Planungs- und Optimierungssystem für Elektrizitätsnetze

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Planungs- und Optimierungssystem für
Elektrizitätsnetze
NEPLAN
weltweit erprobt und angewandt
NEPLAN Power System Analysis – eines der
ausgereiftesten Planungs-, Optimierungs- und
Simulations-Tools für Übertragungs-, Verteil- und
Industrienetze.
Zuverlässig – Effizient – Benutzerfreundlich
NEPLAN AG Oberwachtstrasse 2 CH 8700 Küsnacht ZH
Phone +41 44 914 36 66 Fax +41 44 991 19 71
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Datenverwaltung
-
Intuitive und damit sehr benutzer-freundliche grafische Oberfläche
-
Multi-Dokument und multi-window System
-
Alle primäre und sekundäre Netzelement können grafisch wie auch über Tabellen eingegeben
werden (wie in Excel)
-
Die Zeichengröße, wie auch die Anzahl Knoten und Elemente sind unbegrenzt.
-
Umfangreiche Editierfunktionen wie Lösch-, Kopier-, Verschiebe- und Zoom-Funktionen zur
Bearbeitung des Netzplanes (Elemente, Gruppen, Teilnetze) stehen zur Verfügung. Ein Element
kann einfach von einem Knoten zum anderen umgehängt werden.
-
OLE Funktionalität: Daten und Grafik können mit weiteren Programmen ausgetauscht werden
(MS-Excel, MS-Word). Die Dokumentation von Projekten war noch nie so einfach.
-
Die Eingabe der Betriebsmittel erfolgt maskenunterstützt mit Plausibilitätskontrollen. Durch
Einfärbungen wird angezeigt welche Daten für die entsprechende Berechnung benötigt werden
(Kurzschlussberechnung, Transiente Stabilität, ...)
-
Integrierter Varianten Manager (Varianten einfügen, löschen, vergleichen, Ergebnisse
vergleichen, etc.).
-
Schnittstellen zu externen Programmen, z.B. Messdatenerfassungssystemen sind realisierbar.
-
Einfache Übernahme von Katasterdaten um diese dann als Hindergrundbilder für die
Planerstellung zu nutzen.
-
Import gängiger Raster- und Vektorgrafikformate (z.B. PCX, DXF, KML für Google Earth).
-
Das Vereinen und Auftrennen von Netzen ist möglich. Die Definition einer beliebigen Anzahl von
unabhängigen Netzwerkgebieten und -zonen ist möglich. Jedes Element oder jeder Knoten
kann beliebigen Gebieten oder Zonen zugeordnet werden.
-
Umfangreiche Funktionen zur Statistik und Netzdokumentation stehen zur Verfügung.
-
Eine Bibliotheksverwaltung mit umfassenden Bibliotheken für jeden Datentyp erleichtert die
Dateneingabe.
-
Alle Rechenmodule greifen auf eine gemeinsame Datenbank zu.
-
Einfache Analyse und Vergleich von Ergebnissen durch den integrierten Diagramm Manager.
-
Mehr-sprachige grafische Benutzer-Oberfläche.
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Variantenmanagement
-
Redundanzfreie Speicherung und Verwaltung
von Varianten.
-
Folgende Zustände kann man für das Netz frei
wählen:
* jeden gewünschten Schaltzustand
(Topologiedaten)
* jeden gewünschten Lastzustand (Lastdaten)
-
Es ist möglich für jedes Netz eine beliebige
Anzahl von Varianten und Untervarianten
(Variantenbaum) zu definiert. In den
Variantendaten sind nur die Unterschiede zum
Hauptnetz abgelegt.
-
Vergleichen, zusammenfügen und löschen von
Varianten ist einfach möglich.
-
Pläne (Diagramme) von verschiedenen
Projekten und Varianten können zur gleichen
Zeit angezeigt werden.
-
Die Ergebnisanzeige von verschiedenen Varianten in einem Ergebnisfeld erleichtert die
Analyse.
-
Der Diagramm Manager ermöglicht den einfachen Vergleich von Ergebnisvarianten
Mehrplantechnik
-
Ein Netz kann in mehreren Einzelplänen
eingegeben werden, so z.B. das HS-Netz
in einem Plan und das MS-Netz in einem
oder mehreren anderen Plänen.
-
Jeder Plan kann eine beliebige Anzahl von
Grafikebenen beinhalten. Diese
Grafikebenen können eingefärbt, gesperrt,
verborgen oder wieder angezeigt werden.
-
Hinein-zoomen in Stationen: Im
Übersichtsplan wird eine Station als "Black
Box" gezeigt, in einem anderen Plan wird
diese detailliert mit allen Schaltern,
Schutz- und Messgeräten dargestellt
-
Topologische Verknüpfung der Elemente
über mehrere Planebenen.
-
Für Berechnungen werden alle Pläne
berücksichtigt.
-
Beim Vereinen von Netzen werden diese
in verschiedenen Plänen abgelegt.
-
Ein Element kann im selben oder in
verschiedenen Plänen auch mehr als
einmal dargestellt werden.
-
Mit Copy/Paste (OLE) ist das Einfügen von grafische Daten in MS-Word oder andere
Programme möglich.
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Freie Grafik
-
Hilfsgrafiken können zur Dokumentation des
Diagramms genutzt werden.
-
Die Eingabe von Linien, Rechtecken, Ellipsen,
Kreisbögen, Ellipsen-Ausschnitten,
Polygonen, Polylinien und jeder Art von
Bitmaps ist möglich.
-
Eingabe von freiem Text mit wählbarem
Zeichensatz.
-
Farbe für Hintergrund, Vordergrund, Linie
bzw. Umrisse und Füllmuster ist frei wählbar.
-
Funktionen zur Sichtbarmachung von sich
überlappenden Zeichenelementen,
Wiederherstellung, Ausrichtung und Rotation
stehen zur Verfügung
Netzplan-Einfärbung
-
Farben und Linientypen (z.B. gestrichelt)
können frei gewählt werden.
-
Überlastete Elemente nach einer
Lastfluss- oder
Kurzschlussstromberechnung werden
farbig hervorgehoben.
-
Isolierte Elemente können hervorgehoben
werden.
-
Einfärbungen zur Kennzeichnung von
ausgewählten Netzgebieten, Zonen,
Spannungsebenen, geerdeten oder nicht
versorgten Netzteilen und galvanisch
getrennten Netzbereichen.
-
Unterschiede zur Ausgangsvariante oder
zum Grundnetz (root) können eingefärbt
werden.
-
Jedes Element und jede Grafikebene kann
individuell eingefärbt werden.
-
Einfärbung nach Bereichen. Viele
berechnete Variablen können
entsprechend Ihren Werten eingefärbt
werden
(z.B. Elementverluste oder
Spannungsfälle)
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Symbol-Editor
-
Der Anwender kann für jeden
Elementtyp oder Knoten eine
beliebige Anzahl eigener Symbole
erstellen.
-
Benutzerdefinierte Symbol
Bibliotheken.
-
Zugriff auf die Symbol-Bibliothek
während der Netzaufnahme.
-
Bitmap Muster werden verarbeitet.
-
Löschen, Kopieren, Verschieben,
Einfügen, Zoomen, Ausrichten und
Rotieren stehen als Funktionen zur
Bearbeitung des Symbols zur
Verfügung.
-
Die Symbole sind frei skalierbar.
SQL Datenbankanschluss
-
Alle Elemente können von SQL Datenbanken
importiert und exportiert werden. (z.B. Oracle, MSAccess, ...)
-
Die SQL Datenbank beinhaltet alle Betriebsmitte.
(HVDC, SVC, STATCOM, TCSC, UPFC,
Schutzeinrichtungen,...).
-
Die Netzwerktopologie kann gespeichert werden.
-
Grafische Elemente und Knoten können exportiert
und importiert werden.
-
Alle Daten aller Bibliotheken können exportiert und
importiert werden.
-
Schnittstelle zu GIS und NIS oder DMS/SCADA
Systemen.
-
Sehr flexible Speicher und Import Funktionen, wie
z.B. vollständiger Import oder nur update oder das
Speichern von Varianten usw.
-
Partielles lesen Partial von Datenfeldern (z.B. nur die
Leitungslänge lesen und nicht die R und X Werte).
