WO2014202426A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern von stromgeneratoren eines teilnetzes innerhalb eines netzverbundes - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum steuern von stromgeneratoren eines teilnetzes innerhalb eines netzverbundes Download PDF

Info

Publication number
WO2014202426A1
WO2014202426A1 PCT/EP2014/061978 EP2014061978W WO2014202426A1 WO 2014202426 A1 WO2014202426 A1 WO 2014202426A1 EP 2014061978 W EP2014061978 W EP 2014061978W WO 2014202426 A1 WO2014202426 A1 WO 2014202426A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
subnetwork
network
subnet
vector
controller
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/061978
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Bamberger
Ulrich Münz
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to US14/900,434 priority Critical patent/US10193342B2/en
Priority to CN201490000975.8U priority patent/CN205829184U/zh
Publication of WO2014202426A1 publication Critical patent/WO2014202426A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/10—The dispersed energy generation being of fossil origin, e.g. diesel generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/48—Controlling the sharing of the in-phase component
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/50—Controlling the sharing of the out-of-phase component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/20—Information technology specific aspects, e.g. CAD, simulation, modelling, system security

Definitions

  • the invention relates to a method and a device, in particular a subnetwork controller, for controlling power generators of a subnetwork within a network network.
  • Power grids such as the European electricity ⁇ supply network
  • the German power supply ⁇ network is a subnet within the European power grid.
  • this subnetwork can consist of various subnetworks, for example the German power supply network comprises a subnetwork to supply the urban area of the city of Hamburg and a subnetwork to supply the city area of Kunststoff.
  • Each subnet consists of several nodes or power buses, which are connected via lines. At the nodes, power generators and loads may be connected.
  • Hierarchically subordinate subnetworks of the subnetwork can in turn be connected to the nodes.
  • Each subnetwork can already be relatively complex in itself.
  • the loads may be aggregated loads, such as the power supply ⁇ load a row house or a factory.
  • the power generators are, for example, gas turbines or coal-fired power plants.
  • the subnets may consist of multiple interconnected nodes to which power generators, consumers, or sub-subnets are attached.
  • the various distribution grids are usually connected to one another via high-voltage transmission grids. In power grids increasingly distributed renewable and partly controllable power generators or
  • the amount of energy produced by renewable energy sources reaches or even exceeds the magnitude of the total burden of the country.
  • the energy generated by the renewable energy sources may be at least temporarily, for example
  • the network stability is achieved by operating the conventional power generators according to appropriate active and reactive power rules. The greater the number of different distributed, in particular renewable power generators within the network, the less can be achieved or ensured with the conventional methods, in particular simulation methods, a stability of the entire network network.
  • the invention provides a subnetwork controller for a subnetwork within a network network that controls power generators, consumers or subnetworks of the subnetwork in dependence on sensory acquired internal measured variables and / or sensory acquired external measured variables and external manipulated variables of the subnetwork in such a way that a dynamic behavior of the Subnet compared to its adjacent subnets corresponds to a predetermined target behavior.
  • the external manipulated variables can be specified by a hierarchically higher-level controller, in particular a controller of the network system.
  • a basic idea of the invention is to decompose a large highly complex power supply network into different regions or sub-networks and to be broken, said ⁇ can be reduced to smaller or less extensive dynamic Mo ⁇ delle for each area wells ever.
  • the separate area can be, for example, the area of a distribution network, in particular one
  • Local distribution network act. Furthermore, a group of a few large conventional generators in the area of a transmission network may form such a separate area.
  • L is a precontrol matrix
  • This embodiment has the advantage that a calculation effort for calculating the control vector is relatively low and the calculation can be done relatively quickly.
  • the external measured variables of the subnetwork are detected by sensors which are arranged on connecting lines between the subnetwork and its neighboring subnetworks.
  • This embodiment has the advantage that the external measurements can be detected by sensors accurately and the calculated from vector control allows precise reliable Steue ⁇ tion of the current generators.
  • the internal measured variables are detected by sensors which are arranged on lines and devices within the subnetwork.
  • the subnetwork controller receives the desired behavior and the external setpoint values from an operator of the network network. The resulting desired behavior is intended to stabilize the network.
  • w is the disturbance vector
  • A, B i, B 2 , B3 are matrices.
  • This embodiment offers the advantage that the internal state of the subnetwork can be calculated precisely for each time point and in this way can react quickly to instabilities within the subnetwork.
  • v is the vector of sensory external measurements and external manipulated variables
  • w is the disturbance vector
  • v is the vector of sensory external variables and external variables
  • w is the disturbance vector
  • This embodiment has the advantage that the output ⁇ sizes of the subnet that are relevant for the operation of Netzwerkver ⁇ nationwide, reliable and quick calculates who can ⁇ .
  • the subnetwork controller is a central controller provided in the respective subnetwork.
  • local controllers can be implemented in the components of the subnetwork.
  • the subnetwork controller is a controller implemented distributed in the subnetwork.
  • This embodiment has the advantage that the decentralized distributed controllers can be located in the vicinity of the power generators, consumers or subnets, and in this way can respond particularly quickly to changes that are critical for the stability of the subnetwork.
  • the subnetwork controller generation costs ⁇ generators, consumers and controls subnets within a
  • Power distribution network and / or configured their local controller.
  • these local controllers can in particular also be hierarchically subordinate subnetwork controllers of the subnet.
  • the invention provides a network which consists of a plurality of subnetworks each including a subnetwork controller according to the first aspect of the invention.
  • the network can in turn be a hierarchically superior subnetwork of an even larger network network.
  • Germany may be the network of several subnetworks within Germany.
  • Germany can be a sub-network of the European Network, an even larger network.
  • the invention provides a method for controlling components of a subnet within a network composite with the one indicated in patent applica ⁇ demanding 12 characteristics.
  • the invention provides a method for controlling components of a subnet within a Netzwerkverbun ⁇ of comprising the steps of:
  • the components may be controllable or
  • Controllable components are real-time controllable current generators, consumers or subnets, which are controlled directly via data and / or control lines by a subnetwork controller of the respective subnetwork.
  • tax ⁇ bare subnets can have their own Subnetzregler that can be controlled directly by the sub-network controller.
  • Configurable components such as power generators, consumers or subnets have local controllers and are controlled locally by them. You can react to local parameters such as voltage frequency and voltage amplitude, for example by changing the injected active and reactive power.
  • configurable subnets may have their own subnet controller configured by the subnet controller, e.g. by specifying a desired behavior of the subnet, which the subnetwork controller optimally follows.
  • the nominal behavior of the subnetwork is predetermined or set by an operator of the network network.
  • a subnetwork controller having a microprocessor executing a control program containing program instructions for carrying out the method for controlling components of a subnetwork within a network interconnection, the method comprising the steps of:
  • the sub ⁇ network controller can run a configurable control program so that it is flexible against changes in the network topology to exchange of network components or to change the desired behavior.
  • the control program can be transmitted to the subnet controller via a network interface, so that a
  • Reconfiguration or reprogramming of the subnetwork controller from a remote server such as a server of the network network operator or the operator of the respective subnet, can be done.
  • FIG. 1 shows a schematic exemplary representation of a
  • Fig. 2 is a schematic diagram for illustrating the
  • a network NV can consist of a plurality of subnetworks TN A , TN B , TN C and TN D , which are interconnected via connecting lines VL.
  • each subnetwork TN can consist of subnetworks or subordinate subnetworks, ie the network group NV can have a hierarchical structure.
  • the grid-connected or the power supply network can be divided into individual areas that redu ⁇ ed each to smaller dynamic sub-models or can be collapsed.
  • a distribution network area that is connected to a transmission network via a transformer, such a range or subnet TN form.
  • the sub-network operator for example the Distribution System Operator (DSO)
  • DSO Distribution System Operator
  • the network NV can be hierarchical. For example, several low-voltage networks LV are connected to a medium-voltage network MV. Several medium-voltage networks MV are connected to a high-voltage network HV. For example, several high-voltage networks HV are connected to a European interconnected network or grid network NV.
  • the subnetworks may themselves consist of subnetworks, so-called subnetworks.
  • the operator TSO Transmission System Operator
  • the operator of the interconnection or transmission network designs a desired dynamic behavior or desired behavior for each connected area or subnetwork TN in such a way that the overall system stability and performance of the network interconnection NV is ensured. This can be achieved by means of Si ⁇ simulations or by a corresponding controller design.
  • the operators of the individual areas or subnetworks DSO can design a control architecture for their respective area in such a way that the respective subnetwork TN runs internally stable and behaves dynamically in relation to the transmission network or network network NV. as specified by the network operator TSO by the desired behavior of the corresponding area or specified.
