Dynamische Sicherheitsrechnung für elektrische Energieversorgungsnetze

Der Ausbau des elektrischen Energienetzes führt zu einem komplexen, hochdynamischen Systembetrieb, indem schneller und effizienter als bisher auf Zustandsänderungen reagiert werden muss. Ursachen sind vor allem der stetig steigende Anteil der dezentralen Erneuerbaren Energieerzeugung. Die hohe Volatilität der Einspeisung und Prognoseabweichungen führen zu schnellen Leistungsbilanzänderungen, die historisch hauptsächlich durch Laständerungen ausgelöst wurden. Eine weitere Herausforderung stellt die Abschaltung konventioneller Kraftwerke dar, die mit ihrer rotierenden Masse zur Systemstabilität beitragen. Eine Verringerung der Systemzeitkonstanten führt ebenfalls zu schnelleren Änderungen des Systemzustandes. 

Um die Netzbetreiber in dieser neuen, hochkomplexen Systemführung zu unterstützen, können dynamische Netzsicherheitsberechnungsprogramme zur Anwendung kommen. Ausgehend vom aktuellen, stationär berechneten Systemzustand, der vom SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) System in der Netzleitwarte zur Verfügung gestellt wird, können erweiterte, dynamische Netzzustände bestimmt und Gefährdungspotentiale detektiert werden. Ausgehend davon ist es möglich, dem Netzbetreiber angemessene Lösungen vorzuschlagen, die auf den erweiterten Systeminformationen beruhen und im besonderen Maße auf das Ereignis und die Gefährdungssituation zugeschnitten sind.

Derzeit stehen einige Tools für dynamische Netzsicherheitsberechnungen zur Verfügung. Die Grundlagen für dieser Programme wurden am Lehrstuhl Elektrische Netze und Erneuerbare Energie der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg entwickelt. Im Rahmen des Forschungsprojektes wird der Lehrstuhl aufbauend auf den vorhandenen Kenntnissen die Anforderungen der Netzbetreiber an eine dynamische Netzsicherheitsberechnung hinsichtlich der Erfassung notwendiger dynamischer Phänomene und deren Darstellung in Indikatoren analysieren, den Mehrwert für den operativen Betrieb und die Netzplanung abschätzen sowie die dafür erforderlichen Voraussetzungen z. B. hinsichtlich der Netzbeobachtbarkeit beschreiben.