Wirkleistungsferntransport: ein ganzheitlicher Lösungsansatz zu den neuen Anforderungen an das elektrische Übertragungssystem
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| Format: | Thesis Book |
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| Published: |
2007
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| adam_text | WIRKLEISTUNGSFERNTRANSPORT - EIN GANZHEITLICHER LOESUNGSANSATZ ZU DEN
NEUEN ANFORDERUNGEN AN DAS ELEKTRISCHE UEBERTRAGUNGSSYSTEM VON DER
FAKULTAET FUER MASCHINENBAU, ELEKTROTECHNIK UND WIRTSCHAFTSINGENIEURWESEN
DER BRANDENBURGISCHEN TECHNISCHEN UNIVERSITAET COTTBUS ZUR ERLANGUNG DES
AKADEMISCHEN GRADES EINES DOKTOR-INGENIEURS GENEHMIGTE DISSERTATION
VORGELEGT VON DIPLOM-INGENIEUR MATTHIAS MUELLER-MIENACK, GEB. MUELLER
GEBOREN AM 06.02.1976 IN MERSEBURG VORSITZENDER: GUTACHTER: GUTACHTER:
TAG DER MUENDLICHEN PRUEFUNG: PROF. DR.-ING. GUENTER PFEIFFER (BTU COTTBUS)
PROF. DR.-ING. HARALD SCHWARZ (BTU COTTBUS) PROF. DR.-ING. RAINER BITSCH
(UNIVERSITAET HANNOVER) 06. SEPTEMBER 2007 WIRKLEISTUNGSFERNTRANSPORT
VERZEICHNISSE INHALTSVERZEICHNIS ABBILDUNGSVERZEICHNIS V
TABELLENVERZEICHNIS IX FORMELZEICHEN X ABKUERZUNGEN X VORWORT. 1 1
EINLEITUNG 2 2 NEUE ANFORDERUNGEN AN DAS UEBERTRAGUNGSSYSTEM 4 2.1 NEUE
ANFORDERUNGEN UND NETZSICHERHEITSPFLICHTEN 4 2.2 MASSNAHMEN ZUR
GEWAEHRLEISTUNG DER NETZSICHERHEIT 6 2.2.1 NETZSICHERHEIT BEIM
GRENZUEBERSCHREITENDEN HANDEL 6 2.2.2 HANDHABUNG UND VORBEUGUNG VON
NETZGEFAEHRDUNGEN 8 2.2.2.1 SICHERHEITSRELEVANTES ERZEUGUNGSMANAGEMENT 8
2.2.2.2 NETZAUSBAURELEVANTES ERZEUGUNGSMANAGEMENT 8 3 VERFAHREN UND
KRITERIEN ZUR NETZOPTIMIERUNG 9 3.1 NETZOPTIMIERUNG NACH STAND DER
TECHNIK 9 3.1.1 NETZOPTIMIERUNG IN DER PRAXIS 9 3.1.2 ANALYTISCHE
NETZOPTIMIERUNGSMETHODEN FUER BENCHMARKING UND ANREIZREGULIERUNG...9 3.2
DAS UNZULAESSIGE NETZBELASTUNGSINTEGRAL ALS NEUES OPTIMIERUNGSKRITERIUM
12 4 MOTIVATION ZUR NETZOPTIMIERUNG EINES BSP.-UEBERTRAGUNGSNETZES 14 4.1
PROGNOSE DER INSTALLIERTEN LEISTUNGEN AUS EMEUERBAREN ENERGIETRAEGERN 14
4.2 LEISTUNGSBILANZEN EINES PLANERISCHEN SZENARIOS 2015 15 4.3