-
Der einfache Ausbau der Datenbank zu einem
Netzinformationssystem ist über die
Datenbankfunktionen möglich.
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Bibliotheksverwaltung
-
Es steht eine umfassende, integrierte
Bibliothekverwaltung zur Verfügung.
-
NEPLAN bietet eine umfassende
Bibliothek mit mehr als 1500
Elementtypen für Leitungen, Synchronund Asynchronmaschinen,
Transformatoren, Stromquellen und
Motorcharakteristiken.
-
Es können eigene Bibliotheken erstellt
werden und zwar für jedes
Betriebsmittel.
-
Während der Netzdatenaufnahme kann
auf die Bibliotheken zugegriffen werden.
Des weiteren ist ein Export von
eingegebenen Daten in die Bibliothek
möglich.
-
Durch Nach einer Änderung der
Bibliotheksdaten kann eine
Aktualisierung aller Netzdaten erfolgen.
-
Die Daten können wie in MS-Excel bearbeitet werden.
-
Import/Export nach MS-Excel mit „drag and drop“.
-
Import/Export zu beliebigen SQL Datenbanken.
-
Teile von Plänen können mit allen technischen Daten in der Bibliothek gespeichert werden (z.B.
IEEE Reglermodelle).
Diagramm Manager
-
Der Diagramm Manager ermöglicht die
Darstellung von Ergebnissen in
verschiedenen Diagrammen. (z.B. Linien-,
Balkendiagramme, ...).
-
Eine beliebige Anzahl von Diagrammen
können in einem Diagramm
zusammengefasst werden.
-
Zu Dokumentationszwecken kann ein
anwenderspezifisches Logo (als Bitmap) in
den Diagrammkopf eingefügt werden.
-
Im selben Diagramm können Ergebnisse
von verschiedenen Varianten dargestellt
und verglichen werden.
-
Mit dem Export des Diagramms in *.JPG
Format ist die Anzeige in beliebigen
Internet Browser möglich.
-
Kopieren/Einfügen in die Zwischenablage
ermöglicht eine einfache Dokumentation
Daten Speicherung und Schnittstellen
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NEPLAN speichert sämtliche Netzdaten, wie Diagramm, Schutzgeräte, Regler, Berechnungsparameter
und Ergebnisse in eine interne Datenbank um die Daten einfacher zu verwalten.
Trotzdem ist NEPLAN ein offenes System. Externe Systeme können einfach auf sämtliche NEPLAN
Daten zugreifen. Es gibt verschiedene Wege diese Daten zu übertragen:
-
NEPLAN Programming Library (NPL)
-
ASCII Dateien (Excel)
-
GIS/SCADA Interface
-
SQL Datenbank
NPL ist eine C/C++ API Bibliothek, die Funktionen verfügt um auf NEPLAN Daten zuzugreifen oder
Berechnungsalgorithmen über ein C/C++ Programm ausführen zu lassen. Weitere Information sind im
jeweiligen Dokument zu finden.
Die ASCII Dateien ermöglichen den Austausch von
-
Elektrischen Parameter der Primärelemente, wie Leitungen, Transformatoren, Generatoren,
Motoren, etc.
-
Lasten, Messdaten und Lastprofile
-
Schutzgeräte-Typen und Einstellwerte
-
Oberschwingungs-Strom- und -Spannungsquellen
-
Regelkreise (Funktionsblöcke)
Die GIS/SCADA Schnittstelle wird von vielen GIS Hersteller unterstützt und stellt eine ASCII-Datei dar,
die die wesentlichen Informationen, wie Diagramm, Elementverbindungen, Schalterstellungen,
Elementtypen und Leitungslänge beinhaltet. Die elektrischen Parameter der Netzelemente werden der
NEPLAN Bibliothek entnommen.
GIS
DB
Developed by GIS manufacturer
Interface GIS/SCADA
Interface
file
NEPLAN
Library
NEPLAN
Results
GIS Interface
Developed by BCP
NEPLAN
IS
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Germany
Engstlatt
Station Kaisterfeld
France
Sierentz
Schlattingen
Gurtweil
Riet
Asphard
Koblenz
Weinfelden
Leibstadt
Muenchwilen
Toess
Lachmatt
Austria
Moerschwil
Wittenwil
Ormalingen
Regensdorf
Birr
Seebach
Rupp
Montlingen
Waldegg
Auwiesen
Niederwil
Aathal
Oftringen
Wollishofen
Faellanden
Mambeli
Thalwil
Lindenholz
Meiningen
Obfelden
Flumenthal
Sursee
Altgass
Pieterlen
Westtirol
Samstagern
Siebnen
Gerlafingen
Littau
Ingenbohl
Mapragg
Kerzers
Pradella
Galmiz
Plattis
Rothenbrunnen
Wattenwil
Mathod
Hauterive
Wimmis
Innertkirchen
Ilanz
Filisur
Goeschenen
Vaux
T.Acqua
Gstaad
Banlieu
La Veyre
Botterens
Ulrichen
Robiei
Peccia
Eysins
Biasca
Fiesch
Veytaux
Ponte
Bitsch
Moerel
Robbia
Bavona
Iragna
Chavalon
Piedilago
Cavergno
Sondrio
Mese
Cornier
Bois Tollot
Foretaille
Avegno
Stalden
Serra
Gorduno
Chandolin
Pressy
Batiaz
Magadino
Vallorcine
Pallanzeno
Musignano
Bulciago
Italy
Valpelline
Avise
ZOOM into STATION Kaisterfeld
P=9.6
Q=10.7
Ploss=0.0
Qloss=0.0
Load=0.0
Kuehmoos
380 kV
2
3
Sierentz
1
P=11.4
Q=13.3
Ploss=0.0
Qloss=0.0
Load=0.0
P=242.1
Q=74.1
Ploss=0.0
Qloss=0.0
Load=0.0
LindenholzEngstlatt
LeibstadtTiengen
220 kV
A
P=-49.0
Q=-19.1
Ploss=0.0
Qloss=0.0
Load=0.0
B
P=-660.1
Q=-270.0
Ploss=0.8
Qloss=67.3
Load=71.3
P=242.4
Q=74.1
Ploss=0.0
Qloss=0.0
Load=0.0
P=660.9
Q=337.3
Ploss=0.8
Qloss=67.3
Load=74.2
Gurtweil
A
LAUFENB-TRAFO2
U=243.353
B
LAUFENB-TRAFO3
U=406.600
P=660.9
Q=337.3
Ploss=0.0
Qloss=0.0
Load=0.0
LAUFENB3 R
U=414.144
LAUFENB3 B
U=406.600
P=-660.1
Q=-270.0
Ploss=0.0
Qloss=0.0
Load=0.0
LAUFENB2 R
U=243.353
LAUFENB2 B
U=240.435
Asphard
Bassecourt
Oftringen220kV 380kV
Muenchwilen
Bickigen
Goesgen
P=-148.2
Q=78.2
Ploss=0.0
Qloss=0.0
Load=0.0
P=172.8
Q=85.3
Ploss=0.0
Qloss=0.0
Load=0.0
P=70.9
Q=-58.4
Ploss=0.0
Qloss=0.0
Load=0.0
P=119.0
Q=-121.4
Ploss=0.0
Qloss=0.0
Load=0.0
P=37.2
Q=12.8
Ploss=0.0
Qloss=0.0
Load=0.0
220kV 380kV
Beznau
P=-105.3
Q=2.3
Ploss=0.0
Qloss=0.0
Load=0.0
Breite
P=512.1
Q=8.0
Ploss=0.0
Qloss=0.0
Load=0.0
NEPLAN AG Oberwachtstrasse 2 CH 8700 Küsnacht ZH
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Das Netzberechnungs- und Simulationssystem NEPLAN besteht aus verschidenen Modulen, die
individuell erworben werden können. Die Module lassen sich wie folgt gruppieren:
Basis Module
• Lastflussberechnung/Ausfallsrechnung
• Kurzschlussberechnung
• Oberschwingungsanalyse
• Motorhochlaufberechnung
• Leitungsparameter-Berechnung
• Netzreduktion
• Investitionsberechnung (Barwertanalyse)
• Dynamische Simulation: RMS-Simulation
• Selektivitätsanalyse
• Distanzschutz
• Zuverlässigkeitsanalyse
• NPL Programming Library (C/C++)
• Schnittstelle GIS/SCADA (SQL, ASCII)
Module für Übertragungsnetze
Module für Verteilnetze
• Basis Module
• N-1 optimalen Lastfluss
• Übertragungskapazitätsanalyse (ATC)
• Dynamische Simulation: RMS, EMT, Phasor
dynamics
• Spannungsstabilität
• Kleinsignalstabilität
• Day-Ahead Congestion Forecast (DACF)
• Asset Management (RCM)
• Berechnung und Auslegung von Erdsystemen
• Basis Module
• Lastvorhersage /Lastprofil
• Optimierung von Verteilnetzen
• Beurteilung von Netzrückwirkungen DACH-CZ
• Optimale Verteilnetz-Verstärkung
• Kapazitive Spannungsstützung
• Phasen-Ausgleichsberechnung
• Optimale Trennstellen und Wiederversorgung
• Thermische Kabelberechnung
• Niederspannungsberechnung
• Fehlerortung
• Asset Management (RCM)
Module für Industrie-/Erzeugungsnetze
NEPLAN Toolbox für Research
• Basis Module
• Kabeldimensionierung
• Lichtbogenberechnung
• Berechnung und Auslegung von Erdsystemen
• Alle Module
• NPL Programming Library (C/C++)
• Matlab/Simulink Interface
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Lastfluss – Generelle Eigenschaften
-
Berechnungsverfahren: Stromiteration, Newton Raphson, erweiterter Newton Raphson,
Spannungsfall (per Phase), DC Lastfluss
-
3-, 2- und 1-phasige AC und DC Systeme, vermaschte und radiale Hoch- bis NiederspannungNetze
-
Erzeugungsanalgen (Wind, Photovoltaic, kleine Wasser-Kraftwerke, Geothermie, etc.)