  • the network stability can be analyzed with regard to one or more network parameters based on non-linear simulations and the reduced dynamic models contained in the preceding step.
  • the specification of the desired behavior of the various preparation ⁇ surface and the implementation of this desired behavior in the various ⁇ which areas can be made as long iteratively by the inventive subnetwork controller TNR until the desired dyna ⁇ shuffle behavior of each part of the network or sub-region TN a desired nominal behavior with sufficient Accuracy corresponds.
  • the subnets or controllable subareas TN provide a stability service for the entire network or network network NV.
  • the operators of the sub ⁇ networks DSO for example, received by the operator TSO network alliance NV for the provision of this service for financial compensation or remuneration.
  • the operator of the network association TSO has the option of implementing one or more actuators for implementing the network stability services or services. Furthermore, the operator of the network association TSO even has the option of replacing all conventional power generators or completely switch off the heat generators, provided that the renewable electricity generators provide the necessary
  • each subnetwork TN can hierarchically consist of further subnetworks or subnetworks.
  • each subnetwork TN has its own subnetwork controller TNR.
  • TNR subnetwork controller
  • a large part of the subnetworks TN depending ⁇ wells contains its own subnetwork controller TNR according to the invention.
  • each subnetwork controller TNR has a microprocessor that executes a corresponding control program in order to control power generators or controllable loads of the respective subnetwork TN.
  • control program includes program instructions for Ansteu ⁇ s of components of the sub-network TN.
  • internal and external metrics and external controlling variable ⁇ KISSING of the subnet TN is recognized sensory-driven.
  • the external manipulated variables can be transmitted, for example, in real time by the network operator.
  • the components of the sub-network TN are controlled by the sensor-detected measured variables and manipulated variables such that a dynamic Verhal ⁇ th of the respective sub network TN to its neighboring subnets TN corresponds to a predetermined nominal behavior, one example of the operator TSO the power ⁇ factory composite NV Interface is transmitted to the respective subnet controller TNR.
  • Controllable power generators, consumers and subnets can be controlled online by the subnet controller TNR of the respective subnetwork. Configurable power generators, consumers and subnets are configured and then locally controlled.
  • FIG. 1 shows, by way of example, the structure of a network network comprising a plurality of subnetworks TN A , TN B , TN C and TN D , which are connected via connecting lines VL are connected to each other.
  • a subnetwork TNA is connected to adjacent subnetworks TNB, TNC via two connection lines VL1, VL2.
  • the generators G are energy generators, for example power generators, which generate energy from renewable energy sources such as, for example, sun or wind.
  • the various loads L include, for example, individual consumers or consumption devices, such as refrigerators or the like, or aggregated loads, such as the consumers of a housing estate within a local area network.
  • Measurement units such as, for example, phasor measurement units PMU within the subnetwork TN, can acquire internal measured quantities ⁇ ⁇ sensorially and deliver them to the subnetwork controller TNR within the respective subnetwork TN, as shown in FIG.
  • the subnetwork controller TNR of the subnetwork TN also receives sensory external measured variables vi of the subnetwork TN.
  • the external measured quantities of the subnetwork TN are detected by sensors which are arranged on the connecting lines VLi between the subnetwork TN and its neighboring subnetworks TN.
  • the external measured variables VI, V2 may, for example, comprise a local voltage Ul and U2 and a local network frequency fl and f2.
  • an input measurement variable vi is formed, for example, by a pair of measurands (ui, fi).
  • the subnet controller TNR thus receives as input variables the sensory internal measured variables y ir which are generated by sensors within its subnetwork TN and sensory detected
  • the TNR can receive external manipulated variables, eg from the operator of the grid network.
  • the subnet controller TNR calculates a control vector ü for the current generators G, subnets or possibly also controllable loads or consumers from a vector y of the internal measured variables and from a vector v of the external measured variables and external Manipulated variables.
  • K is an output feedback matrix
  • L is a precontrol matrix
  • the calculation of the control vector u as a function of the measured variables is additionally indicated in the schematic diagram according to FIG. 2.
  • the calculation of the control vector or the control of the power generators G, subnets and / or controllable consumers is such that a dynamic behavior of the subnet TN compared to its adjacent subnets corresponds to a predetermined target behavior, which can be specified in particular by an operator TSO of the network NV .
  • the subnet controller TNR can be implemented in one possible embodiment by a central controller provided in the respective subnet TN. In a further possible embodiment, the subnet controller TNR can also be implemented distributed over different controllers within the subnetwork TN.
  • the computation of the control vector u as a function of the vectors y, v of the measured variables ⁇ SEN may for example be performed by a microprocessor which executes a corresponding control program.
  • the various generators G are controlled by control variables of the control vector u.
  • the generators G can be additionally influenced by external disturbances wi, Wj.
  • the power generators or energy generators G may be generators that generate energy from renewable energies, for example wind or sun. By changing the solar intensity and the wind power, the amount of electricity generated by the generators can be changed unaffected. This change is taken into account by the disturbance vector w.
  • the subnetwork TN in addition to the power generators G, which recover electricity from renewable energies, also have conventional power generators, such as gas turbines or the like.
  • v is the vector of sensory external variables and external variables
  • w is the disturbance vector
  • the vector x can indicate the state of a subnet TN, for example the state of charge SOC of a battery or the states of relevant control units of a photovoltaic inverter PVI.
  • the control vector u forms the input variable of the controllable current generators G or
  • v represents external measures and manipulated variables, i.
  • Input variables that are supplied by a higher-level subnetwork TN or interconnected network, for example the transmission network, for example, changes in the frequency or voltage amplitude.
  • the disturbance variable vector w indicates disturbances in the generation of power or load fluctuations.
  • the vector y of the internal measured quantities of the subnetwork TN describes the internally measured measured quantities, for example power measurements of photovoltaic inverters PVI or
  • v is the vector of sensory external variables and external variables
  • w is the disturbance vector
  • v is the vector of sensory external variables and external variables
  • w is the disturbance vector
  • E, Fi, F 2 , F 3 are matrices.
  • the output vector z describes the output of the subnetwork TN to a higher-level assigned subnetwork TN or the interconnected network, for example, changes in the active and reactive power feed into the transmission network or adjacent subnets.
  • the matrices A, Bi, B 2 , B 4 , C, Di, D 2 , D 3 , E, Fi, F 2 , F 3 used in the calculation describe the dynamics of the respective subsystem or subnetwork TN.
  • the dynamic matrix A can provide additional control specifications for the non-controllable distributed current contain generators, in particular for those power generators that are not remotely controllable, but still provide a contribution to the dynamic behavior of the subnetwork TN. These controls can be set separately.
  • v Inputs from the higher-level higher-level network correspond to the external measured variables and external manipulated variables of the subnetwork TN.
  • z d represents the desired output of the subnetwork TN over the higher order subordinate subnetwork TN, where z d represents a desired output.
  • the number of states of the system or of the state vector x of the dyna ⁇ mixing system of the partial network TN is greater than the number of states of the reduced model x d.
  • the subnetwork may only have one connection point to an external power supply network or transmission network.
  • the subnet TN should behave like a Droop controller with a low pass filter. The resulting target behavior is in this case:
  • the term z-z d nearly zero can be described using various signal and system standard notations, such as H 2 or H.
  • the subnet controller TNR may be designed by a design algorithm for the control matrices K and L based on a H m system standard.
  • the external constraintsgrö ⁇ SEN v and w are as deterministic arbitrary, but considered energy-limited signals.
  • the resulting subnet controller TNR can be designed to minimize the influence of both v and w on z - z d .
  • the output feedback matrix K and the pre-control matrix L are to be designed such that ⁇ is minimized, i. that the deviation e is as close as possible to zero for energy-limited w and v.
  • ⁇ is minimized, i. that the deviation e is as close as possible to zero for energy-limited w and v.
  • P is a quadratic matrix of optimization variables of the dimension of A plus the dimension of A d and where the identity matrix represents and ⁇ 0, ⁇ 0 represents the positive or negative definiteness of the corresponding matrices.
  • a dynamic subnet controller TNR or controller of the following form can be used:
  • the invention subnetwork controller TNR and the inventive method for controlling components of a subnetwork TN within a network composite NV is insbeson ⁇ particular for subnetworks containing a high proportion of current generator ⁇ reindeer, gain energy from renewable energy sources.
  • the subnet controller TNR and the dynamic behavior can be designed by the respective subnetwork operators DSO by using appropriate design algorithms. Furthermore, a corresponding design algorithm for a nationwide design of the network network by the Operator Op ⁇ about the network network TSO can be used.
  • the partial network controller TNR controls power generators or consumers of the subnetwork TN as a function of the measured variables of the Operanet ⁇ zes TN such that the dynamic behavior of jeweili ⁇ gen sub-network TN, as it is driven by the respective Operanetzbe ⁇ driver DSO, Compared to its adjacent subnets corresponds to a predetermined target behavior, which can be specified for example by an operator of the network network TSO.
  • the design of the subnetwork controller TNR thus takes place in accordance with the desired behavior, which is specified by the network network operator TSO.
  • the dynamic behavior of the subnet TN can be shaped accordingly.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

