Vergleich unterschiedlicher Ansätze zur Modellierung von Oberschwingungsquellen in PowerFactory

Masterarbeit

Hintergrund

Der zunehmende Anteil dezentraler Erzeugungsanlagen auf Basis von Photovoltaik und Windkraft sowie die Steigerung der Energieeffizienz des elektrischen Netzes gehen mit einem wachsenden Anteil an leistungselektronischen Betriebsmitteln einher, über die Erneuerbare Energien Anlagen ans Stromnetz angeschlossen und moderne Asynchronmaschinen betrieben werden. Diese (leistungselektronischen) Betriebsmittel emittieren aufgrund ihrer Funktionalität Oberschwingungen sowohl in den Strom als auch in die Spannung des Stromnetzes. Dies führt zu einer Verzerrung beider Größen und zur Abweichung von der idealen Sinusform im Wechselstromnetz. Je nach Ausprägung der Verzerrung und Sensibilität der sonstigen Betriebsmittel, können erhöhte Systemverluste, Fehlfunktionen von Betriebsmitteln und Geräuschemissionen die Folge sein.

Aufgabe

Zur Modellierung der Emissionen von Oberschwingungsquellen in Netzsimulationsprogrammen kennt die Literatur unterschiedliche Ansätze, die im Rahmen dieser Arbeit analysiert, implementiert und vergleichend gegenübergestellt werden sollen. Zunächst sollen anhand einer Literaturrecherche Modellierungsansätze ermittelt und kritisch bewertet werden. Dabei soll bedacht werden, dass die Modelle für stationäre harmonische Lastflussberechnungen verwendbar sein sollen. Anschließend sollen die recherchierten Modelle in DIgSILENT PowerFactory implementiert werden. Dazu ist die Schnittstelle zwischen PowerFactory und der Programmiersprache Python zu nutzen. Eine vergleichende Gegenüberstellung der Modelle soll zunächst anhand eines einfachen Netzmodells erarbeitet werden. Darauf aufbauend sollen die Ergebnisse auf das elektrische Netz des Campus Lichtwiese übertragen werden. Unterschiede, die sich in den Simulationsszenarien ergeben, sollen im Hinblick auf die Anwendbarkeit der Modelle für Analysen von Oberschwingungen im Stromnetz diskutiert werden.