-
Benutzer-defierte Modellierung mit NEPLAN® C/C++ API.
-
Spannungs- und Leistungskontrolle mit Schrägregler Transformatoren und regelbaren
Dreiwicklungs-Transformatoren.
-
Multi-Terminal HGÜ, PWM und FACTS Geräte, like SVC, STATCOM, TCSC, UPFC
-
Knoten Typen: Slack-, PQ-, PV-, PC-, SC-, PI-, IC-Knoten. Mehr als ein Slack-Knoten möglich.
-
Lastaustausch zwischen verschiedenen Gebieten / Zonen (Area Interchange Control)
-
Vordefinierte Skalierungsfaktoren für schnelle Änderung der Lasten und der Erzeugung
-
Messdaten-Import und Lastestimator
-
Berechnung von Verlustsensitivitäten (PDTF-factors)
-
Leistungsstarke Konvergenzüberwachung mit
Initialisierung
-
Überprüfung von Limiten und entsprechned
Konvertierung der Knotentypen.
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Lastfluss - Ergebnisausgabe
-
Automatische Eintragung der Ergebnisse.
-
’Verschieben’ und ’Löschen’ der Ergebnisfelder
-
Selbstdefinierte Ergebnisausgabe im Hinblick auf Einheiten und Formate..
-
Überlastete Elemente oder Knoten mit Spannungen außerhalb vordefinierter Grenzwerte
werden hervorgehoben.
-
Unterschiedliche Leitungsdicke zeigen ihre Auslastung.
-
Ergebnisse können in einer Textdatei gespeichert werden.
-
Tabellen Ausgabe: Für das gesamte Netz, individuell getrennt für jedes Gebiet / Zone.
Listenausgabe der Leistungsverluste zwischen Gebieten/Zonen.
-
Tabellen Schnittstelle mit MS-Excel
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Kurzschluss - Eigenschaften
-
Standards IEC 60909, IEC 909 / ANSI/IEEE C37.10/C37.13
-
IEC 61363-1 für off-shore oder Schiffs-Anlagen, IEC 61660 für DC Netze
-
3-phasige, 2-phasige und 1-phasige AC Netze oder DC Netze
-
Überlagerungsverfahren mit
Berücksichtigung von Spannungen
aus einer Lastflussberechnung.
-
Berechnung von ein-, zwei (mit und
ohne Erdberührung) und
dreiphasigen Fehlern.
-
Berechnung von frei definierten
Fehlerarten möglich (z.B.
Doppelerdschluss, Fehler zwischen
zwei Spannungsebenen).
-
Berechnung von Leitungsfehlern
(Fehlerort auf der Leitung frei
wählbar) sind möglich.
-
Berechenbare Fehlerstromarten:
Anfangskurzschlusswechselstrom
und -leistung, Stoß-, Ausschalt-,
Dauerkurzschlussstrom, thermischer Kurzschluss- und AusschaltStrom sowie Gleichstromglied.
-
Berechnung von minimalem /
maximalem Kurzschlussstrom.
-
Exaktes Modell für Transformatorsternpunkt-Erdung.
-
Auslegung der Petersen-Spule in
gelöschten Netzen.
-
Strombegrenzung durch Leistungsschalter / MOV.
Leitungskopplung
-
-
Koppelimpedanzen und -kapazitäten im
Mit- und Gegensystem werden bei der
Kurzschlussstromberechnung
berücksichtigt.
-
Stromkreis- und Kopplungsparameter der
Freileitungen werden aus der
Mastkopfbelegung berechnet.
-
Freileitungen mit bis zu 6Phasensystemen und 2 Erdseilen können
berechnet werden.
-
Bündelleiter werden berücksichtigt.
-
Unbegrenzte Anzahl von Freileitungen
können eingegeben werden.
Parameter und Mastkopfbild werden in der SQL-Datenbank gespeichert..
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Kurzschluss-Ergebnisausgabe
-
Automatische Eintragung der Ergebnisse.
-
’Verschieben’ und ’Löschen’ der Ergebnisfelder.
-
Platzhalter werden gespeichert.
-
Selbstdefinierte Ergebnisausgabe im Hinblick auf Einheiten und Formate.
-
Ergebnisse können wahlweise am Anfangsknoten und/oder Endknoten wie auch in der
Elementmitte eingefügt werden.
-
Im Kurzschlussfall werden alle überlasteten Betriebsmittel (Stromwandler, Spannungswandler,
Leistungsschalter usw.) hervorgehoben.
-
Ergebnisse können in einer Ergebnisdatei (ASCII) gespeichert werden.
-
Tabellen Ausgabe: Nach Spannungsebenen sortiert. Kurzschlussimpedanz und alle
berechenbaren Fehlerstromarten werden als Phasenwerte oder als symmetrische
Komponenten ausgegeben.
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Motorhochlauf
-
Identifikation der Motor-Parameter nach
der Methode des kleinsten
Fehlerquadrates
-
Berücksichtigung der Sättigung und der
Wirbelstromverluste im Motor (linear oder
punktweise)
-
Bibliotheken für Standarddaten von
Motoren und zusätzliche Bibliotheken für
Me(s), l(s) und cosphi(s) stehen zur
Verfügung und können vom Anwender
erweitert werden
-
Berechnung des Arbeitspunktes aller
nicht anlaufenden Motoren gemäß ihrer
Last-Charakteristik (Newton-Raphson)
-
Automatisch geregelte Transformatoren
werden nach Anwender-definiertem
Zeitverzug berücksichtigt
-
Eingabe des Lastmoments als
Charakteristik oder als lineare oder
quadratische Lastmomenten-Kennlinie
-
Bibliotheken für Lastmomente stehen zur
Verfügung (können vom Anwender
erweitert werden)
Spannungsfall
-
Berechnung des Spannungsfalles zum zeitpunkt t = 0.
-
Resuzierte Daten für Motoren und Berechnungsparameter nötig.
-
Nicht-anlaufende Motoren können durch vom Anwender definierte Last PQ (konstante Last)
oder wiederstand nachgebildet werden.