Teilnetz-Regler (TNR) für ein Teilnetz (TN) innerhalb eines Netzverbundes (NV), der Stromgeneratoren (G), Subnetze oder Verbraucher (L) des Teilnetzes in Abhängigkeit von sensorisch erfassten internen Messgrößen (yi) und sensorisch erfassten externen Messgrößen sowie externen Stellgrößen (vi) des Teilnetzes (TN) derart ansteuert, dass ein dynamisches Verhalten des Teilnetzes (TN) gegenüber seinen benachbarten Teilnetzen einem vorgegebenen Sollverhalten entspricht.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Steuern von Stromgeneratoren eines Teilnetzes innerhalb eines Netzverbundes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, insbesondere einen Teilnetz-Regler, zum Steuern von Stromgeneratoren eines Teilnetzes innerhalb eines Netzverbundes. Stromversorgungsnetze, beispielsweise das europäische Strom¬ versorgungsnetz, können aus einer Vielzahl von Teilnetzen bestehen. Beispielsweise bildet das deutsche Stromversorgungs¬ netz ein Teilnetz innerhalb des europäischen Stromversorgungsnetzes. Dieses Teilnetz kann seinerseits aus verschiede- nen Teilnetzen bestehen, beispielsweise umfasst das deutsche Stromversorgungsnetz ein Teilnetz zur Versorgung des Stadtbereiches der Stadt Hamburg und ein Teilnetz zur Versorgung des Stadtbereiches München. Jedes Teilnetz besteht aus mehreren Knoten bzw. Stromversorgungsbussen, die über Leitungen mitei- nander verbunden sind. An den Knoten können Stromgeneratoren und Verbraucher bzw. Lasten angeschlossen sein. Darüber hinaus können an den Knoten wiederum hierarchisch untergeordnete Teilnetze des Teilnetzes, sogenannte Subnetze, angeschlossen sein. Jedes Teilnetz kann für sich genommen bereits eine re- lativ hohe Komplexität aufweisen. Bei den Lasten kann es sich um aggregierte Lasten, beispielsweise die Stromversorgungs¬ last einer Reihenhaussiedlung oder einer Fabrik handeln. Die Stromgeneratoren sind beispielsweise Gasturbinen oder Kohle- kraftwerke. Die Subnetze können wiederum aus mehreren über Leitungen miteinander verbundenen Knoten bestehen, an denen Stromgeneratoren, Verbraucher oder Sub-Subnetze hängen. Die verschiedenen Verteilnetze sind in der Regel über Hochspan- nungsübertragungsnetze miteinander verbunden. In Stromversorgungsnetzen werden zunehmend verteilte erneuerbare und teilweise auch steuerbare Stromgeneratoren bzw.
Energieerzeuger eingesetzt. Dies kann beispielsweise dazu führen, dass in einem Land wie Deutschland die maximal mögli- che Menge der durch erneuerbare Energiequellen erzeugten Energie die Größenordnung der Gesamtlast des Landes erreicht oder diese sogar übertrifft. Beispielsweise kann abhängig von Wetterbedingungen die durch die erneuerbaren Energiequellen erzeugte Energie zumindest zeitweise, beispielsweise für
Stunden oder Wochen, den Gesamtverbrauch der Energie in dem jeweiligen Staat übertreffen, insbesondere bei einem zukünftigen Ausbau der Stromversorgungsnetzwerke durch Einsatz wei¬ terer erneuerbarer Energiequellen.
Bei herkömmlichen Stromversorgungsnetzwerken, wie sie derzeit eingesetzt werden, besteht allerdings beim weiteren Ausbau des Stromversorgungsnetzes durch erneuerbare Energiequellen ein Problem darin, dass zur Erreichung der Netzwerkstabilität ein gewisser Anteil an herkömmlichen Stromgeneratoren, insbesondere an Kohlekraftwerken oder Atomkraftwerken, erforderlich ist. Beispielsweise wird die Netzwerkstabilität basie¬ rend auf dynamisch nichtlinearen Simulationen des Übertragungsnetzes analysiert. Diese nichtlinearen Simulationen fu- ßen auf detaillierten Modellen einer relativ kleinen Anzahl herkömmlicher Stromgeneratoren. Die in dem Stromversorgungsnetz enthaltenen Lasten werden typischerweise durch
Verteilnetzbereiche mit verbundenen bzw. aggregierten Lasten sowie einigen nicht gesteuerten verteilten Generatoren reprä- sentiert. Die Netzwerkstabilität wird erreicht, indem man die herkömmlichen Stromgeneratoren gemäß entsprechender Wirk- und Blindleistungsregeln betreibt. Je größer die Anzahl der verschiedenen verteilten, insbesondere erneuerbaren Stromgeneratoren innerhalb des Netzwerkes ist, desto weniger kann mit den herkömmlichen Verfahren, insbesondere Simulationsverfahren, eine Stabilität des gesamten Netzwerkverbundes erreicht bzw. sichergestellt werden.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern von Komponenten wie Stromgeneratoren, Verbrauchern und Subnetzen eines Teilnetzes innerhalb eines Netzwerkverbundes zu schaffen, durch die eine Netzwerkstabilität auch bei einer größeren Anzahl von verteilten Stromgeneratoren erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Teilnetz- Regler mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Die Erfindung schafft demnach einen Teilnetz-Regler für ein Teilnetz innerhalb eines Netzverbundes, der Stromgeneratoren, Verbraucher oder Subnetze des Teilnetzes in Abhängigkeit von sensorisch erfassten internen Messgrößen und/oder sensorisch erfassten externen Messgrößen und externen Stellgrößen des Teilnetzes derart ansteuert, dass ein dynamisches Verhalten des Teilnetzes gegenüber seinen benachbarten Teilnetzen einem vorgegebenen Sollverhalten entspricht. Die externen Stellgrößen können von einem hierarchisch übergeordneten Regler, insbesondere einem Regler des Netzverbundes, vorgegeben werden.
Eine Grundidee der Erfindung besteht darin, ein großes hoch- komplexes Stromversorgungsnetz in verschiedene Bereiche bzw. Teilnetze zu zerlegen bzw. zu untergliedern, wobei diese je¬ weils auf kleinere bzw. weniger umfangreiche dynamische Mo¬ delle für den jeweiligen Bereich reduziert werden können. Bei dem getrennten Bereich kann es sich beispielsweise um den Be- reich eines Verteilnetzes, insbesondere eines
Ortsverteilnetzes, handeln. Weiterhin kann eine Gruppe von wenigen großen herkömmlichen Generatoren in dem Bereich eines Übertragungsnetzwerkes einen derartigen getrennten Bereich bilden .
Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilnetz-Reglers berechnet der Teilnetz-Regler einen Steuervektor u für die Stromgeneratoren, Verbraucher und Subnetze aus einem Vektor der internen Messgrößen ? und einem Vektor der externen Messgrößen und Stellgrößen v wie folgt: ü = K-y + L-v , wobei K eine Ausgangsrückführungsmatrix und
L eine Vorsteuermatrix ist.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass ein Rechenaufwand zur Berechnung des Steuervektors relativ gering ist und die Berechnung relativ schnell erfolgen kann.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilnetz-Reglers werden die externen Messgrößen des Teilnetzes durch Sensoren erfasst, die an Verbindungsleitungen zwischen dem Teilnetz und seinen benachbarten Teilnetzen angeordnet sind.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die externen Messgrößen sensorisch genau erfasst werden können und der daraus berechnete Steuervektor eine exakte zuverlässige Steue¬ rung der Stromgeneratoren erlaubt.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Teilnetz-Reglers werden die internen Messgrößen durch Sensoren erfasst, die an Leitungen und Geräten innerhalb des Teilnetzes angeordnet sind.
Diese Ausführungsform bietet ebenfalls den Vorteil, dass die Messgrößen, d.h. die internen Messgrößen, sensorisch genau erfasst werden können und die daraus berechneten Steuergrößen des Steuervektors eine exakte Steuerung bzw. Regelung der Stromgeneratoren erlauben. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilnetz-Reglers empfängt der Teilnetz-Regler das Sollverhalten und die externen Sollwerte von einem Betreiber des Netzverbundes. Das erhaltene Sollverhalten ist dabei zur Stabilisierung des Netzverbundes vorgesehen.
Dies bietet den Vorteil, dass der Betreiber des Netzverbundes ein gewünschtes Sollverhalten für die verschiedenen Teilnetze vorgeben kann, sodass sich der aus den Teilnetzen bestehende Netzverbund entsprechend der Vorgaben des Netzverbundbetrei¬ bers möglichst stabil verhält.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilnetz-Reglers ist der momentane Zustand des Teil¬ netzes durch folgende Differenzialgleichung berechenbar: x = A■ x + Bx- Ü + B2 · v + B3 -w , wobei
der Zustandsvektor des Teilnetzes,
Ü der Steuervektor zur Ansteuerung der steuerbaren
Stromgeneratoren, Verbraucher und Subnetze innerhalb des
Teilnetzes ,
v der Vektor der sensorisch erfassten externen Messgrößen und externen Stellgrößen
und
w der Störgrößenvektor ist, und