ANGENOMMENE NETZAUSBAU- UND NETZVERSTAERKUNGSMASSNAHMEN BIS 2015 17 4.4
NETZBELASTUNGEN GEMAESS LEISTUNGS-SZENARIO 2015 18 4.4.1 RANDBEDINGUNGEN
DER LASTFIUSSBERECHNUNGEN UND DER ERGEBNISAUFBEREITUNG 18 4.4.2
NETZBELASTUNGSKURVE BEI STARKLAST OHNE WINDEINSPEISUNG (VAR. 1 A) 19
4.4.3 NETZBELASTUNGSKURVE BEI SCHWACHLAST OHNE WINDEINSPEISUNG (VAR. 1B)
20 4.4.4 NETZBELASTUNGSKURVE BEI STARKLAST MIT STARKWINDEINSPEISUNG
(VAR. 2A) 21 4.4.5 NETZBELASTUNGSKURVE BEI SCHWACHLAST MIT
STARKWINDEINSPEISUNG (VAR. 2B) 22 4.5 FAZIT 23 5 MASSNAHMEN ZUR ERHOEHUNG
DER UEBERTRAGUNGSKAPAZITAET 24 5.1 GRUNDSAETZLICHE TECHNIKEN ZUR ERHOEHUNG
DER UEBERTRAGUNGSKAPAZITAET 24 5.1.1 NETZAUSBAURELEVANTE
UEBERTRAGUNGSTECHNIKEN 24 5.1.2 NETZVERSTAERKUNGSRELEVANTE
UEBERTRAGUNGSTECHNIKEN 25 5.2 IDENTIFIKATION EINES GEEIGNETEN
UEBERTRAGUNGSPRINZIPS 25 5.2.1 HOCHSPANNUNGS-DREHSTROMUEBERTRAGUNG (HDUE)
25 5.2.2 HOCHSPANNUNGS-GLEICHSTROMUEBERTRAGUNG (HGUE) 27 5.2.3
HOCHSPANNUNGS-MISCHSTROMUEBERTRAGUNG (HMUE) 29 5.3 IDENTIFIKATION EINER
FUER DEN NETZAUSBAU GEEIGNETEN TRASSENUMBAUTECHNIK 32 5.3.1
GENEHMIGUNGSRECHTLICHE ASPEKTE BEIM TRASSENUMBAU 32 5.3.2
TRASSENUMBAUOPTIONEN 33 5.3.2.1 TRASSENUMBAU DURCH MASTERHOEHUNG 33
5.3.2.2 TRASSENUMBAU DURCH MASTERSATZ 35 5.3.2.3 TRASSENUMBAU DURCH
ZUSAETZLICHE MASTEN 35 /// WIRKLEISTUNGSFERNTRANSPORT VERZEICHNISSE 5.4
NUTZWERTANALYSE VON TRASSENUMBAUOPTIONEN UND TRASSENNEUBAU 36 5.4.1
EINLEITUNG ZUR NUTZWERTANALYSE 36 5.4.2 ZIELKRITERIEN DER
NUTZWERTANALYSE 37 5.4.3 ZIELKRITERIEN-AUSPRAEGUNGEN UND
RANGZAHLENZUORDNUNG 37 5.4.4 GESAMTNUTZENERMITTLUNG 38 5.4.5
SENSITIVITAETSANALYSE ZUR ERGEBNISPRUEFUNG 38 5.5 FAZIT: TRASSENUMBAU ZUR
INTEGRATION ZUSAETZLICHER HDUE-SYSTEME 40 6 ERHOEHUNG DER AUSLASTUNG
ZUSAETZLICHER UEBERTRAGUNGSSYSTEME 41 6.1 AUSWIRKUNGEN FEHLENDER
KOMPENSATIONSMASSNAHMEN BEI DER HDUE 41 6.2 RANDBEDINGUNGEN DER
KOMPENSATION UEBERREGIONALER VERBUNDLEITUNGEN 42 6.2.1 VORBETRACHTUNGEN
ZUR LEITUNGSMODELLIERUNG 42 6.2.2 VERFUEGBARE
KOMPENSATIONS-LEISTUNGSSPEKTREN UND -BEDARF DER REFERENZ-NSL 55 6.2.3