-
Überlastete Elemente, Mess- und Schutzgeräte oder Knoten mit Spannungen außerhalb eines
definierten Bereichs werden hervorgehoben
-
Ergebnisse der Spannungsfall-berechnung werden im Netzplan angezeigt
-
Zugang zu den eingegebenen Motordaten und den berechneten Motorparametern durch
Anklicken des Motors im Netzplan
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Ergebnisse
-
Berechnung der Spannung U(t) an vordefinierten Knoten
-
Berechnung der l(t), P(t), Q(t) für jedes angewählte
Element
-
Berechnung von Motorstrom I, Lastmoment M,
elektromagnetischem Moment Me, Wirkleistung P und
Blindleistung Q als Funktion der Zeit oder des Schlupfes
für hochlaufende und nicht-hochlaufende Motoren
-
Ergebnislisten können in Textdateien gespeichert werden
-
Ergebnisse können in Ergebnisdateien zur Auswertung
mittels Tabellenkalkulationsprogrammen (z.B. MS-Excel)
gespeichert werden
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Obwerschwingungsanalyse
-
3-, 2- und 1-phasigen Wechselstromsystemen
-
Planung von Rundsteueranlagen, Auslegung von
Kompensatoren (SVC) und Oberschwingungsfiltern
und Bestimmung der Netzimpedanz für subsynchrone
Resonanzen.
-
Simulation des Frequenzverhaltens von vermaschten
Netzen.
-
U-I und I-U-Empfindlichkeit für jede Frequenz
-
Distributed Parameter Leitermodell angewendet
-
Berechnung der Netzimpedanz und des
Oberschwingungsebenes für jede Frequenz und für
jeden Knoten
-
Frequenzabhängigkeit der Elemente wird
berücksichtigt. Bibliotheken für Frequenzabhängigkeit
stehen zur Verfügung (können vom Anwender
erweitert werden)
-
Automatische Frequenzschrittlänge Kontrolle während
Impedanz Berechnung um Resonanzen zu erkennen
-
Berechnung in der positiven Komponente System (symmetrisch) oder im Phasensystem
-
Berechnung der selbst- und gegenseitigen Leitungsimpedanzen in Abhängigkeit von der
Frequenz
-
Oberschwingungslastfluss (P, Q, I, U, Verluste)
-
Ergebnisse in der Frequenz- oder Zeitbereich
Pegelberechnung
- Strom- und Spannungsberechnung bei allen Frequenzen und an allen ausgewählt Knoten und
Elementen.
- Berechnung des Effektivwertes der Oberschwingungsspannungen und -ströme.
- Berechnung des Klirrfaktors gemäß DIN/IEC und des Distortion Faktors gemäß IEEE.
- Berechnung von Telefon-Kenngrößen (TIF, IT, KVT).
- Vergleich der berechneten Größen mit den Grenzwerten gemäß VDE 0160 oder mit beliebigen
anderen Vorschriften.
- Listenausgabe der Rundsteuerströme und -spannungen bei beliebigen Frequenzen und an
jedem Knoten und jedem Element.
- Automatischer Eintrag der Ergebnisse in den Netzplan.
- Oberschwingungssummenberechnung:Vektor, geometrisch, arithmetisch, gemäß IEC1000-2-6
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Oberschwingungsquelle
-
Oberschwingungsquelle (Strom- und
Spannungsquellen) werden direkt in den Netzplan
eingetragen.
-
Oberschwingungsquelle können direkt zu Lasten oder
zu jeden Leistungselektronikelementen , wie Konverter,
SVC, PWM etc. zugewiesen werden.
-
Unbegrenzte Anzahl von Oberschwingungsquellen
(Strom / Spannung) können berechnet werden.
-
Jede Oberschwingung kann gehandhabt werden, zB
Zwischenoberschwingung durch Sättigungseffekte.
Filterauslegung
-
Filterelemente sind direkt von NEPLAN dimensioniert und
werden automatisch in den Netzplan aufgenommen.
-
Filterelemente: Filter, Serien RLC-Kreise mit oder ohne
Erdverbindung, TRA-Sperren
-
Filterdaten werden in einer Textdatei aufgelistet oder
gespeichert
-
Ergebnislisten können in Textdateien oder in
Ergebnisdateien für die Auswertung mittels
Tabellenkalkulationsprogrammen gespeichert werden (zB
MS-Excel)
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Selektivitätsanalyse
-
Alle Arten von Schutzgeräten mit Überstrom-Zeit Charakteristik können eingegeben werden:
Sicherungsgeräte, Leistungsschalter, UMZ und Inverse-Time Relais, elektronische Relais.
-
Alle Schutzfunktionen (Blockierung, gerichteter und ungerichteter Überstromschutz, gerichteter und
ungerichteter Erdfehler) können jedem Schutzgerät zugeordnet werden.
-
Umfangreiche Bibliotheken mit Schutzgeräten verschiedener Hersteller stehen zur Verfügung und
sind frei erweiterbar.
-
Eingabe freier Charakteristiken um Motoranläufe oder die thermische Belastbarkeit von Leitungen,
Transformatoren etc. nachzubilden ist möglich.
-
Charakteristik kann mittels k-Faktor verschoben werden (inverse-time Relais).
-
Eingabemöglichkeiten für Charakteristika: Punktweise oder Formel gemäß ICE oder
amerikanischem Standard IEEE
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Selektivitätsdiagramm
-
Relais und Stromwandler sind grafisch im Netzplan positioniert
-
Netzplan kann in dem Selektivitätsdiagramm angezeigt werden
-
Automatische Generierung von Selektivitätsddagramme auf Basis von der
Kurzschlussberechnung
-
Unbeschränkte Anzahl von Charakteristiken kann eingebaut werden
-
Die Relaiseinstellungen können direkt in dem Selektivitätsdiagramm geändert werden, durch die
Anpassung von den Kurven entweder mit der Maus oder mit Hilfe der Navigationspfeile
-
Beliebig viele Charakteristiken können in einem Diagramm dargestellt werden
-
Selektivitätsanalyse über mehrere Spannungsebenen hinweg und unabhängig von der
Netzwerksart und –größe
-
Zwei Referenzspannungen der Diagramme können vom Anwender definiert werden
-
Individuelle Einfärbung der Charakteristiken
-
Verwaltung unbegrenzter Anzahl von Diagrammen und Schutzgeräten
-
Export von komplettem Diagramm, um PDF, Word, PNG usw.
-
Möglich, die Pläne aus dem Selektivitätsdiagramm zu drucken
-
Achse Einstellungen und Schriftarten für die Etiketten können auf dem Diagramm geändert
werden
-
Kurzschlussberechnung kann direkt von den Selektivitätsdiagrammen durchgeführt werden
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Übertragung der Stromwerte
-
Kurzschlussströme sowie andere Ströme können in das Selektivitätsdiagramm aufgenommen
werden
-
Unbeschränkte Anzahl von Ströme können in ein Diagramm übertragen werden
-
Import/Export Funktionen
Schutzbibliotheken
NEPLAN bietet umfangreiche Bibliotheken mit den am häufigsten verwendeten Relais-,
Leistungsschalter – und Sicherungstypen. Die Bibliotheken werden ständig aktualisiert und erweitert. Im
Moment werden sie kostenlos mit einem NEPLAN Software-Kauf geliefert oder sie können jederzeit aus
dem Internet von Benutzern mit gültigem Wartungsvertrag heruntergeladen werden.
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Distanzschutz
-
Alle Distanzschutz-Relaistypen (unabhängig des Herstellers) können eingegeben werden.
-
Alle Fehlerarten, inklusive wandernde Fehler auf Leitungen, die im Modul Kurzschluss verfügbar
sind, können nachgebildet werden.
-
Relais mit maximal 4 Impedanz-Stufen, 1 Übergreif-Stufe, 1 Rückwärts-Stufe, 1
Wiedereinschalt-Stufe für Leiter-Leiter und Leiter-Erde Fehler können definiert werden
-
Anregcharakteristik: Überstrom, winkelabhängige Unterimpedanz, R/X-Charakteristik, gerichtete
und ungerichtete Endzeit
-
Eingabe von beliebiger R/X-Charakteristik: MHO, Kreis, Polygon, Linse, usw.
-
Simulation von Fehlerklärungsverfahren in vermaschten Netzen auf dem Kurzschluss-Modul.