wobei A, B i , B2 , B3 Matrizen sind.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass der interne Zustand des Teilnetzes für jeden Zeitpunkt genau berechnet werden kann und auf diese Weise auf Instabilitäten innerhalb des Teilnetzes schnell reagiert werden kann.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilnetz-Reglers ist der Vektor der internen Messgrö ßen ^ des Teilnetzes durch folgende Gleichung berechenbar: y = C■ x + Ü + D2 -v + D3 ■ w , wobei
der Zustandsvektor des Teilnetzes,
Ü der Steuervektor zur Ansteuerung der steuerbaren
Stromgeneratoren, Verbraucher und Subnetze innerhalb des
Teilnetzes ,
v der Vektor der sensorisch erfassten externen Messgrößen und externen Stellgrößen und
w der Störgrößenvektor ist, und
wobei C, Di , D2 , D3 Matrizen sind. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass der Vektor der internen Messgrößen schnell und zuverlässig berechnet werden kann, sodass die Steuerung bzw. Regelung der Komponenten des Teilnetzes genau und zeitnah erfolgen kann. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilnetz-Reglers ist ein Ausgangsvektor z der Ausgangsgrößen des Teilnetzes durch folgende Gleichung berechenbar : z = E-x + Fl-Ü + F2-v + F3-w , wobei
der Zustandsvektor des Teilnetzes,
Ü der Steuervektor zur Ansteuerung der steuerbaren
Komponenten des Teilnetzes,
v der Vektor der sensorisch erfassten externen Messgrößen und externen Stellgrößen und
w der Störgrößenvektor ist, und
wobei E, Flr F2, F3 Matrizen sind.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Ausgangs¬ größen des Teilnetzes, die für den Betrieb des Netzwerkver¬ bundes relevant sind, zuverlässig und schnell berechnet wer¬ den können.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilnetz-Reglers ist der Teilnetz-Regler ein in dem jeweiligen Teilnetz vorgesehener zentraler Regler. Dabei können in den Komponenten des Teilnetzes lokale Regler implemen- tiert sein. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass für jedes Teilnetz nur ein zentraler Regler vorgesehen werden muss, sodass sich der technische Zusatzaufwand in engen Grenzen hält. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilnetz-Reglers ist der Teilnetz-Regler ein in dem Teilnetz verteilt implementierter Regler.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die dezentral implementierten verteilten Regler sich in der Nähe der Stromgeneratoren, Verbraucher oder Subnetze befinden können und auf diese Weise besonders schnell auf für die Stabilität des Teilnetzes kritische Änderungen reagieren können. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Teilnetz-Reglers steuert der Teilnetz-Regler Stromge¬ neratoren, Verbraucher und Subnetze innerhalb eines
Stromverteilnetzes und/oder konfiguriert deren lokale Regler. Bei Subnetzen können diese lokalen Regler insbesondere auch hierarchisch untergeordnete Teilnetzregler des Subnetzes sein .
Durch die direkte Ansteuerung der Komponenten des Teilnetzes ist es möglich, besonders schnell und zuverlässig auf für die Stabilität des jeweiligen Teilnetzes oder für das Folgever¬ halten gegenüber dem vorgegebenen Sollverhalten kritische Veränderungen zu reagieren.
Die Erfindung schafft gemäß einem weiteren Aspekt einen Netz- verbünd, der aus einer Vielzahl von Teilnetzen besteht, die jeweils einen Teilnetz-Regler gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung enthalten. Der Netzverbund kann seinerseits ein hierarchisch übergeordnetes Teilnetz eines noch größeren Netzverbundes. Beispielsweise kann Deutschland der Netzverbund mehrerer Teilnetze innerhalb Deutschlands sein. Zudem kann Deutschland Teilnetz des Europäischen Verbundsystems sein, eines noch größeren Netzverbundes. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung schafft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern von Komponenten eines Teilnetzes innerhalb eines Netzwerkverbundes mit den in Patentan¬ spruch 12 angegebenen Merkmalen.
Die Erfindung schafft demnach ein Verfahren zum Steuern von Komponenten eines Teilnetzes innerhalb eines Netzwerkverbun¬ des mit den Schritten:
sensorisches Erfassen von internen und externen Messgrößen des Teilnetzes,
Steuern von Komponenten des Teilnetzes in Abhängigkeit von den sensorisch erfassten Messgrößen, derart, dass ein dynamisches Verhalten des Teilnetzes gegenüber seinen benachbarten Teilnetzen einem vorgegebenen Sollverhalten entspricht.
Bei den Komponenten kann es sich um steuerbare oder
konfigurierbare Komponenten handeln.
Steuerbare Komponenten sind in Echtzeit regelbare Stromgene- ratoren, Verbraucher oder Subnetze, die über Daten- und/oder Steuerleitungen direkt von einem Teilnetzregler des jeweiligen Teilnetzes gesteuert werden. Insbesondere können steuer¬ bare Subnetzen einen eigenen Subnetzregler besitzen, der durch den Teilnetzregler direkt gesteuert werden kann.
Konfigurierbare Komponenten wie Stromgeneratoren, Verbraucher oder Subnetze weisen lokale Regler auf und werden von diesen lokal geregelt. Sie können dabei auf lokale Messgrößen wie Spannungsfrequenz und Spannungsamplitude, beispielsweise durch Änderung der eingespeisten Wirk- und Blindleistung reagieren. Insbesondere können konfigurierbare Subnetze einen eigenen Subnetzregler besitzen, der durch den Teilnetzregler konfiguriert wird, z.B. durch Vorgabe eines Sollverhaltens des Subnetzes, dem der Subnetzregler bestmöglich folgt.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Sollverhalten des Teilnetzes von einem Betreiber des Netzwerkverbundes vorgegeben oder eingestellt. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Teilnetz- Regler mit einem Mikroprozessor vorgesehen, der ein Steuerprogramm ausführt, welches Programmbefehle zur Ausführung des Verfahrens zum Steuern von Komponenten eines Teilnetzes innerhalb eines Netzwerkverbundes enthält, wobei das Verfahren Schritte aufweist:
sensorisches Erfassen von internen und externen Messgrößen des Teilnetzes,
Steuern von Komponenten des Teilnetzes in Abhängigkeit von den sensorisch erfassten Messgrößen, derart, dass ein dynamisches Verhalten des Teilnetzes gegenüber seinen benachbarten Teilnetzen einem vorgegebenen Sollverhalten entspricht. Ein besonderer Vorteil hierbei besteht darin, dass der Teil¬ netz-Regler ein konfigurierbares Steuerprogramm ausführen kann, sodass er flexibel gegenüber Veränderungen der Netz- werktopologie gegenüber Austausch von Netzwerkkomponenten oder gegenüber Veränderung des Sollverhaltens ist. Weiterhin kann das Steuerprogramm über eine Netzwerkschnittstelle auf den Teilnetz-Regler übertragen werden, sodass eine
Umkonfigurierung bzw. Neuprogrammierung des Teilnetz-Reglers von einem entfernten Server, beispielsweise einem Server des Netzwerkverbundbetreibers oder des Betreibers des jeweiligen Teilnetzes, erfolgen kann.
Im Weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Steuern von Komponenten eines Teilnetzes innerhalb eines Netzwerkverbundes unter Bezugnahme auf die beigefügten Figu¬ ren näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische exemplarische Darstellung eines
Netzverbundes mit mehreren Teilnetzen zur Erläute¬ rung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Steuern von Stromgeneratoren eines Teilnetzes innerhalb des Netzwerkverbundes;
Fig. 2 ein schematisches Diagramm zur Verdeutlichung der
Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern von Komponenten eines Teilnetzes innerhalb eines Netzverbundes . Wie man in Fig. 1 erkennen kann, kann ein Netzverbund NV aus einer Vielzahl von Teilnetzen TNA, TNB, TNC und TND bestehen, die untereinander über Verbindungsleitungen VL verbunden sind. Jedes Teilnetz TN kann seinerseits aus Subnetzen bzw. untergeordneten Teilnetzen bestehen, d.h., der Netzverbund NV kann hierarchisch aufgebaut sein. Der Netzverbund bzw. das Stromversorgungsnetz kann in einzelne Bereiche unterteilt werden, die jeweils auf kleinere dynamische Submodelle redu¬ ziert bzw. kollabiert werden können. Beispielsweise kann ein Verteilnetzbereich, der an ein Übertragungsnetz über einen Transformator angeschlossen ist, einen derartigen Bereich bzw. Teilnetz TN bilden. Insbesondere, wenn der untergliederte Bereich bzw. das Teilnetz eine große Anzahl verteilter erneuerbarer Energiegeneratoren bzw. Stromgeneratoren und/oder Lasten mit Steuerschnittstellen enthält, kann der Betreiber des Teilnetzes, beispielsweise der Teilsystembetreiber (DSO: Distribution System Operator) besondere Prozeduren anwenden, um das dynamische Verhalten derart zu beeinflussen, dass es einem vorgegebenen Sollverhalten entspricht. Der Netzverbund NV kann hierarchisch aufgebaut sein. Beispielsweise sind meh- rere Niederspannungsnetze LV an einem Mittelspannungsnetz MV angeschlossen. Mehrere Mittelspannungsnetze MV sind mit einem Hochspannungsnetz HV verbunden. Mehrere Hochspannungsnetze HV liegen beispielsweise an einem europäischen Verbundnetz bzw. Netzverbund NV an. Dementsprechend können in den oberen hie- rarchischen Ebenen die Teilnetze ihrerseits aus Teilnetzen bestehen, sogenannten Subnetzen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt somit ein zweistufiger Ansatz. Zunächst entwirft der Betreiber TSO (Transmission System Operator) des Verbund- bzw. Übertragungsnetzes ein gewünschtes dynamisches Verhalten bzw. Sollverhalten für jeden angeschlossenen Bereich bzw. jedes Teilnetz TN derart, dass die Gesamtsystemstabilität und Leistungsfähigkeit des Netzwerkverbundes NV gewahrt ist. Dies kann mithilfe von Si¬ mulationen oder durch ein entsprechendes Reglerdesign erreicht werden. In einem weiteren Schritt bzw. Stufe können die Betreiber der einzelnen Bereiche bzw. Teilnetze DSO eine Steuerarchitektur für ihren jeweiligen Bereich derart desig- nen, sodass das jeweilige Teilnetz TN intern stabil läuft und sich gegenüber dem Übertragungsnetz bzw. dem Netzwerkverbund NV dynamisch so verhält, wie durch den Netzwerkverbundbetrei- ber TSO durch das Sollverhalten des entsprechenden Bereiches spezifiziert bzw. vorgegeben.
In einem weiteren Schritt kann die Netzwerkstabilität hin¬ sichtlich eines oder mehrerer Netzwerkparameter basierend auf nichtlinearen Simulationen und den im vorangehenden Schritt enthaltenen reduzierten dynamischen Modellen analysiert werden. Die Vorgabe des Sollverhaltens der verschiedenen Berei¬ che und die Umsetzung dieses Sollverhaltens in den verschie¬ denen Bereichen durch die erfindungsgemäßen Teilnetzregler TNR kann so lange iterativ erfolgen, bis das gewünschte dyna¬ mische Verhalten eines jeden Teilnetzes bzw. Teilbereiches TN einem gewünschten Sollverhalten mit ausreichender Genauigkeit entspricht. Die Teilnetze bzw. steuerbaren Teilbereiche TN stellen einen Stabilitätsservice für das gesamte Netzwerk bzw. den Netzwerkverbund NV bereit. Die Betreiber der Teil¬ netze DSO können beispielsweise von dem Betreiber TSO des Netzwerkverbundes NV für die Bereitstellung dieses Services eine finanzielle Entschädigung bzw. Vergütung erhalten. Der Betreiber des Netzwerkverbundes TSO hat die Möglichkeit, ei- nen oder mehrere Aktuatoren zur Implementierung der Netzwerkstabilitätsservices bzw. Dienstleistungen zu implementieren. Ferner hat der Betreiber des Netzwerkverbundes TSO sogar die Möglichkeit, alle herkömmlichen Stromgeneratoren bzw. Ener- giegeneratoren vollständig abzuschalten, sofern die erneuerbaren Stromgeneratoren die erforderlichen Services bzw.
Dienstleistungen liefern. Bei dem erfindungsgemäßen Netzwerkverbund NV besteht dieser aus einer Vielzahl von Teilnetzen TN, die über Verbindungsleitungen VL miteinander verbunden sind. Jedes Teilnetz TN kann seinerseits hierarchisch aus weiteren Sub- bzw. Teilnetzen bestehen. Bei einer möglichen Ausführungsform des Netz- werkverbundes weist jedes Teilnetz TN einen eigenen Teilnetz- Regler TNR auf. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform ist es auch möglich, dass ein Großteil der Teilnetze TN je¬ weils einen eigenen Teilnetz-Regler TNR gemäß der Erfindung enthält. Bei einer möglichen Implementierung weist jeder Teilnetz-Regler TNR einen Mikroprozessor auf, der ein entsprechendes Steuerprogramm ausführt, um Stromgeneratoren oder steuerbare Lasten des jeweiligen Teilnetzes TN anzusteuern. Dabei enthält das Steuerprogramm Programmbefehle zum Ansteu¬ ern von Komponenten des Teilnetzes TN. Zunächst werden senso- risch interne und externe Messgrößen sowie externe Stellgrö¬ ßen des Teilnetzes TN erfasst. Die externen Stellgrößen können beispielsweise in Echtzeit vom Betreiber des Netzverbundes übermittelt werden. Anschließend werden die Komponenten des Teilnetzes TN von den sensorisch erfassten Messgrößen und Stellgrößen derart angesteuert, dass ein dynamisches Verhal¬ ten des jeweiligen Teilnetzes TN gegenüber seinen benachbarten Teilnetzen TN einem vorgegebenen Sollverhalten entspricht, das beispielsweise von dem Betreiber TSO des Netz¬ werkverbundes NV über eine Schnittstelle an den jeweiligen Teilnetz-Regler TNR übermittelt wird.
Steuerbare Stromgeneratoren, Verbraucher und Subnetze sind online von dem Teilnetzregler TNR des jeweiligen Teilnetzes steuerbar. Konfigurierbare Stromgeneratoren, Verbraucher und Subnetze werden konfiguriert und dann lokal geregelt.
Fig. 1 zeigt beispielhaft den Aufbau eines Netzwerkverbundes mit mehreren Teilnetzen TNA, TNB, TNC und TND, die über Ver- bindungsleitungen VL miteinander verbunden sind. In dem dargestellten Beispiel ist ein Teilnetz TNA über zwei Verbindungsleitungen VL1, VL2 mit benachbarten Teilnetzen TNB, TNC verbunden. In jedem Teilnetz TNi des Netzwerkverbundes befin- den sich eine Vielzahl unterschiedlicher Lasten L und Generatoren G. Die Generatoren G sind Energiegerzeuger, beispielsweise Stromgeneratoren, die Energie aus erneuerbaren Energiequellen wie beispielsweise Sonne oder Wind generieren. Die verschiedenen Lasten L umfassen beispielsweise einzelne Ver- braucher bzw. Verbrauchsvorrichtungen, wie etwa Kühlschränke oder dergleichen, oder aggregierte Lasten, wie beispielsweise die Verbraucher einer Wohnsiedlung innerhalb eines Ortsnetzes. Messeinheiten wie beispielsweise phasor measurement units PMU innerhalb des Teilnetzes TN können interne Messgrö- ßen γ± sensorisch erfassen und an den Teilnetz-Regler TNR innerhalb des jeweiligen Teilnetzes TN liefern, wie in Fig. 1 dargestellt. Neben den sensorisch erfassten internen Messgrößen γ± erhält der Teilnetz-Regler TNR des Teilnetzes TN auch sensorisch erfasste externe Messgrößen vi des Teilnetzes TN. Die externen Messgrößen des Teilnetzes TN werden durch Sensoren erfasst, die an den Verbindungsleitungen VLi zwischen dem Teilnetz TN und seinen benachbarten Teilnetzen TN angeordnet sind. Die externen Messgrößen VI, V2 können bei dem dargestellten Beispiel beispielsweise eine lokale Spannung Ul und U2 und eine lokale Netzfrequenz fl und f2 umfassen. In diesem Beispiel wird eine Eingangsmessgröße vi beispielsweise durch ein Paar von Messgrößen ( ui, fi ) gebildet. Der Teilnetz-Regler TNR erhält somit als Eingangsgrößen die sensorisch erfassten internen Messgrößen yir die von Sensoren innerhalb dessen Teilnetzes TN erzeugt werden, sowie sensorisch erfasste
Messgrößen, die von Sensoren geliefert werden, die an den Verbindungsleitungen VL zu benachbarten Teilnetzen TN angebracht sind. Darüber hinaus kann der TNR externe Stellgrößen erhalten, z.B. vom Betreiber des Netzverbundes. Der Teilnetz- Regler TNR berechnet einen Steuervektor ü für die Stromgeneratoren G, Subnetze oder ggf. auch steuerbare Lasten bzw. Verbrauchern aus einem Vektor y der internen Messgrößen und aus einem Vektor v der externen Messgrößen und externen Stellgrößen. Bei einer möglichen Ausführungsform erfolgt die Berechnung des Steuervektors u für die Stromgeneratoren G und Subnetze bzw. steuerbaren Lasten aus dem Vektor y der internen Messgrößen und einem Vektor der externen Messgrößen und externen Stellgrößen v wie folgt: ü = K-y + L-v , wobei
K eine Ausgangsrückführungsmatrix und
L eine Vorsteuermatrix ist.
Die Berechnung des Steuervektors u in Abhängigkeit von den Messgrößen ist zusätzlich in dem schematischen Diagramm gemäß Fig. 2 angedeutet. Die Berechnung des Steuervektors bzw. die Ansteuerung der Stromgeneratoren G, der Subnetze und/oder steuerbare Verbraucher erfolgt derart, dass ein dynamisches Verhalten des Teilnetzes TN gegenüber seinen benachbarten Teilnetzen einem vorgegebenen Sollverhalten entspricht, das insbesondere von einem Betreiber TSO des Netzwerkverbundes NV vorgegeben werden kann. Der Teilnetz-Regler TNR kann in einer möglichen Ausführungsform durch einen in dem jeweiligen Teilnetz TN vorgesehenen zentralen Regler implementiert sein. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform kann der Teilnetz- Regler TNR auch verteilt über verschiedene Regler innerhalb des Teilnetzes TN implementiert sein. Die Berechnung des Steuervektors u in Abhängigkeit der Vektoren y,v der Messgrö¬ ßen kann beispielsweise durch einen Mikroprozessor erfolgen, der ein entsprechendes Steuerprogramm ausführt.