MODELLIERUNG DER LAENGS- UND QUERKOMPENSIERTEN UEBERTRAGUNGSLEITUNG 57
6.2.3.1 HERLEITUNG DER VOLLSTAENDIGEN UEBERTRAGUNGSGLEICHUNG 57 6.2.3.2
GRENZEN DER MODELLIERUNG 59 6.2.3.3 REINE ANFANGS- UND
ENDPUNKTBETRACHTUNG 60 6.2.3.4 STROM- UND SPANNUNGSVERLAUF ENTLANG DER
LEITUNGSLAENGE 62 6.2.3.5 STABILITAETSASPEKTE 66 7 DETERMINISTISCHE
NETZOPTIMIERUNG 68 7.1 TRASSENAUSWAHL 68 7.2 RANDBEDINGUNGEN UND
SZENARIEN DER LASTFLUSSBERECHNUNGEN 69 7.3 ERGEBNISSE DER
LASTFLUSSBERECHNUNGEN 70 7.4 BEWERTUNG DER NETZENTLASTUNGSWIRKUNG 76 8
KOSTEN- UND NUTZENASPEKTE DER OPTIMIERUNGSMASSNAHMEN 79 8.1 VORAUSSETZUNG
FUER DIE KOSTENANERKENNUNG UND KAPITALVERZINSUNG 79 8.2 KOSTENERMITTLUNG
80 8.2.1 INVESTITIONSKOSTEN 80 8.2.2 BETRIEBS-UND INSTANDHALTUNGSKOSTEN
81 8.2.3 VERMIEDENE NETZVERLUSTE 81 8.3 UMSETZUNGSDAUER DER
NETZAUSBAUMASSNAHMEN 82 8.4 DYNAMISCHE WIRTSCHAFTLICHKEITSRECHNUNG 83
8.4.1 PARAMETERAUSWAHL UND VEREINFACHUNGEN 83 8.4.2
BERECHNUNGSALGORITHMUS 83 8.4.3 INTERPRETATION DER
WIRTSCHAFTLICHKEITSERGEBNISSE 85 8.5 AUSWAHL EINER NETZAUSBAUMASSNAHME
(RANKING) 87 8.6 FAZIT DER NETZOPTIMIERUNG 89 9 ZUSAMMENFASSUNG. 90
LITERATURANGABEN 93 ANLAGEN 96 ANLAGE 1 NETZAUSBAU- UND
NETZVERSTAERKUNGSMASSNAHMEN LAUT DENA-STUDIE 96 ANLAGE 2 RANDBEDINGUNGEN
ZUR ELEKTR. DIMENSIONIERUNG VON HOECHSTSPANNUNGSMASTEN 97 ANLAGE 3
TRASSENUMBAU MITTELS INTEGRATION ZUSAETZLICHER MASTEN 98 ANLAGE 4
FRAGEBOGENMUSTER ZUR NUTZWERTANALYSE 100 ANLAGE 5 HERLEITUNG DER
EFFEKTIVWERTE VON MISCHSPANNUNG UND -STROEM 103 ANLAGE 6
LASTFLUSSBERECHNUNG N-S-LEITUNG OHNE KOMPENSATIONSMASSNAHMEN 104 ANLAGE 7
HERLEITUNG LEITUNGSGLEICHUNGEN KONZENTRIERTES ESB 106 ANLAGE 8
HERLEITUNG LEITUNGSGLEICHUNGEN VERTEILTES ESB [47], [48] 108 IV
WIRKLEISTUNGSFERNTRANSPORT VERZEICHNISSE ANLAGE 9 WEITERE BELASTUNGS-
UND KOMPENSATIONSSZENARIEN DER REFERENZ-N-S-LEITUNG 114 ANLAGE 10
INTEGRAL-LASTFLUSSERGEBNISSE UND NETZBELASTUNGSKURVEN 122 ANLAGE 11
PRINZIPAUFBAU EINES 380-KV-FREILUFTSCHALTFELDES 148 ANLAGE 12
PRINZIPAUFBAU EINER STATIC VAR COMPENSATION (SVC) 149 ANLAGE 13
BERECHNUNGSSCHRITTE DER VEREINFACHTEN DYNAM.