Dazu gehört auch die Überstromschutz
-
Automatische Einstellung der Relais unter Anwendung verschiedener Philosophien (wählbar)
-
Kopplungs-Impedanzen und –Kapazitäten des Mit- und Nullsystems, sowie der
Belastungszustand und Zwischeneinspeisungen werden bei der Berechnung der
Netzimpedanzen berücksichtigt
-
Die Impedanz/Reaktanz des Mitsystems oder die Phasenschleifen-Impedanzen werden für jede
be-liebige Kurzschlussart berechnet. Kompensations-Faktoren, wegen der Nullsystem- und
Kopplungs-Impedanz von Leitungen, werden bei der Berechnung der PhasenschleifenImpedanzen berücksichtigt
-
Automatische und benutzerdefinierte Generierung von Staffelpläne
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-
Interaktive Änderung der Relais-Parameter und –Charakteristiken möglich
-
Impedanzen können als Primär- oder Sekundärwerte eingegeben oder dargestellt werden. Iund U-Wandler werden berücksichtigt
-
Verarbeitet während der dynamischen Simulation analoge und binäre Eingangssignale und gibt
binäre Ausgangssignale ab. Binäre Signale sind: Sperre, Freigabe, Mitnahme,
Bereichserweiterung, externe Anregung, Wiedereinschaltungs-Sperre, etc. POTT (Permissive
Overreach Transfer Tripping) und PUTT (Permissive Underreach Transfer Tripping) können
simuliert werden
-
Distanzschutz-Relais kann während dynamischer Simulation mit jedem anderen beliebigen
Relaistyp Signale austauschen
-
Relais können mit Matlab / Simulink oder mit NEPLAN Funktionsbausteine für dynamische
Simulation modelliert werden
-
Schnittstelle zu Relais-Testgeräten. Import/Export des RIO-Formates (Relay Interface by
Omicron)
Ergebnisse
-
Auslösezeit wird im Netzplan und in den Tabellen nach einem Kurzschluss Berechnung
angezeigt werden
-
Anzeige aller berechneten Impedanzen mit den Auslösecharakteristik
-
Mehrere Kurzschlüsse und Auslösezeitpläne können in Diagrammen angezeigt werden
-
Alle berechnete Werte können in einem Excel-basierten Format exportiert werden
-
Fehlerpositionsbestimmung. Fehlerposition wird im Netzplan oder in einer Liste angezeigt,
entsprechend dem zuvor gemessenen Impedanzwert. Toleranz wird berücksichtigt
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Zuverlässigkeitsanalyse
Probabilistische Zuverlässigkeitsanalyse
Quantitative Ergebnisse (Häufigkeit, Dauer, Unterbrechungskosten) für die Beeinträchtigung der
Energieversorgung aufgrund von Komponentenfehlern.
Berücksichtigung
-
des Ausfallverhaltens der Betriebsmittel
-
der Netzbetriebsführung im Normalbetrieb und im Störungsfall
-
der geplanten Netztopologie
-
des Schutzkonzepts
-
der zu erwartenden Erzeugungs- und Lastsituation.
Zuverlässigkeitsanalyse ist geeignet für
-
Durchführung differenzierter Netz- und Variantenvergleiche
-
Untersuchung unterschiedlicher Schaltanlagenkonzepte
-
Schwachstellenanalyse für bestehende Netze
-
Zuverlässigkeitsnachweise für Kundenanbindungen und Erzeugungsanlagen
-
Ermittlung der Häufigkeit kurzzeitiger Spannungseinbrüche
-
Ergänzung zu CALPOS-Main – ein Werkzeug zur Durchführung der zuverlässigkeitsorientierten
Instandhaltung. Mit dieser Strategie können Instandhaltungskosten gesenkt werden.
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Ablauf einer der Zuverlässigkeitsberechnung
Relevante Ausfallarten
Ausfälle erster Ordnung wie
Ausfälle zweiter Ordnung wie
-
Unabhängiger Einfachausfall
-
Überlappende unabhängige Ausfälle
-
Common Mode Fehler
-
Überlappung von Wartung und stochastischem Ausfall
-
Spontane Schutzauslösung
-
-
Mehrfacherdschluss
Unabhängiger Fehler mit Schutzversager oder
Schutzüberfunktion
-
Mehrfachausfall aufgrund von Mehrfacherdschlüssen
Zuverlässigkeitskenndaten
-
Referenzbibliothek mit typischem Komponenten-Ausfallverhalten verfügbar
-
Umfangreiche Bibliotheksfunktionen zum Verwalten spezifischer Ausfallkenndaten implementiert
Berechnete Kenngrößen
-
Unterbrechungshäufigkeit
E(H)
/ 1/a
-
Unterbrechungswahrscheinlichkeit
E(Pr)
/ min/a
-
Mittlere Unterbrechungsdauer
E(T)
/h
-
Kumulierte nicht zeitgerecht
gelieferte Energie
E(W)
/ kWh/a
Kumulierte Unterbrechungskosten
E(K)
/ Euro/a
-
Ergebnisdarstellung
-
Ergebnisse im Netzplan darstellbar
-
Einfärbungen im Netzplan entsprechend
den berechneten Kenngrößen
-
Ergebnisfilterfunktion für
lastknotenspezifische
Schwachstellenanalysen
-
Integrierte Diagrammfunktion zur direkten
Ergebnisauswertung
-
Exportfunktion zur Diagrammbearbeitung in
MS-Excel, MS-Word
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Dynamische Simulator
Simulator Moden
Der NEPLAN Dynamische Simulator ist das fortschrittlichste Tool für dynamische Simulationen auf dem
Markt. Er beinhaltet die folgende vier Simulationsarten:
-
RMS transiente Simulation im DQ0 und ABC (phasen) Bereich
EMT Electromagnetische Simulation im DQ0 und ABC (phasen)
Bereich
Alle notwendigen Modelle und Simulationsmethoden sind mit einer sehr
hohen Genauigkeit und Leistung integriert.
Der NEPLAN Dynamische Simulator implementiert einen einzigartigen
mathematischen Rahmen für große, nicht-lineares System mit schnell /
langsam kontinuierliche und diskrete (Hybrid) -Systeme. Die
automatischen und anspruchsvolle integrierte Initialisierungsalgorithmen
garantieren das vermeiden vom Kämpfen mit jeder Art von Initialisierung. Die angenommene Struktur
gibt auch eine sehr hohe Flexibilität bei der Erstellung benutzerdefinierten Modellen.
Dynamische Modele - Matlab®




BUS3
3.3 kV
u=100.32 %
BUS1
0.69 kV
u=99.80 %
P=-0.341 MW
Q=-0.073 Mvar
L1
P=0.341 MW
Q=0.092 Mvar
BUS2
0.69 kV
u=101.28 %
Umfangreiche Bibliotheken mit vordefinierten
Regelkreise, z.B. IEEE, IEC, Erregersysteme,
Turbinenregler, PSS, HGÜ-Regler, etc.
P=-4.500 MW
Q=-0.200 Mvar
DC
1.15 kV
u=115.00 %
NODE-R
3.3 kV
u=8.03 %
G1d
P=-0.341 MW
Q=-0.264 Mvar
P=-0.341 MW
Q=0.000 Mvar
P=0.341 MW
Q=0.264 Mvar
PWM-R
Modellparameter werden aus Bemessungs- und
Messgrössen ermittelt
P=-0.341 MW
Q=-0.092 Mvar
P=0.341 MW
Q=0.000 Mvar
PWM-G
Grid Side PWM - Controller
Rotor Side PWM - Controller
N-SIG1
Für Research: Simulink® Regler können im
NEPLAN Simulator simuliert werden
N-CTRL1
P1
P
Q1
Q
IDR
IDR
IQR
IQR
CROWBAR
N-PWM-R
N-SIG2
MD
MD
MQ
Auf jede Variable (U, I, P, Q oder Reglersignale) im
Netz/Regler kann zugegriffen werden. Somit sind
Masterregler (z.B. Windpark-Regler oder AGC automatic generation control) einfach zu entwerfen.
N-CTRL2
VDC
VDC
IQ1
IQ
Q2
Q
N-PWM-G
MD
MD
MQ
MQ
MQ
VD1
VD
VQ1
VQ
CROWBAR
Fig.: Vor-definierter Windpark-Regler (PWM, DFIG)
Anwendung

Short-term, Mid-term und Long-term
dynamische Simulation.

