PDF-Beschreibung der Abschlussarbeit

Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme
Prof. Dr.-Ing. Sören Hohmann
Wilhelm-Jordan-Weg, Geb. 11.20
76131 Karlsruhe | www.irs.kit.edu
Ansprechpartner:
Beginn: nach Absprache
M. Sc. Patrick Sauter
IRS, Raum 202
experimentell
Dauer: 6 Monate
anwendungsorientiert
theorieorientiert
Ihre Interessen:
Tel.: 0721/608-42471
Modellbildung
Optimierung
[email protected]
Identifikation
Regler-/Beobachterentwurf
Masterarbeit
Reduktion von elektrischen
Verteilnetzmodellen für eine prädiktive
Regelung domänenübergreifender
Energienetze
Motivation:
Im Zuge der Energiewende ändern sich die Anforderungen an das Stromnetz in Europa. Die
Energieerzeugung erfolgt verstärkt sowohl regenerativ durch Windkraft, Biomasse und Photovoltaik als auch
konventionell durch lokale Blockheizkraftwerke. Alle diese Formen der Energieerzeugung erfolgen dezentral.
Insbesondere die regenerativen Energien haben dabei einen stark volatilen Charakter, beispielsweise durch
Wettereinflüsse. Die Belastung der Verteilernetze wird dadurch deutlich erhöht und eine Überwachung und
Regelung wird notwendig. Bisher werden Energienetze meist statisch modelliert und Diagnosesysteme zur
Überwachung existieren häufig nur in Übertragungsnetzen. Die Regelung der Energieversorgung erfolgt
ebenfalls nur auf Übertragungsnetzebene.
Aufgabenstellung:
Eine Möglichkeit den durch die eingespeiste regenerative Energie notwendigen Ausbau des
Übertragungsnetzes einzugrenzen, ist die lokale Kopplung und prädiktive Regelung des elektrischen
Verteilnetzes mit Gas- und Fernwärmenetzen über Power-to-Gas Anlagen und Blockheizkraftwerke.
Dadurch kann im resultierenden Energienetz überschüssige elektrische Energie aus erneuerbaren Energien
in den anderen Netzen gespeichert werden, wodurch die Übertragungsnetze entlastet werden.
Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines reduzierten Modellierungsansatzes für elektrische Verteilnetze.
Dies ist für die prädiktive Regelung notwendig, da in der Regel nicht alle Knoten eines Mittelspannungsnetzes
mit Messtechnik ausgestattet sind. Dadurch kann die Prädiktion von Lasten und Leistungsflüssen auch nur
mithilfe der Messwerte dieser Knoten erstellt werden kann. Anhand eines bestehenden Modells des
elektrischen Mittelspannungsnetzes, in dem Spannung und Leistungsflüsse nur an einer begrenzten Anzahl
von Knoten gemessen werden können, soll ein reduziertes Netzmodell erstellt werden. Dieses reduzierte
Modell soll dann in die modellprädiktive Regelung integriert werden. Dabei soll die Regelung mithilfe des
reduzierten Modells auch die Spannungsstabilität des Verteilnetzes sicherstellen.