WIRTSCHAFTLICHKEITSBERECHNUNG... 150 ANLAGE 14 SPEZIALSOFTWARE ZUR
DISSERTATION 153
|
| adam_txt |
WIRKLEISTUNGSFERNTRANSPORT - EIN GANZHEITLICHER LOESUNGSANSATZ ZU DEN
NEUEN ANFORDERUNGEN AN DAS ELEKTRISCHE UEBERTRAGUNGSSYSTEM VON DER
FAKULTAET FUER MASCHINENBAU, ELEKTROTECHNIK UND WIRTSCHAFTSINGENIEURWESEN
DER BRANDENBURGISCHEN TECHNISCHEN UNIVERSITAET COTTBUS ZUR ERLANGUNG DES
AKADEMISCHEN GRADES EINES DOKTOR-INGENIEURS GENEHMIGTE DISSERTATION
VORGELEGT VON DIPLOM-INGENIEUR MATTHIAS MUELLER-MIENACK, GEB. MUELLER
GEBOREN AM 06.02.1976 IN MERSEBURG VORSITZENDER: GUTACHTER: GUTACHTER:
TAG DER MUENDLICHEN PRUEFUNG: PROF. DR.-ING. GUENTER PFEIFFER (BTU COTTBUS)
PROF. DR.-ING. HARALD SCHWARZ (BTU COTTBUS) PROF. DR.-ING. RAINER BITSCH
(UNIVERSITAET HANNOVER) 06. SEPTEMBER 2007 WIRKLEISTUNGSFERNTRANSPORT
VERZEICHNISSE INHALTSVERZEICHNIS ABBILDUNGSVERZEICHNIS V
TABELLENVERZEICHNIS IX FORMELZEICHEN X ABKUERZUNGEN X VORWORT. 1 1
EINLEITUNG 2 2 NEUE ANFORDERUNGEN AN DAS UEBERTRAGUNGSSYSTEM 4 2.1 NEUE
ANFORDERUNGEN UND NETZSICHERHEITSPFLICHTEN 4 2.2 MASSNAHMEN ZUR
GEWAEHRLEISTUNG DER NETZSICHERHEIT 6 2.2.1 NETZSICHERHEIT BEIM
GRENZUEBERSCHREITENDEN HANDEL 6 2.2.2 HANDHABUNG UND VORBEUGUNG VON
NETZGEFAEHRDUNGEN 8 2.2.2.1 SICHERHEITSRELEVANTES ERZEUGUNGSMANAGEMENT 8
2.2.2.2 NETZAUSBAURELEVANTES ERZEUGUNGSMANAGEMENT 8 3 VERFAHREN UND
KRITERIEN ZUR NETZOPTIMIERUNG 9 3.1 NETZOPTIMIERUNG NACH STAND DER
TECHNIK 9 3.1.1 NETZOPTIMIERUNG IN DER PRAXIS 9 3.1.2 ANALYTISCHE
NETZOPTIMIERUNGSMETHODEN FUER BENCHMARKING UND ANREIZREGULIERUNG.9 3.2
DAS UNZULAESSIGE NETZBELASTUNGSINTEGRAL ALS NEUES OPTIMIERUNGSKRITERIUM
12 4 MOTIVATION ZUR NETZOPTIMIERUNG EINES BSP.-UEBERTRAGUNGSNETZES 14 4.1
PROGNOSE DER INSTALLIERTEN LEISTUNGEN AUS EMEUERBAREN ENERGIETRAEGERN 14
4.2 LEISTUNGSBILANZEN EINES PLANERISCHEN SZENARIOS 2015 15 4.3
ANGENOMMENE NETZAUSBAU- UND NETZVERSTAERKUNGSMASSNAHMEN BIS 2015 17 4.4
NETZBELASTUNGEN GEMAESS LEISTUNGS-SZENARIO 2015 18 4.4.1 RANDBEDINGUNGEN
DER LASTFIUSSBERECHNUNGEN UND DER ERGEBNISAUFBEREITUNG 18 4.4.2