Sub-synchrone Resonanzen mit EMT
Simulation

Lastabwurf und Schutzschema

Auslegung HGÜ, FACTS, SVC und dessen
Regelung

Maschinendynamik und Hochlauf-Simulationen

PSS Einstellung mit Eigenwert- und
Sensitivitätsanalyse

Automatic generation control (AGC)

Einhaltung von Grid Codes

Dynamische Sicherheitsaspekte
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Schutzgeräte
-
Min-max-Relais (Überstrom, Spannung,
Frequenz,...): Bis zu 4 Stufen verfügbar, z.B. für
Lastabwurf-Szenarien.
-
Überstrom-Relais und Sicherungen
-
Das Model des Polschlupf-Relais beinhaltet
auch binäre Eingangssignale von externen
Quellen.
-
Distanzschutz mit beliebiger Charaketristik:
Auslöser, Zonen, binäre Eingangssignale von
externen Quellen.
Benutzer-definierte Schutzsysteme möglich:
Beschreibung der Funktion durch algebraische
Ereignisse und Schalthandlungen
-
Unbegrenzte zeitliche Abfolge von Störungen und Schalthandlungen definier- und speicherbar.
-
Jedes Ereignis kann mehr als nur ein Störfall haben.
-
Symmetrische und Unsymmetrische Fehler auf Sammelschienen, Knoten-Elemente, Zweige.
-
Verlust der Erregerspannung
-
Verschiedene Schalthandlungen (feed-forward control in Regelkreise, cross coupling von
Schutzgeräte, Ein/Ausschalten von Leitungen, Transformatoren, Generatoren, etc.).
-
Lastabwurf-Szenarien (auch in Zusammenhang mit Frequenzrelais).
-
Ermittlung der kritischen Fehlerlösch-Zeit für Stabilität
-
Störung mit Funktionsgeneratoren (Schritt, Rampe, Sinus function oder Kombination).
-
Hochfahren von Motoren mit Hochfahreinrichtung.
-
Benutzer-definierte Ereignisse (jede Variable im Netz oder Regelkreis) kann modifiziert werden
-
oder Differential Gleichungen oder Funktionsblöcke
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In Forschung und Entwicklung muss die Möglichkeit bestehen
eigene Netzkomponenten modellieren zu können. Unter
anderem sind dies:
- spezielle Lastflussmodelle
- spezielle dynamische Modelle für Maschinen oder Lasten
- Regler für Windanlagen oder FACTS Geräte
- Gebietsübergreifende Netzwerk-Regelsysteme
- detaillierte Modellierung von Schutzgeräten
- etc.
Modellierungsmöglichkeiten für
Forschungsanwendungen
NEPLAN® bietet umfangreiche Möglichkeiten um solche
nutzerdefinierten Modelle (UDM) zu definieren and sie in
existierende NEPLAN® Modelle zu integrieren. Zudem kann
über die C/C++ API oder die NEPLAN® Programmierbibliothek auf NEPLAN® Daten zugegriffen werden. Die
Modelle (UDM) werden im Binärformat verwendet, um die
Arbeit und das Wissen der Anwender zu schützen.
-
Modellierung mit C/ C++ API
-
Funktionaler Blockdiagramm -Editor
-
Modellierung in Matlab® mit DSAR
-
Verwendung von in Simulink®
definierten Modellen und Reglern
L5-2
User-defined LF model controlling
P=2 MW and I=20 A at line 4-8
1) Lastflussmodelle können mit NEPLAN® C/C++
API definiert werden. Grundsätzlich werden die
Lastflussgleichungen in C/C++ geschrieben. Die
kompilierte DLL Datei wird dann in den NEPLAN®
Grafikeditor übertragen. Ein Neplan Dialog zeigt nun
die Parameter und Signale, welche das Modell
definieren.
P=-2.57 MW
I=45.68 A
P=-7.17 MW
Q=-10.81 Mvar
P=3.76 MW
I=35.20 A
THIRTEEN
U=8.8 kV
Uang=0.659 °
LIN 2-4 2
P=7.17 MW
I=853.54 A
P=-3.76 MW
I=35.24 A
P=2.58 MW
I=44.96 A
FIVE
U=65.3 kV
Uang=-0.141 °
P=2.00 MW
I=20.00 A
TRA6 -13
P=-2.58 MW
I=44.96 A
LIN 5- 6
LIN 4- 8
P=-7.15 MW
I=111.62 A
P=-2.00 MW
I=20.01 A
EIGHT
U=65.0 kV
Uang=-0.235 °
P=2.59 MW
I=43.87 A
SIX
U=65.7 kV
Uang=-0.069 °
Exponential Recovery Load Model
2) Mit dem Blockdiagrammeditor kann der
Anwender auf einer grafischen Oberfläche
dynamische Modelle für Regler sowie
Primärkomponenten und Lasten entwerfen. Das
Beispiel auf der Rechten zeigt ein dynamisches
Lastmodell (exponential recovery load model).
Input
VT
VD1
Polar
Polar
Ps
Input
Power
LAG
P
VQ1
xp
S
LS
P1
Output
S
xp
P1
Pt
Power
P
LT
Source
P0
Qs
Power
LAG
P
Q1
xq
S
BS
Output
S
xq
Q1
Source
Q0
Qt
Power
P
BT
3) Das Modell kann direkt durch DSAR Gleichungen
(Differential Switched-Algebraic State Reset) in
Matlab® beschrieben werden. Das NEPLAN® Matlab® Interface generiert automatisch eine binäre
DLL Datei, welche den anwendergenerierten
Komponenten im NEPLAN® zugewiesen wird.
Paramter und externe Signale können in einem
NEPLAN® Dialog gesetzt werden.
%----------DSAR model ------------f_equations:
%-----------------------------------------dt(dVf)= 1/TR*(VT - dVf)
dt(dEFD)= 1/TA*(KA*xtgr - dEFD)*NOLIMIT
dt(dxi)= xerr - xtgr
if t < 0
dt(dVref) = VT - Vsetpoint
else
dt(dVref) = 0
end
Input
UDBlock( 2 x 1 )
Output
Simulink
EFD
VT
Input
W
4) Es besteht die Möglichkeit direkt Modelle und
Regelkreise von Simulink® zu nutzen. Simulink®
and NEPLAN® werden gleichzeitig betrieben und
tauschen periodisch Daten aus.
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Netzreduktion
Dieses Modul dient zur Reduzierung der Größe eines Netzwerkes indem Sammelschienen und
Netzwerkelemente (Leitungen, Transformatoren,...) die verbunden sind, mit einem kleineren jedoch
exakten, numerisch äquivalenten Netzwerk nachgebildet werden. Dieses so ermittelte Netzwerk hat
weniger Sammelschienen und Zweige als das Original, jedoch je nach Wahl, für Lastfluss und
Kurzschluss das gleiche Verhalten als wäre es nicht reduziert.
Die Reduktion kann durchgeführt werden für
-
Symmetrischen und unsymmetrischen Kurzschluss nach IEC60909, IEC909, ANSI/IEEE,
Überlagerungsverfahren und
-
Lastflussberechnung
Mit dem reduzierte Netzwerk werden die gleichen Kurzschluss- und Lastflussergebnisse berechnet wie
im nicht reduziertem Netz.
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Eingabe
-
Netzwerk für Kurzschluss- und Lastflussberechnung
-
zu reduzierende Knoten
-
Funktionen um einen Netzwerkbereich zu reduzieren sind verfügbar
-
Weitere innerhalb des zu reduzierenden Bereiches liegende Knoten werden automatisch
gelöscht.
Ausgabe
-
Längs- und Querersatzimpedanzen können in der Datenbank gesichert werden.
-
Längs- und Querersatzimpedanzen beinhalten Daten für Mit-, Gegen- und Nullsystem, je
nach Netzreduktion (Kurzschluss, Lastfluss)
-
Bei der Lastfluss Netzreduktion werden Ersatz Einspeisungen und Generatoren berechnet.
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NEPLAN Programming Library (C / C ++)
NEPLAN Programming Library – NPL its eine C/C++ API-Bibliothek, die Benutzer NEPLAN Daten
zugreifen und Rechenmaschinen kundenspezifische Berechnungsalgorithmen durch eine C / C ++
Programm entwickeln ermöglicht. Die für die Erstellung der C / C ++ Programm, das eine Dynamic Link
Library (DLL) ist, verwendete Compiler, ist MS Visual Studio 2008 und höher.
