekannt, besonders gut zur Kompensation von induktiver Blindleistung geeignet zu sein. Stufenweise schaltbare Transformatoren sind besonders gut zur Einstellung der Netzspannung geeignet.In a further preferred embodiment of the method according to the invention is used as a controllable resource at least one of the resources from the following type list: stepwise switchable transformers, voltage regulators, capacitor banks, battery energy storage, generators. This is an advantage because a large number of manipulated variables can be used in the energy grid. In this case, for example, capacitor banks are known to be particularly well suited for the compensation of inductive reactive power. Stepwise switchable transformers are particularly suitable for adjusting the mains voltage.
In einer Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform werden auch flexible Lasten kontrolliert, um die Optimierungsziele im erfindungsgemäßen Verfahren zu erreichen. Dabei sind flexible Lasten z.B. steuerbare Verbaucher, deren Energieverbrauch durch Steuersignale erhöht oder erniedrigt werden kann. Die flexiblen Lasten beeinflussen die Wirkleistungsflüsse im Energienetz; sie haben einen geringen Einfluss auf die Spannungshöhe, aber einen starken Einfluss auf die Stromstärke an den Leitungen.In a development of the aforementioned embodiment, flexible loads are also controlled in order to achieve the optimization goals in the method according to the invention. In this case, flexible loads are e.g. controllable consumers whose energy consumption can be increased or decreased by means of control signals. The flexible loads influence the active power flows in the power grid; they have a small influence on the voltage level, but a strong influence on the current on the lines.
Dabei können für die unterschiedlichen Betriebsmitteltypen der steuerbaren Betriebsmittel spezifische Kontrollfaktoren angegeben werden. Diese zeigen an, wie gut das Betriebsmittel zur Beeinflussung von Spannung, Stromstärke und Blindleistung geeignet ist.
Unter Berücksichtigung der in der Tabelle angeführten Kontrollfaktoren für jeden Betriebsmitteltyp kann anschließend für jedes einzelne Betriebsmittel berechnet werden, wie sich z.B. eine Steuerungsaktion lokal auf die Spannung im Netz auswirken würde. Hierfür wird beispielsweise eine Impedanzmatrix der Leistungsflüsse im Netz eingesetzt, wobei sog. "Thevenin Equivalents" verwendet werden. Stark vereinfacht ausgedrückt wird dabei die Bedeutung des Netzes am betrachteten Knoten auf einen Widerstand und eine Spannungsquelle reduziert. Eine genauere Beschreibung des math. Ansatzes ist beispielsweise auf Wikipedia zu finden (permanenter Link https://de.wikipedia.org/w/ index.php?title=Th%C3%A9venin-Theorem&oldid=166259915). Für den betrachteten Knoten im Energienetz, beispielsweise einen Anschlusspunkt eines Betriebsmittels wie etwa einer Kondensatorbank, kann mit diesem Ansatz geprüft werden, wie stark die Auswirkung auf den Netzzustand wäre, wenn nur lokal an diesem Punkt eine Änderung durchgeführt wird. Die Einflüsse des gesamten Netzes werden dabei konstant gehalten. Mit anderen Worten wird für jeden individuellen Punkt geprüft, welchen Beitrag das angeschlossene Betriebsmittel leisten müsste, um z.B. eine Änderung der Spannung herbei zu führen. Es wird weiterhin geprüft, ob das Betriebsmittel diesen Beitrag auch erbringen kann. Zur einfacheren Handhabung wird diese individuelle Betrachtung für jedes Betriebsmittel in einem einzigen Schritt mittels einer Matrixoperation verarbeitet.Taking into account the control factors listed in the table for each equipment type, it is then possible to calculate for each individual equipment how, for example, a control action would have a local effect on the voltage in the network. For this purpose, for example, an impedance matrix of the power flows in the network is used, so-called "thevenin equivalents" being used. Expressed in simplified terms, the significance of the network at the node under consideration is reduced to a resistance and a voltage source. A more detailed description of the math. Approach can be found, for example, on Wikipedia (permanent link https://de.wikipedia.org/w/index.php? Title = Th% C3% A9venin theorem & oldid = 166259915). For the considered node in the power grid, for example a connection point of a resource such as a capacitor bank, this approach can be used to check how strong the effect on the grid condition would be if only locally at this point a change is made. The influences of the entire network are kept constant. In other words, it is checked for each individual point what contribution the connected equipment would have to make, for example to bring about a change in the voltage. It is also checked whether the equipment can also provide this contribution. For ease of handling, this individual view is processed for each resource in a single step by means of a matrix operation.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen das Berechnen der Sensitivitätsfaktoren sowie die iterative Berechnung des Steuerplans mittels einer Rechneranordnung zentral für das Energienetz. Eine zentrale Berechnung ist von Vorteil, weil hierdurch ein optimierter Steuerplan für das gesamte Energienetz gefunden werden kann. D.h., dass zwar für alle Betriebsmittel die Steuerhandlungen individuell berechnet werden, der Steuerplan jedoch zentral und in der Gesamtschau auf das Energienetz optimiert wird, um z.B. Energieverluste zu vermeiden.