Unschärfebasierte Netzzustandsidentifikation im Netzgebiet der EWE Netz GmbH

Für den Industriekunden EWE Netz GmbH hat der LENA den Auftrag eine Vorstudie zur unschärfebasierten Netzzustandsidentifikation durchzuführen. Für die steigende Dynamik und der zunehmenden Fluktuation aufgrund von volatiler Einspeisung im Energieversorgungsnetz ist es notwendig das Mittelspannungsnetz möglichst vollständig zu beobachten, um bestmöglich vorhandene Flexibilitätsoptionen zu nutzen. Historisch bedingt sind die Spannungsebenen unterhalb der 110 kV-Ebene jedoch mit sehr wenigen Messgeräten ausgestattet. Das mathematische Problem der Zustandsidentifikation liegt daher meist in Form eines unterbestimmten Gleichungssystems vor.

Das bedeutet, dass die Anzahl der zu bestimmenden Zustandsvariablen höher ist als die Anzahl der unabhängigen Messvariablen. Um eine intensive Messgeräteerweiterung zu verhindern, da es wirtschaftlich oft nicht vertretbar oder technisch nicht machbar ist, müssen die vorhandenen Messdaten optimal genutzt werden.

Hierzu wird das Verfahren der unschärfebasierten Netzzustandsidentifikation angewendet. Bei diesem Verfahren werden die zu ermittelnden Zustandsvariablen durch eine Modifizierung der Netztopologie reduziert. Die Topologie wird so geändert, dass sich das grundlegende Verhalten des Netzes nicht ändert aber ein eindeutig bestimmtes Gleichungssystem entsteht und die Zustandsvariablen mit konventionellen Verfahren, wie der State Estimation, berechnet werden können. Die vorher entfernten Zustandsvariablen werden dann iterativ wieder hinzugefügt bis das ursprüngliche Netzmodell wieder rekonstruiert ist. Ungenauigkeiten bzw. Unschärfen des gesamtheitlichen Netzzustands sind ohne zusätzliche Messinformationen nicht vermeidbar, können aber mit Hilfe von Min/Max-Werten quantifiziert werden.

EWE Netz GmbH stellt dafür Daten eines realen Netzes inklusive vorhandener Messwerte zur Verfügung. Dann erfolgt eine Analyse und Plausibilisierung der Daten. Nachdem daraufhin die Netztopologietransformation angewendet wird, erfolgt eine Lastflussanalyse und die iterative Netzrekonstruktion. Die Ergebnisse werden abschließend mit zusätzlichen Vergleichsmessungen verglichen