Funktionen
Einige der Grundfunktionen in der NPL enthalten sind
-
Zugang und Änderung jeder Variablen jeder Komponente
Ausführung jeder Analyse/Berechnungsfunktion
Hinzufügen und Entfernen von Komponenten des Netzwerks und Manipulation ihrer grafischen
Informationen (Koordinaten, Symbole, usw.)
Applikationen
NPL gibt Benutzer die Freiheit, Lösungen angepasst an
persönlichen Bedürfnisse zu bauen. Unter den zahlreichen
Möglichkeiten, üblichen Anwendungen der NPL sind:
-
-
-
-
-
Implementation von NEPLAN in einer SmartgridUmgebung
Verwendung von NEPLAN im Batch-Modus (z.B.
Ausführen mehrerer Lastströme und
Kurzschlussberechnung Fällen)
Erstellung kundenspezifischer Schnittstellen (z.B. GIS,
SCADA/DMS, DACF, CIM, usw.)
Entwicklung eines Netzwerk-Master-Controllers mit
Ereignissen (wie zB “wenn u <90%, Reservegenerator
einschalten”) und Ausführung der Anwendung in einem
quasi stationären Betrieb
Überprüfung des Schutzverhaltens unter
verschiedenen Netzwerkbedingungen
Verwendung von NEPLAN als Server und Verbindung
von NEPLAN zu einem TCP / IP-Bus. Der Kunde kann
alle NPL-Befehl an den NEPLAN Server senden (z.B.
Lauflastfluss , offener Schalter, Lastwechsel, usw.)
Verwendung von NEPLAN als Online-System und
Design einer DMS-Anwendung mit Verwendung des NEPLAN grafischen Editors und der
Analyse-Tools
Entwicklug maßgeschneiderten Rechenalgorithmen (zB OPF, Zuverlässigkeit, Kondensator
Platzierung etc.)
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Lastfluss mit Lastprofil
Eingabedaten
-
Wählbare Lasten und Lastprofile
(Tages-, Wochen-, Monats- und
Jahresprofile)
-
Unbegrenzte Anzahl von Lastprofilen
für Verbraucher und Erzeuger (z.B.
Haushalte, Industrie, ...)
-
Import von Messdaten und bekannten
Lastfaktoren.
Berechnung
-
Lastflussberechnung (Lastprognose) und Zeitsimulation
-
Wählbare Zeitachse
-
Kombination von Zeitintervallen
-
Lastausgleichsmodus: Lasten können automatisch so
angepasst werden, das sich die Lastflussergebnisse
den gemessenen Werten anpassen.
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Ergebnisausgabe
-
Zeitverhalten und Wertebereich in Diagrammen.
-
Charakteristik des Netzes, der Elemente und
Knoten (Spannungen, Ströme, Auslastung,
Leistung, Verluste,...)
-
Alle Ergebnisse können gedruckt oder verglichen
werden.
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Optimale Wiederversorgung
Dieses Modul wurde entwickelt um den Einfluss eines Elementausfalls (z.B. Fehler auf Leitung) oder
einer geplannten Ausschaltung auf das Verteilnetz zu ermitteln. Es findet die optimale
Wiederversorgung unversorgter Verbraucher. Dieses Modul kann als off-line oder auch on-line
Applikation verwendet werden. Im zweiten Fall muss eine Verbindung zum SCADA/DMS vorhanden
sein.
Die folgenden Optimierungen (Zielfunktion) sind möglich:
 Minimale Netzverluste
 Minimale Anzahl überlastete Elemente
 Minimiere die Belastung der Elemente
 Maximale Knotenspannungen
Wiederversorgungsstufen
 Vier Wiederversrgungsstufen können
evaluiert und in eine Fehler-Historie
Datenbank abgelegt werden:
- Auftritt des Fehlers
- Isolation des Fehlers -> NEPLAN
zeigt die unversorgten Verbraucher
- Wiederversorgung unversorgten
Verbraucher -> NEPLAN zeigt alle
widerversorgte Verbraucher an
- Normalzustand nach Beseitigung des
Fehlers
Optimal Restoration Strategy
Objective Function: Minimize Losses
 Alle Stufen der optimalen Wiederversorgung mit den Schalthandlungen
werden im Diagramm angezeigt.
Close switch
(28/0 - 85/0)
Close switch
(85/1 - 31/0)
Open switch
(95/1 - 37/0)
DMS On-Line Applikation
 Die Schalthandlungen von allen
Wiederversorgungsstufen, sowie die
Zielfunktion werden in einer Tabelle
gezeigt oder können in einem externen
System weiter verwendet werden (z.B. in
einer DMS Applikations)
 Alle Dialoge und Wiederversorgungsalgorithmen sind über C++ API, die NPL
- NEPLAN Programming Library
verfügbar. Mit NPL können auf NEPLAN
Daten und Funktionen zugegriffen
werden. Dies ermöglicht eine benutzerdefinierte Wiederversorgungsstrategie
zu implementieren.

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
Optimierung von Verteilnetzen
Ziel
Minimimierung der MW Netzverluste und Verbesserung
des Spannungsprofils mit folgenden Kriterien (alle optional):
Trennstellen-Optimierung
-
Optimale Kompoundierung der Transformatoren
-
Optimaler Leistungsfaktor der dez. Erzeugung
-
Optimale Sollspannung des UW-Transformators
-
Optimale Einstellung der Verteiltransformator-Stufen
-
Optimierung für Normalbetrieb oder N-1
Limiten
-
MS und NS Spannungsgrenzen
-
Thermische Grenzen von Kabeln und Transformatoren
Lastsituation
-
Lastbereich definiert durch maximaler/minimaler
Skalierungsfaktors und Lastdaten-Import
vorher
nachher
Kapazitive Spannungsstützung
Für einen Abgang wird der beste Einbauort und Grösse
einer Kompensation bestimmt, so dass die MW Verluste
minimal werden. Die Ergebnisse sind:
-
Knoten an welchem die Kompensation eingebaut
werden soll
-
Die Grösse der Kompensation in MVAR
-
die Reduktion der MW Verluste in %.
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Asset Management
Due to radical changes taking place in the energy markets the affected companies feel a constantly
rising pressure to cut costs. Among others, there is considerable potential for this in the field of
maintenance. Selecting a suitable maintenance strategy can result in a substantial reduction of
maintenance costs without putting the required functionality at risk.
In order to achieve the required cost savings, an individual, accurate and verifiable valuation of assets is
essential. This module allows the user to evaluate each asset with a self-defined assessment system
and realize an effective short and middle term maintenance planning.
General Characteristics
-
-
Data can be stored in any database (e.g. Oracle, MS-Access, SQL Server etc.) or directly in a
NEPLAN file
Allows easy integration to existing ERP systems (e.g. SAP)
Assessment criterion can be added or changed by the user
Allows quickly to assess the conditions of the components
Different charts give a useful overview over the overall conditions of the components
A budgeting evaluation tools is available, which calculates the costs for the following
maintenance strategies:
o TBM Estimation (estimated time based maintenance)
o TBM (time based maintenance)
o CBM (condition based maintenance)
o RCM (reliability based maintenance)
Integrates smoothly with our famous NEPLAN-Reliability module
Using the RCM module in NEPLAN any calculation result can be used to calculate condition or
importance (e.g. use calculated loadings for lines, ENS (Energy Not Supplied), … )
Can be excellently used for reinvestment strategies
Results
Due to NEPLANs up-to-date technology and advanced visualization functions the evaluation and
processing of results was never easier.
-
Display asset valuation results for each asset individually
The style of each diagram is customizable and can be saved and reloaded if necessary
Show results in diagrams or tables
Export of tables to ASCII files or MS-Excel
Export of diagrams to jpeg
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Asset Simulation
Eine wichtige Aufgabe des Asset Management Prozesses ist die Entwicklung von mittel- und
langfristigen Anlagenstrategien. Das Ziel ist die Funktionalität und Qualität des Systems so
kostengünstig wie möglich sicher zu stellen. Neben Effizienz und Qualität des Systems spielen auch
andere ökonomische Faktoren (z.B. Discounted Cash Flow) eine entscheidende Rolle bei der Definition
einer besten Strategie für das Anlagenportfolio.