NETZBELASTUNGSKURVE BEI STARKLAST OHNE WINDEINSPEISUNG (VAR. 1 A) 19
4.4.3 NETZBELASTUNGSKURVE BEI SCHWACHLAST OHNE WINDEINSPEISUNG (VAR. 1B)
20 4.4.4 NETZBELASTUNGSKURVE BEI STARKLAST MIT STARKWINDEINSPEISUNG
(VAR. 2A) 21 4.4.5 NETZBELASTUNGSKURVE BEI SCHWACHLAST MIT
STARKWINDEINSPEISUNG (VAR. 2B) 22 4.5 FAZIT 23 5 MASSNAHMEN ZUR ERHOEHUNG
DER UEBERTRAGUNGSKAPAZITAET 24 5.1 GRUNDSAETZLICHE TECHNIKEN ZUR ERHOEHUNG
DER UEBERTRAGUNGSKAPAZITAET 24 5.1.1 NETZAUSBAURELEVANTE
UEBERTRAGUNGSTECHNIKEN 24 5.1.2 NETZVERSTAERKUNGSRELEVANTE
UEBERTRAGUNGSTECHNIKEN 25 5.2 IDENTIFIKATION EINES GEEIGNETEN
UEBERTRAGUNGSPRINZIPS 25 5.2.1 HOCHSPANNUNGS-DREHSTROMUEBERTRAGUNG (HDUE)
25 5.2.2 HOCHSPANNUNGS-GLEICHSTROMUEBERTRAGUNG (HGUE) 27 5.2.3
HOCHSPANNUNGS-MISCHSTROMUEBERTRAGUNG (HMUE) 29 5.3 IDENTIFIKATION EINER
FUER DEN NETZAUSBAU GEEIGNETEN TRASSENUMBAUTECHNIK 32 5.3.1
GENEHMIGUNGSRECHTLICHE ASPEKTE BEIM TRASSENUMBAU 32 5.3.2
TRASSENUMBAUOPTIONEN 33 5.3.2.1 TRASSENUMBAU DURCH MASTERHOEHUNG 33
5.3.2.2 TRASSENUMBAU DURCH MASTERSATZ 35 5.3.2.3 TRASSENUMBAU DURCH
ZUSAETZLICHE MASTEN 35 /// WIRKLEISTUNGSFERNTRANSPORT VERZEICHNISSE 5.4
NUTZWERTANALYSE VON TRASSENUMBAUOPTIONEN UND TRASSENNEUBAU 36 5.4.1
EINLEITUNG ZUR NUTZWERTANALYSE 36 5.4.2 ZIELKRITERIEN DER
NUTZWERTANALYSE 37 5.4.3 ZIELKRITERIEN-AUSPRAEGUNGEN UND
RANGZAHLENZUORDNUNG 37 5.4.4 GESAMTNUTZENERMITTLUNG 38 5.4.5
SENSITIVITAETSANALYSE ZUR ERGEBNISPRUEFUNG 38 5.5 FAZIT: TRASSENUMBAU ZUR
INTEGRATION ZUSAETZLICHER HDUE-SYSTEME 40 6 ERHOEHUNG DER AUSLASTUNG
ZUSAETZLICHER UEBERTRAGUNGSSYSTEME 41 6.1 AUSWIRKUNGEN FEHLENDER
KOMPENSATIONSMASSNAHMEN BEI DER HDUE 41 6.2 RANDBEDINGUNGEN DER
KOMPENSATION UEBERREGIONALER VERBUNDLEITUNGEN 42 6.2.1 VORBETRACHTUNGEN
ZUR LEITUNGSMODELLIERUNG 42 6.2.2 VERFUEGBARE
KOMPENSATIONS-LEISTUNGSSPEKTREN UND -BEDARF DER REFERENZ-NSL 55 6.2.3
MODELLIERUNG DER LAENGS- UND QUERKOMPENSIERTEN UEBERTRAGUNGSLEITUNG 57
6.2.3.1 HERLEITUNG DER VOLLSTAENDIGEN UEBERTRAGUNGSGLEICHUNG 57 6.2.3.2
GRENZEN DER MODELLIERUNG 59 6.2.3.3 REINE ANFANGS- UND