Wie in Fig. 1 dargestellt, werden die verschiedenen Generato- ren G durch Steuergrößen des Steuervektors u angesteuert. Da¬ neben können die Generatoren G zusätzlich durch externe Störgrößen wi , Wj beeinflusst werden. Beispielsweise kann es sich bei den Stromgeneratoren bzw. Energieerzeugern G um Generatoren handeln, die Energie aus erneuerbaren Energien, bei- spielsweise Wind oder Sonne, gewinnen. Durch Veränderung der Sonnenstärke und der Windkraft kann die von den Generatoren erzeugte Strommenge unbeeinflussbar verändert werden. Diese Veränderung wird durch den Störgrößenvektor w berücksichtigt. Das Teilnetz TN kann neben den Stromgeneratoren G, welche Strom aus erneuerbaren Energien gewinnen, auch herkömmliche Stromgeneratoren aufweisen, wie beispielsweise Gasturbinen oder dergleichen.
Der momentane Zustand des Teilnetzes TN kann durch folgende Differentialgleichung berechnet werden: x = A■ x + Bx- Ü + B2 · v + B3 -w , wobei
der Zustandsvektor des Teilnetzes TN,
Ü der Steuervektor zur Ansteuerung der steuerbaren
Komponenten innerhalb des Teilnetzes,
v der Vektor der sensorisch erfassten externen Messgrößen und externen Stellgrößen und
w der Störgrößenvektor ist.
Ferner handelt es sich bei den Größen A, B i , B2 , B3 um Matri- zen, die die Dynamik des jeweiligen Subsystems bzw. Teilnet¬ zes TN beschreiben. Der Vektor x kann den Zustand eines Teilnetzes TN angeben, beispielsweise den Ladezustand SOC einer Batterie oder die Zustände relevanter Steuereinheiten eines Photovoltaikinverters PVI . Der Steuervektor u bildet die Ein- gangsgröße der steuerbaren Stromgeneratoren G oder der
Subnetze oder Verbraucher, während v externe Messgrößen und Stellgrößen darstellt, d.h. Eingangsgrößen, die von einem übergeordneten Teilnetz TN bzw. Verbundnetz, beispielsweise dem Übertragungsnetz, geliefert werden, beispielsweise Ände- rungen der Frequenz oder Spannungsamplitude. Der Störgrößenvektor w gibt Störungen bei der Stromgenerierung oder auch Lastfluktuationen an.
Der Vektor y der internen Messgrößen des Teilnetzes TN be- schreibt die intern gemessenen Messgrößen, beispielsweise Leistungsmessungen von Photovoltaikinvertern PVI oder
Smartmetern sowie Spannungs- und Strommessungen von Phasen- messeinheiten PMUs . Er kann durch folgende Gleichung berechnet werden: y = C■ x + Ü + D2 -v + D3 ■ w , wobei
der Zustandsvektor des Teilnetzes,
Ü der Steuervektor zur Ansteuerung der steuerbaren
Komponenten innerhalb des Teilnetzes,
v der Vektor der sensorisch erfassten externen Messgrößen und externen Stellgrößen und
w der Störgrößenvektor ist, und
wobei C, Di, D2, D3 Matrizen darstellen.
Der Ausgangsvektor z der Ausgangsgrößen des Teilnetzes TN wird bei einer möglichen Ausführungsform durch folgende Glei chung berechnet: z = E-x + Fl-Ü + F2-v + F3-w , wobei
der Zustandsvektor des Teilnetzes,
Ü der Steuervektor zur Ansteuerung der steuerbaren
Komponenten innerhalb des Teilnetzes,
v der Vektor der sensorisch erfassten externen Messgrößen und externen Stellgrößen und
w der Störgrößenvektor ist, und
wobei E, Fi, F2, F3 Matrizen sind. Der Ausgangsgrößen-Vektor z beschreibt den Ausgang des Teilnetzes TN zu einem höherrangigen zugeordneten Teilnetz TN bzw. dem Verbundnetz, beispielsweise Veränderungen bei der Wirk- und Blindleistungseinspeisung in das Übertragungsnetz oder benachbarte Teilnetze. Die eingesetzten bei der Berech- nung verwendeten Matrizen A, Bi, B2, B4, C, Di, D2, D3, E, Fi, F2, F3 beschreiben die Dynamik des jeweiligen Teilsystems bzw. Teilnetzes TN. Die Dynamikmatrix A kann zusätzliche Steuervorgaben für die nicht-steuerbaren verteilten Stromge- neratoren enthalten, insbesondere für diejenigen Stromgeneratoren, die nicht fernsteuerbar sind, aber dennoch einen Beitrag zu dem dynamischen Verhalten des Teilnetzes TN liefern. Diese Steuerungen können gesondert eingestellt werden.
Ein vorgegebenes reduziertes Modell des Teilnetzes TN kann wie folgt definiert sein: xd = Adxd + Bdv
EdXd + FdV, wobei
xd der Zustand des reduzierten Modells ist, und
v Eingangsgrößen von dem übergeordneten höheren Netzwerk dar- stellt. Diese entsprechen den externen Messgrößen und externen Stellgrößen des Teilnetzes TN.
zd stellt den gewünschten Ausgang des Teilnetzes TN gegenüber dem höherrangigen übergeordneten Teilnetz TN dar, wobei zd eine gewünschte (desired) Ausgangsgröße darstellt. Die Anzahl der Zustände des Systems bzw. des Zustandsvektors x des dyna¬ mischen Systems des Teilnetzes TN ist größer als die Anzahl der Zustände des reduzierten Modells xd.
Beispielsweise kann das Teilnetz in einem einfachen Beispiel lediglich einen Verbindungspunkt zu einem externen Stromversorgungsnetz bzw. Übertragungsnetz aufweisen. In diesem einfachen Falle ist der Eingangsmessgrößen-Vektor v = (f,U)T abhängig von der Spannungsfrequenz f und der Amplitude U an dem Verbindungspunkt zu dem externen Netzwerk.
In diesem einfachen Beispiel ist der Ausgang z = (P,Q)T die Wirkleistung P und die Blindleistung Q, die dem externen Netzwerk an diesem einen Verbindungspunkt zugeführt wird. In diesem einfachen Beispiel soll sich das Teilnetz TN wie ein Droop-Regler mit einem Tiefpassfilter verhalten. Das resultierende Sollverhalten ist in diesem Falle:
Figure imgf000020_0001
0 1 wobei zd = xd = (Pd,Qd)T ist, d.h. die gewünschte Wirk- und Blindleistung, die dem externen Netz zugeführt wird, und TP und TQ die Zeitkonstanten des Tiefpassfilters für die Wirk- und Blindleistungs-Droop-Regelung sind. Die Leistungs-Droop-
Verstärkungen für die Wirk- und Blindleistung sind KP und KQ. Im stationären Zustand, d.h. für xd = 0 gilt
Pd=—Kp-f und Qd=—KQ-U , welches den herkömmlichen Droop- Verstärkungen entspricht, die in Übertragungsnetzen eingesetzt werden.
Für ein Teilnetz mit zwei Verbindungspunkten zu benachbarten Teilnetzen ist der Vektor der sensorisch erfassten externen Messgrößen v = (f l r Ui, f2, U2) T der Ausgangsgrößen-Vektor, z = (Pi, Qi, P2, Q2) , wobei die Indizes 1, 2 für die Messgrößen f, U, P, Q angeben, zu welchem Verbindungspunkt der jeweilige Wert gehört. Ein reduziertes Modell, ähnlich zu dem oben an¬ gegebenen, in diesem Fall lautet:
0 0
0 0 0
0 0 0
0 0
Figure imgf000021_0001
wobei jeder Verbindungspunkt bzw. Verbindungsleitung VL eine eigene Wirk- und Blindleistungs-Droop-Verstärkung KPi, KQi, i = 1,2 sowie Wirk- und Blindleistungszeitkonstanten T
= 1,2 aufweist . Der Teilnetz-Regler TNR gemäß der Erfindung kann einen statischen oder dynamischen Regler bilden, bei dem der Steuervektor für die Stromgeneratoren G aus dem Vektor y der internen Messgrößen und einem Vektor v der externen Messgrößen und Stellgrößen wie folgt berechnet wird: u = K - y + L - v , wobei der Steuervektor u derart berechnet wird, dass die Dif¬ ferenz z - zd nahezu null wird, wobei der Steuervektor u für die gesteuerten Stromgeneratoren, Verbrauchern und Subnetzen von den Messgrößen innerhalb des Teilnetzes y und den exter- nen Messgrößen des Teilnetzes v abhängt. Dabei kann die spe¬ zielle Situation berücksichtigt werden, bei der der Vektor der externen Messgrößen v nicht gemessen wird, d.h. bei dem die Vorsteuermatrix L 0 beträgt (L = 0) . Der Term z— zd nahezu null, kann beschrieben werden unter Verwendung verschiedener Signal- und Systemnormnotationen, wie beispielsweise H2 oder H .
Bei einer möglichen Ausführungsform kann der Teilnetz-Regler TNR durch einen Designalgorithmus für die Steuermatrizen K und L basierend auf einer Hm Systemnorm entworfen bzw. implementiert werden. Hierbei werden die externen Eingangsgrö¬ ßen v und w als deterministisch willkürlich, jedoch energiebegrenzte Signale angesehen. Ein Wert γ kann als obere Gren¬ ze eines Verhältnisses zwischen der l2-Norm des Regelfehlers e = z - zd und der l2-Norm von (v,w)T definiert werden, d.h.:
Figure imgf000022_0001
Je kleiner dieser Wert γ ist, desto kleiner ist der Einfluss der Messgrößen v und der Störgrößen w auf die Abweichung e und somit auf die Abweichung zwischen der Ausgangsgröße z und Sollgröße zd. Der resultierende Teilnetz-Regler TNR kann so entworfen werden, dass der Einfluss sowohl von v als auch von w auf z - zd minimiert wird. Beispielsweise kann zur Veran¬ schaulichung angenommen werden, dass die Matrizen Di, D2, D3, Fi, F2, F3, Fd null betragen. Ähnliche Ergebnisse können er¬ zielt werden, wenn diese Matrizen nicht null sind. Es ergibt sich : x = (A + BxKC)x + (B2 + BxL)v + B3w