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the calculation of the sensitivity factors and the iterative calculation of the control plan by means of a computer arrangement take place centrally for the energy grid. A central calculation is advantageous because it allows an optimized control plan for the entire energy network to be found. That is, although for all resources the control actions are calculated individually, the control plan is optimized centrally and in the overall view on the power grid, e.g. To avoid energy losses.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die iterative Berechnung des Steuerplans unter Berücksichtigung einer aktuellen Netzwerktopologie und/oder aktueller Randbedingungen für die Steuerung von Spannung und Blindleistung. Dies ist ein Vorteil, weil auch der aktuelle Systemzustand einbezogen wird, was für eine Echtzeit-Anwendung vorteilhaft ist.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the iterative calculation of the control plan takes place taking into account a current network topology and / or current boundary conditions for the control of voltage and reactive power. This is an advantage because it also includes the current system state, which is advantageous for a real-time application.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Berechnung der Optimierungsschritte zur Bereitstellung des endgültigen Steuerplans im laufenden Betrieb des Energienetzes unter Echtzeitanforderungen, wobei vorher bekannte zeitliche Verzögerungen bei der Steuerung der Betriebsmittel berücksichtigt werden. Dies ist ein Vorteil, weil nicht alle Betriebsmittel gleich schnell steuerbar sind und das Gesamtsystem eine gewisse Trägheit bei einer Reaktion auf Veränderungen besitzt.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the calculation of the optimization steps for the provision of the final control plan during operation of the energy network is carried out under real-time requirements, whereby previously known time delays are taken into account in the control of the resources. This is an advantage because not all resources can be controlled equally fast and the overall system has some inertia in responding to changes.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die jeweilige maximale Anzahl der Iterationen für die Optimierungsschritte vorher festgelegt. Dies ist bisher vor allem üblich, um die Laufzeit eines Optimierungsschrittes zu begrenzen, was auf Kosten der Qualität des Ergebnisses geht.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the respective maximum number of iterations for the optimization steps is predetermined. This has hitherto been customary in order to limit the duration of an optimization step, which is at the expense of the quality of the result.
Ferner stellt sich an die Erfindung die Aufgabe, eine Rechneranordnung anzugeben, mit der vergleichsweise schnell und einfach ein Steuerplan für die Betriebsmittel berechenbar ist. Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Rechneranordnung gemäß Anspruch 10. Es ergeben sich sinngemäß die gleichen Vorteile wie eingangs für das erfindungsgemäße Verfahren erläutert.Furthermore, the object of the invention is to specify a computer arrangement with which a control plan for the resources can be calculated comparatively quickly and simply. The invention solves this problem by a computer arrangement according to
Beispielsweise kann es sich bei der Rechneranordnung bevorzugt um ein Supervisory Control and Data Aquisition System (SCADA) handeln, das aus einem Netzmodel einen umfänglichen Systemzustand berechnet. Dies kann z.B. mittels einer Leistungsflussberechnung und/oder mittels Zustandsschätzern erfolgen.For example, the computer arrangement may preferably be a Supervisory Control and Data Acquisition System (SCADA), which calculates a comprehensive system state from a network model. This can e.g. by means of a power flow calculation and / or by means of state estimators.
Die Rechneranordnung kann in einer bevorzugten Ausführungsform als eine Cloud-Einrichtung mit räumlich verteilten und über ein Datenübertragungsnetzwerk verbundene Rechnereinrichtungen und Datenspeichereinrichtungen ausgebildet sein.In a preferred embodiment, the computer arrangement may be designed as a cloud device with spatially distributed computer devices and data storage devices connected via a data transmission network.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Rechneranordnung sind in den abhängigen Ansprüchen 11 bis 15 beschrieben. Es ergeben sich sinngemäß jeweils die gleichen Vorteile wie eingangs für das erfindungsgemäße Verfahren erläutert.Further preferred embodiments of the computer arrangement according to the invention are described in the
Des Weiteren zeigt zur besseren Erläuterung der Erfindung die Figur einen Ergebnisvergleich zwischen einem bekannten und einen erfindungsgemäßen Verfahren.Furthermore, in order to better explain the invention, the figure shows a comparison of the results between a known method and a method according to the invention.