Aus diesem Grund ist es essenziell ein Simulationstool in der Hand zu haben, welches nicht nur das
komplexe Alterungsverhalten der Anlagen abbilden kann, sondern auch ökonomische Entwicklungen
(z.B. Zinsentwicklung), mögliche unternehmerische Entscheidungen (z.B .Budget) und deren
Auswirkungen auf die Anlagen im Einzelnen aber auch auf das System als ganzes.
Allgemeine Eigenschaften
-
Anzahl und Art zu simulierender Assets unbegrenzt (Elektrische, Gas, Wasser, Fernwärme
Netze, Kraftwerksanlagen …)
Feie Definition von Anlagengruppen (Modellierung eines Unterwerks mit allen Details oder
Gruppierung von Anlagen falls passend)
Verschiedene Simulationsmethoden (statistik-, alters-, zustandsbasiert oder Kategorisierung in
Klassen)
Eingabe von zeitabhängigen Parametern (steigende Zinsen, Kosten … )
Mit den Szenariomanager können unterschiedliche Entwicklungen miteinander verglichen
werden (Budgets, Nutzungsdauern, Kosten …)
Sensitivitätsanalyse für alle Simulationsparameter verfügbar
Instandhaltungsmassnahmen können zeit- oder zustandsbasiert definiert werden
Definition altersabhängiger Zyklen und Möglichkeit Auswirkungen der IH-Massnahmen
abzubilden
Modellierung von Anlagenreduktion-, Zubau- oder Substitution durch andere Anlagentypen
(Substitution von Freileitungen durch Kabel)
Budgets können hierarchisch, zeitabhängig und für jede Anlagengruppe individuell eingegeben
werden
Kennzahlenbaum für Ergebnisdarstellung selbst definierbar
Ergebnisse
Dank der Verwendung der neuesten Softwaretechnologie war die Darstellung und Verarbeitung von in
NEPLAN generierten Ergebnissen nie einfacher.
-
Ergebnisse können für die selbst definierten Anlagengruppen oder einzelne Anlagen dargestellt
werden
Ergebnisdarstellung individuell anpassbar durch Benutzung von “drag and drop”
Die grafische Darstellung kann detailliert angepasst und abgespeichert werden
Ergebnisse können in Diagrammen oder Tabellen gezeigt werden
Export von Tabellen zu ASCII Dateien oder MS-Excel
Export von Diagrammen als Bilddatei
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Kleinsignalstabilität
Das NEPLAN-Modul Kleinsignalstabilität ist eine Eigenwert-Analyse (Modal Analyse) für elektrische
Netze. Es verbindet eine einfache Handhabung mit der aktuellster Technik und Standards in
elektrischen Netzen und Software-Programmierung. Wie alle anderen Module ist auch die
Kleinsignalstabilität nahtlos in NEPLAN integriert .
Anwendungen
-
Analyse von Polradschwingungen von Generatoren (interarea Schwingungen oder
Swingungen innerhalb einer Area)
Analyse von sub-synchronen Schwingungen/Resonance (SSR)
Identifikation von Generatorgruppen oder -untergruppen, die an Schwingungen teilnehmen
(Partizipationsfaktoren)
Bestimmung der Schwingungsdämpfung und dessen Optimierung
Auslegung und optimalen Einbauort für Power system Stabalizer (PSS)
PSS tuning
Sensitivität zwischen Regelparameter und Eigenwert
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Allgemeine Eigenschaften
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Parameter scanning und Sensitivität zu Eigenwert
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Automatische Linearisierung des elektrischen Netzes mit Generatoren, statische Lasten,
Regelkreise, etc.
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Erweiterte Generatormodelle: Spannungsquelle, klassisch, transient, subtransient und
generelles Modell. Sättigung für beide Achsen, d- und q-Axe
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Automatische Berechnung der Eigenwerte, Eigenvektoren, Mode Shapes, Partizipationsfaktoren
für Eingenwerte und Zustandsvariablen
-
Textergebnisse: Ergebnisse werden in einer klaren Form präsentiert und lassen sich für weitere
Auswertungen einfach aufarbeiten
-
Graphische Ergebnisse: Ergebnisse lassen sich graphisch darstellen, drucken und auch
exportiert werden (MS-Word)
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Das dynamische Netzmodel ist gleich wie dasjenige des NEPLAN Simulators. Das Modul
Lastfluss gilt als Basis für dieses Modul
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Spannungsstabilität
Das Modul Spannungstabilität ist vollständig ins Programmpaket NEPLAN integriert. Es bieten 3 Verfahren für
die statische Spannungsstabilitätsberechnung an: U-Q-Kurven, P-U-Kurven, U-Q-Sensitivitäten. Dieses Modul
erlaubt die gleichzeitige Analyse von verschiedenen Systemzuständen. Es ist ein optimales Tool, um die
Ursachen und Hintergründe von Spannungsstabilitätsproblemen zu erkennen.
Anwendungen
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Identifikation von schwachen / nicht regelbaren / unstabilen Netzbereichen
-
Identifikation von schwachen / stark belasteten Verbindungsleitungen
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Optimale Verteilung der Blindleistungsreserven, um einen genügend grössen Abstand zur
Spannungsinstabilitätsgrenze zu wahren
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Spannungssensitivität
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Abhilfemassnahmen, um die Spannungsstabilität zu verbessern
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Haupteigenschaften
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Automatische Berechnung von P-U-Kurven, U-Q-Kurven, Sensitivitäten dU/dQ
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Numerische Ergebnisse: alle Ergebnisse sind in Tabellenform verfügbar
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Grafische Ergebnisse: sämtliche Ergebnisse sind auch als Diagramme abrufbar
-
Eingabedaten: Standard-Lastflusseingebedaten
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Nettoübertragungskapazität (NTC)
Dieses Modul berechnet den Limit-Übertragungswert in MW
zwischen zwei Regelbereichen (Quelle und Senke), der verfügbar
ist, ohne Verletzung der Sicherheitslimits.
Allgemeine Eigenschaften
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ETSO Methodik (Lastfluss basiert, MW
Generationswechsel)
Flexibilität bei der Behandlung der Limits (individuelle
Aktivierung der Limits)
Berücksichtigung von benutzerdefinierten Notfallszenarien
Berücksichtigung von Übertragungssicherheit Margin (TRM )
Ergebnisse
Das Ergebnis ist eine Liste der Limitsüberschreitungen füre jeden Schritt der Erhöhung der MW
Übertragung von der Quelle zur Senke im Vergleich zu:
-
dem Basisfall
jedem Notfall Fall
Das Modul bietet die Berechnung der Gesamtübertragungskapazität (TTC) und der
Nettoübertragungskapazität (NTC).
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Beratung
Die NEPLAN AG ist Mitglied der international tätigen NEPLAN®-Consulting Gruppe, die aus 250
Experten in verschiedenen Ländern besteht und eine grosse Erfahrung im Bereich Netzstudien undberatung besitzt.
Unsere Dienstleistungen basieren auf
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20-jährige Erfahrung in Systemberatungen mit über 1000 realisierten Projekte als Referenz,
Grosse Fachkompetenz in der Abwicklung grosser Netzstudien (grosse Netze, dynamische
Simulationen, Oberschwingungsanalysen, …),
modularer Ansatz, der kundenspezifische Lösungen ermöglicht,
dem Netzberechnungssystem NEPLAN mit Schulungen und Feldmessungen zur Verifikation,
dem Einsatz des NEPLAN Asset Mangement Tools zur Optimierung der OPEX und CAPEX
in Systemstudien
NEPLAN-Consulting® Gruppe hat Erfahrung in den folgenden Bereichen (um Missverständnisse zu
vermeiden, wurden nur die Titel übersetzt):
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Erneuerbaren Energiequellen
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Markt und individuelle Asset Bewertung
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Machbarkeitsstudien/Systemauswirkungen/Anlagen-Ausbau
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Analyse verfügbarer Übertragungskapazität
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Industrienetze
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Dynamische Simulation und Regelung
-
Transient Stabilität und Isolationskoordination
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Oberschwingungsanalyse
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Zielnetzplanung / Verteilnetzplanung
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Zuverlässigkeitsanalyse
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Schutzauslegung und -coordination / Regelung
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HGÜ
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Flexible AC Transmission (FACTS)
-
Erdungsberechnung und -auslegung, Elektromagnetische Felder und Interferenzen
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