z = Ex, wobei für den Entwurf der Ausgangsrückführungsmatrix K und der Vorsteuermatrix L ein neues System wie folgt aufgebaut werden kann:
Figure imgf000023_0001
Demzufolge ist die Ausgangsrückführungsmatrix K und die Vorsteuermatrix L derart auszulegen, dass γ minimiert ist, d.h. dass die Abweichung e so nahe wie möglich bei null liegt für energiebegrenzte w und v. Eine mögliche Lösung besteht in dem folgenden Optimierungsproblem: mm v
P,K,L
s.t.P = PT 0
Figure imgf000023_0002
wobei P eine quadratische Matrix von Optimierungsvariablen der Dimension von A plus der Dimension von Ad ist und wobei die Identitätsmatrix darstellt und ^ 0,^ 0 die positive oder negative Definitheit der korrespondierenden Matrizen darstellt .
Das oben dargestellte Optimierungsproblem ist nicht konvex, da die bilineare Matrizenungleichung BMI Produkte der Matrix P und der Ausgangsrückführungsmatrix K sowie der Vorsteuermatrix L enthält. Zur Lösung dieses Optimierungsproblems kön nen Standardalgorithmen für BMIs eingesetzt werden. Ähnliche Algorithmen können für die folgenden Fälle abgeleitet werden (1) Der Regler kann die externen Messgrößen nicht messen bzw erfassen und somit beträgt die Vorsteuermatrix 0 (L = 0) . (2) Lokal implementierte Teilnetz-Regler TNR können konfigu¬ riert werden, die nur lokale Messgrößen verwenden, wobei die Ausgangsrückführungsmatrix K bei geeigneter Sortierung der Vektoren y und u eine Diagonalmatrix ist und die Vorsteuer- matrix L null ist (L=0) .
(3) Ein dynamischer Teilnetz-Regler TNR bzw. Controller der folgenden Form kann eingesetzt werden:
Figure imgf000024_0001
u = Ccxc + Dcly + Dc2v , wobei alle Matrizen Ac, Bcl, Bc2, Cc, Dcl, Dc2 in einem entspre¬ chenden Algorithmus entworfen bzw. implementiert sind.
Der erfindungsgemäße Teilnetz-Regler TNR bzw. das erfindungs- gemäße Verfahren zum Steuern von Komponenten eines Teilnetzes TN innerhalb eines Netzwerkverbundes NV eignet sich insbeson¬ dere für Teilnetze, die einen hohen Anteil an Stromgenerato¬ ren enthalten, die Energie aus erneuerbaren Energiequellen gewinnen. Der Teilnetz-Regler TNR und das dynamische Verhal- ten können von den jeweiligen Teilnetzbetreibern DSO durch Einsatz entsprechender Design-Algorithmen ausgelegt werden. Weiterhin kann ein entsprechender Design-Algorithmus für eine landesweite Auslegung des Netzwerkverbundes durch den Betrei¬ ber des Netzwerkverbundes TSO eingesetzt werden. Der Teil- netz-Regler TNR steuert Stromgeneratoren oder Verbraucher des Teilnetzes TN in Abhängigkeit von den Messgrößen des Teilnet¬ zes TN derart an, dass das dynamische Verhalten des jeweili¬ gen Teilnetzes TN, wie es durch den jeweiligen Teilnetzbe¬ treiber DSO betrieben wird, gegenüber seinen benachbarten Teilnetzen einem vorgegebenen Sollverhalten entspricht, das beispielsweise von einem Betreiber des Netzwerkverbundes TSO vorgegeben werden kann. Die Auslegung des Teilnetz-Reglers TNR erfolgt somit entsprechend dem Sollverhalten, das von dem Netzwerkverbundbetreiber TSO vorgegeben wird. Das dynamische Verhalten des Teilnetzes TN kann entsprechend geformt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Teilnetz-Regler (TNR) für ein Teilnetz (TN) innerhalb eines Netzverbundes (NV) , der Stromgeneratoren (G) ,
Subnetze oder Verbraucher (L) des Teilnetzes in Abhängigkeit von sensorisch erfassten internen Messgrößen (y±) und/oder sensorisch erfassten externen Messgrößen und externen Stellgrößen (v^) des Teilnetzes (TN) derart ansteuert, dass ein dynamisches Verhalten des Teilnetzes (TN) gegenüber seinen benachbarten Teilnetzen einem vorgegebenen Sollverhalten entspricht.
2. Teilnetz-Regler nach Anspruch 1, wobei der Teilnetz- Regler (TNR) ein Sollverhalten zur Stabilisierung des Netzverbundes von einem Betreiber des Netzverbundes (NV) empfängt .
3. Teilnetz-Regler nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Teilnetz-Regler (TNR) einen Steuervektor («) für die Strom- generatoren, Verbraucher und Subnetze aus einem Vektor
( y ) der internen Messgrößen und einem Vektor (v) der externen Messgrößen und externen Stellgrößen wie folgt berechnet : ü = K-y + L-v , wobei
K eine Ausgangsrückführungsmatrix und
L eine Vorsteuermatrix ist.
4. Teilnetz-Regler nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei die externen Messgrößen ( vi ) des Teilnetzes
(TN) durch Sensoren erfasst werden, die an Verbindungsleitungen (VL) zwischen dem Teilnetz (TN) und seinen benachbarten Teilnetzen angeordnet sind.
5. Teilnetz-Regler nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei die internen Messgrößen (y±) durch Sensoren erfasst werden, die an Leitungen oder Geräten innerhalb des Teilnetzes (TN) angeordnet sind. Teilnetz-Regler nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei der momentane Zustand des Teilnetzes (TN) durch folgende Differenzialgleichung berechenbar ist: x = A■ x + Bx- Ü + B2 · v + B3 -w , wobei
der Zustandsvektor des Teilnetzes,
Ü der Steuervektor zur Ansteuerung der steuerbaren
Stromgeneratoren, Verbraucher und Subnetze innerhalb des Teilnetzes,
v der Vektor der sensorisch erfassten externen Messgrößen und der externen Stellgrößen und
w der Störgrößenvektor ist, und
wobei A, Bi , B2 , B3 Matrizen sind.
Teilnetz-Regler nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei der Vektor (y) der internen Messgrößen des
Teilnetzes (TN) durch folgende Gleichung berechenbar ist: y = C · x + ü + D2-v + D3 -w , wobei
der Zustandsvektor des Teilnetzes,
Ü der Steuervektor zur Ansteuerung der steuerbaren
Stromgeneratoren, Verbraucher und Subnetze innerhalb des Teilnetzes,
v der Vektor der sensorisch erfassten externen Messgrößen und der externen Stellgrößen und
w der Störgrößenvektor ist, und
wobei C, Di , D2, D3 Matrizen sind.
Teilnetz-Regler nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Ausgangsvektor (z) der Ausgangsgrößen des Teilnetzes (TN) durch folgende Gleichung berechenbar ist : E■ x + Fx-Ü + F2-v + F3-w wobei
der Zustandsvektor des Teilnetzes,
Ü der Steuervektor zur Ansteuerung der steuerbaren
Stromgeneratoren, Verbraucher und Subnezte innerhalb des Teilnetzes,
v der Vektor der sensorisch erfassten externen Messgrößen und der externen Stellgrößen und
w der Störgrößenvektor ist, und
wobei E, Flr F2, F3 Matrizen sind.
Teilnetz-Regler nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8, wobei der Teilnetz-Regler (TNR) ein in dem jeweiligen Teilnetz vorgesehener zentraler Regler oder ein in dem Teilnetz verteilt implementierter Regler ist.
Teilnetz-Regler nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9, wobei der Teilnetz-Regler (TNR) Stromgeneratoren, Verbraucher und/oder Subnetze innerhalb eines
Stromverteilnetzes steuert oder deren lokale Regler kon¬ figuriert .
Netzverbund (NV) , der aus einer Vielzahl von Teilnetzen (TN) besteht, die jeweils einen Teilnetz-Regler (TNR) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweisen.
Netzverbund nach Anspruch 11, wobei die Teilnetze (TN) jeweils steuerbare und/oder konfigurierbare Stromgenera¬ toren, Subnetze und/oder Verbraucher aufweisen.
Verfahren zum Steuern von Einheiten eines Teilnetzes (TN) innerhalb eines Netzverbundes (NV) mit den Schritten:
(a) sensorisches Erfassen von internen und externen
Messgrößen des Teilnetzes (TN) ,
(b) Steuern von Stromgeneratoren, Subnetzen oder Verbraucher des Teilnetzes in Abhängigkeit von den senso- risch erfassten Messgrößen und externen Stellgrößen, derart, dass ein dynamisches Verhalten des Teilnetzes (TN) gegenüber seinen benachbarten Teilnetzen einem vorgegebenen Sollverhalten entspricht.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Sollverhalten des Teilnetzes von einem Betreiber des Netzverbundes vorgege¬ ben oder eingestellt wird. 15. Teilnetz-Regler mit einem Mikroprozessor, der ein Steuerprogramm ausführt, welches Programmbefehle zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 13 oder 14 enthält.
PCT/EP2014/061978 2013-06-21 2014-06-10 Verfahren und vorrichtung zum steuern von stromgeneratoren eines teilnetzes innerhalb eines netzverbundes WO2014202426A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/900,434 US10193342B2 (en) 2013-06-21 2014-06-10 Method and device for controlling power generators of a subgrid within an interconnected grid
CN201490000975.8U CN205829184U (zh) 2013-06-21 2014-06-10 用于互联电网内部的子网的子网调节器和互联电网

