Zur Notwendigkeit von Stabilitätsbetrachtungen von Umrichterinteraktionen bei der Sicherheitsbewertung in Verteilnetzen

Abstract

Zusammenfassung Die Grundlage eines resilienten Energieversorgungssystems bildet u. a. eine zuverlässige Netzsicherheitsbewertung. Der Abstand des aktuellen Netzbetriebspunktes zu den Grenzen des ihn umgebenden sicheren Betriebsbereiches kann hierbei durch die Optimierung von Blindleistungsarbeitspunkten verbessert werden. Bei der Wahl einer spannungsabhängigen Blindleistungsbereitstellung, der sogenannten Q(U)-Regelung, müssen Umrichterinteraktionen von dezentralen Energieanlagen berücksichtigt werden. Dieser Beitrag widmet sich der Bewertung von Q(U)-Charakteristiken in Hinblick auf veränderliche Netztopologien (N-1-Fälle) und Betriebsfälle. Im ersten Teil wird ein Stabilitätskriterium aus Vorarbeiten aufgegriffen, das auf einem zeitdiskreten Modell der Q(U)-Regelung beruht, um zu beurteilen, wie Anstiege und Filterzeitkonstanten der einzelnen Energieanlagen gewählt werden können. Das Verfahren wird um die Berücksichtigung relevanter Netzzustände erweitert, die sich aus der Kombination von Topologiestörungen und Betriebsfällen ergeben. Der zweite Teil des Beitrages widmet sich der Applikation des Kriteriums unter Berücksichtigung dieser vielseitigen Netzzustände. Dabei werden Strategien zur Auswahl einer hinreichenden Anzahl an Netzzuständen hinsichtlich ihrer Kritikalität diskutiert. Als Bewertungsgröße wird dann die Filterkonstante einer Anlagenregelung eingeführt und die Kritikalität der Netzzustände anhand dieser verglichen. Abschließend erfolgt die Anwendung auf Benchmarknetze der Mittel- und Hochspannungsebene.