Auf einer Zeitachse t sind fünf Endzeitpunkte 1-5 markiert. Auf einer Verbesserungsachse x ist aufgetragen, wie viel Prozent einer theoretisch möglichen, maximalen Verbesserung mittels der beiden Verfahren erzielt wurde. 100 % steht dabei beispielsweise dafür, dass 100 % der theoretischen einsparbaren Energieverluste durch Blindleistungsflüsse im Energienetz eingespart werden.On a time axis t, five end times 1-5 are marked. An improvement axis x indicates the percentage of theoretically possible maximum improvement achieved by the two methods. For example, 100% stands for the fact that 100% of the theoretically conservable energy losses due to reactive power flows in the energy grid are saved.
Zunächst soll das bekannte Verfahren betrachtet werden, bei dem keine Sensitivitätsfaktoren berücksichtigt werden. Es werden folglich alle Betriebsmittel von Anfang an in die Optimierung einbezogen. Es wird beim bekannten Verfahren ein einziger Optimierungsschritt durchgeführt, der bis zum Zeitpunkt 4 dauert. Im Ergebnis wird ein Verlauf 7 der Optimierung des Steuerplans für die Betriebsmittel erreicht, der als linearer Verlauf angedeutet ist.First, the known method will be considered, in which no sensitivity factors are taken into account. Consequently, all resources are included in the optimization right from the start. In the known method, a single optimization step is carried out, which lasts until time 4. As a result, a course 7 of the optimization of the control plan for the resources is achieved, which is indicated as a linear course.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden mehrere Optimierungsschritte mit einer jeweils kleineren Anzahl von Iterationen hintereinander durchgeführt, wobei sich ein in der Qualität stärker als linear ansteigender Verlauf 8 ergibt. Zu den Zeitpunkten 1 und 2 ist bereits eine wesentlich höhere Prozentzahl auf der Verbesserungsachse x erreicht als beim bekannten Verfahren. Dies ist jeweils mit den Markierungen 9,10 für Zwischenergebnisse gekennzeichnet.
Mit anderen Worten erreichen beide Verfahren zum Zeitpunkt 4 100% der möglichen Verbesserung, während jedoch das erfindungsgemäße Verfahren schon nach der Hälfte der Zeit - zum Zeitpunkt 2 - bereits annähernd 100 % erreicht hat. Das bekannte Verfahren dagegen lediglich ca. 50 %.In the method according to the invention, several optimization steps are carried out with a smaller number of iterations in succession, resulting in a
In other words, both methods achieve at time 4 100% of the possible improvement, whereas, however, the method according to the invention has already reached almost 100% after half of the time - at
Zum Zeitpunkt 3 hat das erfindungsgemäße Verfahren eine Verbesserung 11 erreicht und konvergiert schließlich zu 100 % zum Zeitpunkt 4. Dies ist mit dem Bezugszeichen 12 markiert. Beide Verfahren haben damit in diesem Beispiel das Optimum gefunden und können sich auch bei weiteren Berechnungen zum Zeitpunkt 5 hin nicht mehr verbessern (Markierung 13).At
Claims (15)
gekennzeichnet durch die Schritte:
characterized by the steps:
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rechneranordnung ausgebildet ist, folgende Rechenschritte auszuführen:
characterized in that
the computer arrangement is designed to execute the following calculation steps:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP18161978.4A EP3540681A1 (en) | 2018-03-15 | 2018-03-15 | Method and assembly for controlling a power grid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP18161978.4A EP3540681A1 (en) | 2018-03-15 | 2018-03-15 | Method and assembly for controlling a power grid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP3540681A1 true EP3540681A1 (en) | 2019-09-18 |
Family
ID=61801825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP18161978.4A Ceased EP3540681A1 (en) | 2018-03-15 | 2018-03-15 | Method and assembly for controlling a power grid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3540681A1 (en) |
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2018
- 2018-03-15 EP EP18161978.4A patent/EP3540681A1/en not_active Ceased
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