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013211840.6A DE102013211840A1 (de) 2013-06-21 2013-06-21 Verfahren und Vorrichtung zum Steuern von Stromgeneratoren eines Teilnetzes innerhalb eines Netzverbundes
DE102013211840.6 2013-06-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014202426A1 true WO2014202426A1 (de) 2014-12-24

Family

ID=51022296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/061978 WO2014202426A1 (de) 2013-06-21 2014-06-10 Verfahren und vorrichtung zum steuern von stromgeneratoren eines teilnetzes innerhalb eines netzverbundes

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10193342B2 (de)
CN (1) CN205829184U (de)
DE (1) DE102013211840A1 (de)
WO (1) WO2014202426A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105356462A (zh) * 2015-12-03 2016-02-24 上海电机学院 风电场谐波预测评估方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015219407A1 (de) * 2015-10-07 2017-04-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Steuereinrichtung zum Steuern eines Stromnetzes
US10191506B2 (en) * 2016-09-29 2019-01-29 Enel X North America, Inc. Demand response dispatch prediction system including automated validation, estimation, and editing rules configuration engine
DE102018109046A1 (de) * 2018-04-17 2019-10-17 Innogy Se Absicherung von öffentlichen Stromnetzen durch Micro-Grids
KR102238316B1 (ko) * 2018-12-18 2021-04-08 효성중공업 주식회사 전력 그리드 제어 장치 및 시스템
CH717615A1 (de) * 2020-07-03 2022-01-14 Bkw Energie Ag Netz zur Verteilung elektrischer Energie und Verfahren zur Strukturierung eines Netzes.

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060229767A1 (en) * 2005-04-08 2006-10-12 Chang Gung University Method for calculating power flow solution of a power transmission network that includes unified power flow controllers
US20080143304A1 (en) * 2006-12-15 2008-06-19 General Electric Company System and method for controlling microgrid
US20110144819A1 (en) * 2009-12-16 2011-06-16 Robert Bosch Gmbh Method for non-intrusive load monitoring using a hybrid systems state estimation approach
US20120083935A1 (en) * 2010-10-04 2012-04-05 Wells Charles H Decoupling controller for power systems

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009076640A2 (en) * 2007-12-12 2009-06-18 Pareto Energy Ltd. Electric power distribution methods and apparatus
US8447707B2 (en) * 2009-06-19 2013-05-21 Intelligent Power And Energy Research Corporation Automated control of a power network using metadata and automated creation of predictive process models
US8447435B1 (en) * 2010-04-15 2013-05-21 Science Applications International Corporation System and method for routing power across multiple microgrids having DC and AC buses
US20120029720A1 (en) * 2010-07-29 2012-02-02 Spirae, Inc. Dynamic distributed power grid control system
WO2012037989A2 (de) * 2010-09-24 2012-03-29 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur rechnergestützten regelung der elektrischen energieverteilung in einem dezentralen energienetz
US8970176B2 (en) * 2010-11-15 2015-03-03 Bloom Energy Corporation DC micro-grid
ES2736164T3 (es) * 2011-01-18 2019-12-26 Siemens Ag Dispositivo controlador para el control de un dispositivo convertidor de potencia
CA2833781C (en) * 2011-04-22 2018-01-02 Expanergy, Llc Systems and methods for analyzing energy usage
DK2672624T3 (en) * 2012-06-05 2014-12-01 Siemens Ag Power regulator and generator system
DE102012211267A1 (de) * 2012-06-29 2014-05-22 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Regeln einer Spannung in einem Verteilnetz
US8849715B2 (en) * 2012-10-24 2014-09-30 Causam Energy, Inc. System, method, and apparatus for settlement for participation in an electric power grid

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060229767A1 (en) * 2005-04-08 2006-10-12 Chang Gung University Method for calculating power flow solution of a power transmission network that includes unified power flow controllers
US20080143304A1 (en) * 2006-12-15 2008-06-19 General Electric Company System and method for controlling microgrid
US20110144819A1 (en) * 2009-12-16 2011-06-16 Robert Bosch Gmbh Method for non-intrusive load monitoring using a hybrid systems state estimation approach
US20120083935A1 (en) * 2010-10-04 2012-04-05 Wells Charles H Decoupling controller for power systems

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105356462A (zh) * 2015-12-03 2016-02-24 上海电机学院 风电场谐波预测评估方法
CN105356462B (zh) * 2015-12-03 2017-12-08 上海电机学院 风电场谐波预测评估方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013211840A1 (de) 2014-12-24
CN205829184U (zh) 2016-12-21
US10193342B2 (en) 2019-01-29
US20160141877A1 (en) 2016-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014202426A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum steuern von stromgeneratoren eines teilnetzes innerhalb eines netzverbundes
EP2872777B1 (de) Verfahren zum steuern eines elektrischen erzeugers
EP2873129B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum einspeisen elektrischer energie in ein elektrisches versorgungsnetz
EP3107174B1 (de) Verfahren, steuereinrichtung und system zum betreiben eines teilnetzes eines energieversorgungsnetzes
DE102009017939A1 (de) Windpark mit mehreren Windenergieanlagen sowie Verfahren zur Regelung der Einspeisung von einem Windpark
EP3125397B1 (de) Verfahren, datenverarbeitungsanordnung und computerprogrammprodukt zur nachrüstung eines elektrischen energienetzes
DE102013105444A1 (de) Verfahren zur spannungsstabilisierung in einem elektrischen verteilnetz und vorrichtung hierzu
DE102012212777A1 (de) Verfahren zum Steuern eines Windparks
EP3336995B1 (de) Verfahren, steuereinrichtung und system zum ermitteln von zustandswerten zur beschreibung von betriebszuständen in einem teilnetz eines energieversorgungsnetzes
DE102018116444A1 (de) Verfahren zum Steuern eines Windparks
DE102019116254A1 (de) Verfahren zum betrieb einer energieerzeugungsanlage
DE102013012898A1 (de) System und Verfahren zur Regelung der Frequenz- und/oder Spannungshaltung aus dem Verteilnetz
EP2867971A1 (de) Steuern einer mehrzahl von an einen gemeinsamen netzübergabepunkt angeschlossenen wechselrichtern
EP3075053A1 (de) Verfahren zur rechnergestützten konfiguration eines elektrischen stromnetzes
DE102013216241A1 (de) Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein Versorgungsnetz
EP3376026B1 (de) Verfahren zur regelung der wirkleistungsabgabe eines windparks sowie ein entsprechender windpark
WO2019211034A1 (de) Verfahren zur echtzeitregelung eines energieversorgungs- und verteilersystems
EP3311481B1 (de) Verfahren zur regelung eines selbstgeführten umrichters, selbstgeführter umrichter sowie anordnung zur übertragung elektrischer leistung
EP4120508A1 (de) Verfahren und zentrale rechneranordnung zur vorhersage eines netzzustands sowie computerprogrammprodukt
EP0689732A1 (de) Verfahren und regelanordnungen zur gleichstromübertragung
DE102018124612A1 (de) Steuerung eines lokalen Netzbereichs zur Realisierung einer Local Energy Community mit Fahrplan
DE102015115957A1 (de) Verfahren zur Minimierung einer Netzrückwirkung eines PV-Parks, Wechselrichter und PV-Park
EP3131168B1 (de) Verfahren und anordnung für die ermittlung von messstellen in einem energienetz
EP3621169A1 (de) Inselnetz und verfahren zum betrieb eines inselnetzes
WO2014001055A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur dezentralen regelung einer spannung in einem verteilnetz

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14733108

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14900434

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14733108

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1