Verfahren zur Abbildung spannungsgeführter Hochspannungsgleichstrom-Übertragungssysteme in Netzplanungsprozessen
Produktform: Buch
Europäische und nationale klimapolitische Ziele bedingen die Umstellung der
Stromerzeugung von größeren, lastnahen Kraftwerksblöcken auf Basis fossiler
Brennstoffe zu mitunter lastfernen Energiewandlungseinheiten auf Basis erneuerbarer
Energien. Zudem forciert die Europäische Union (EU) einen diskriminierungsfreien
Stromhandel mit EU-weit unbeschränkten Handelskapazitäten. Folglich
steigt der Transportbedarf im europäischen Verbundnetz hinsichtlich Höhe
und Entfernung bei gleichbleibender Anforderung an die Versorgungssicherheit.
Mit der spannungsgeführten Hochspannungsgleichstromübertragung (VSC-HGÜ)
steht eine Technologie zur Verfügung, mit dessen Einsatz sowohl zusätzliche
Übertragungskapazitäten geschaffen als auch die Systemstabilität im europäischen
Verbundnetz über ein systemdienliches Verhalten positiv beeinflusst werden
kann. Im Rahmen der Netzausbauplanungen des Verbundsystems wird die
VSC-HGÜ nur dann regelmäßig als Maßnahme herangezogen, wenn der ACLeitungsausbau
die Transportaufgabe nicht angemessen lösen kann. Die Möglichkeiten
der Einflussnahme auf die verschiedenen Aspekte der Systemstabilität
spielen dann eine untergeordnete Rolle. Dies ist mit der unzureichenden Abbildung
der VSC-HGÜ in den bestehenden Netzplanungsprozessen zu begründen.
Gegenstand der vorliegenden Dissertationsarbeit ist ein Verfahren zur Abbildung
des systemdienlichen Verhaltens von VSC-HGÜ-Systemen innerhalb der Netzausbauplanung.
Dazu werden herstellerübergreifend die inhärenten Technologiepotenziale
mit Regelstrukturen kombiniert und für den konkreten Einsatz spezifiziert.
Die Spezifizierung der Umrichter und des DC-Übertragungssystems erfolgt
auf Basis einer vorangehenden Charakterisierung der vorausgewählten, ACseitigen
Netzanschlusspunkte. Auf dieser Grundlage können die Umrichter, abhängig
von den Anforderungen an das systemdienliche Verhalten, mit passenden
Regelstrukturen ausgestattet und im Systemkontext parametriert werden. Die
Parametrierung erfolgt automatisiert unter Einsatz einer optimalen Ausgangsrückführung.
Das Ergebnis ist ein Effektivwert-Modell, welches sich in Analysen zur
Systemstabilität einsetzen lässt. Durch die Kombination einzelner Verfahrensbausteine
ist das Verfahren auf bereits projektierte und realisierte VSC-HGÜ-
Systeme ebenso anwendbar wie initiale Projektideen.
Die Validierung des Verfahrens erfolgt anhand einer Anwendung auf die im Jahr
2015 in Betrieb gegangene VSC-HGÜ-Verbindung zwischen Frankreich und
Spanien. Exemplarische Zeitbereichssimulationen zeigen die mögliche Einflussnahme
auf die Stabilität von ausgewählten Synchrongeneratoren auf. Diese Analysen
dokumentieren den Mehrwert einer einsatzorientierten Abbildung der VSCHGÜ-
Technologie in Systemanalysen innerhalb der Netzausbauplanung.weiterlesen