ENDPUNKTBETRACHTUNG 60 6.2.3.4 STROM- UND SPANNUNGSVERLAUF ENTLANG DER
LEITUNGSLAENGE 62 6.2.3.5 STABILITAETSASPEKTE 66 7 DETERMINISTISCHE
NETZOPTIMIERUNG 68 7.1 TRASSENAUSWAHL 68 7.2 RANDBEDINGUNGEN UND
SZENARIEN DER LASTFLUSSBERECHNUNGEN 69 7.3 ERGEBNISSE DER
LASTFLUSSBERECHNUNGEN 70 7.4 BEWERTUNG DER NETZENTLASTUNGSWIRKUNG 76 8
KOSTEN- UND NUTZENASPEKTE DER OPTIMIERUNGSMASSNAHMEN 79 8.1 VORAUSSETZUNG
FUER DIE KOSTENANERKENNUNG UND KAPITALVERZINSUNG 79 8.2 KOSTENERMITTLUNG
80 8.2.1 INVESTITIONSKOSTEN 80 8.2.2 BETRIEBS-UND INSTANDHALTUNGSKOSTEN
81 8.2.3 VERMIEDENE NETZVERLUSTE 81 8.3 UMSETZUNGSDAUER DER
NETZAUSBAUMASSNAHMEN 82 8.4 DYNAMISCHE WIRTSCHAFTLICHKEITSRECHNUNG 83
8.4.1 PARAMETERAUSWAHL UND VEREINFACHUNGEN 83 8.4.2
BERECHNUNGSALGORITHMUS 83 8.4.3 INTERPRETATION DER
WIRTSCHAFTLICHKEITSERGEBNISSE 85 8.5 AUSWAHL EINER NETZAUSBAUMASSNAHME
(RANKING) 87 8.6 FAZIT DER NETZOPTIMIERUNG 89 9 ZUSAMMENFASSUNG. 90
LITERATURANGABEN 93 ANLAGEN 96 ANLAGE 1 NETZAUSBAU- UND
NETZVERSTAERKUNGSMASSNAHMEN LAUT DENA-STUDIE 96 ANLAGE 2 RANDBEDINGUNGEN
ZUR ELEKTR. DIMENSIONIERUNG VON HOECHSTSPANNUNGSMASTEN 97 ANLAGE 3
TRASSENUMBAU MITTELS INTEGRATION ZUSAETZLICHER MASTEN 98 ANLAGE 4
FRAGEBOGENMUSTER ZUR NUTZWERTANALYSE 100 ANLAGE 5 HERLEITUNG DER
EFFEKTIVWERTE VON MISCHSPANNUNG UND -STROEM 103 ANLAGE 6
LASTFLUSSBERECHNUNG N-S-LEITUNG OHNE KOMPENSATIONSMASSNAHMEN 104 ANLAGE 7
HERLEITUNG LEITUNGSGLEICHUNGEN KONZENTRIERTES ESB 106 ANLAGE 8
HERLEITUNG LEITUNGSGLEICHUNGEN VERTEILTES ESB [47], [48] 108 IV
WIRKLEISTUNGSFERNTRANSPORT VERZEICHNISSE ANLAGE 9 WEITERE BELASTUNGS-
UND KOMPENSATIONSSZENARIEN DER REFERENZ-N-S-LEITUNG 114 ANLAGE 10
INTEGRAL-LASTFLUSSERGEBNISSE UND NETZBELASTUNGSKURVEN 122 ANLAGE 11
PRINZIPAUFBAU EINES 380-KV-FREILUFTSCHALTFELDES 148 ANLAGE 12
PRINZIPAUFBAU EINER STATIC VAR COMPENSATION (SVC) 149 ANLAGE 13
BERECHNUNGSSCHRITTE DER VEREINFACHTEN DYNAM.
WIRTSCHAFTLICHKEITSBERECHNUNG. 150 ANLAGE 14 SPEZIALSOFTWARE ZUR
DISSERTATION 153 |
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