Veranstaltung: Dynamische Vorgänge in elektrischen Verbundsystemen

Nummer:
141081
Lehrform:
Vorlesung und Übungen
Medienform:
rechnerbasierte Präsentation, Tafelanschrieb
Verantwortlicher:
Prof. Dr.-Ing. Constantinos Sourkounis
Dozent:
Prof. Dr.-Ing. Eckhard Grebe (extern)
Sprache:
Deutsch
SWS:
3
LP:
4
Angeboten im:
Wintersemester

Termine im Wintersemester

  • Beginn: Mittwoch den 19.10.2016
  • Vorlesung Mittwochs: ab 15:30 bis 17.00 Uhr im ID 03/411
  • Übung Mittwochs: ab 17:15 bis 18.00 Uhr im ID 03/411

Prüfung

Mündlich

Termin nach Absprache mit dem Dozenten.

Dauer: 30min
Prüfungsanmeldung: FlexNow

Ziele

Die Studierenden verfügen über das Wissen über die Eigenschaften und die Modellierung großer elektrischer Verbundsysteme, Wirk- und Blindleistungsreserven, sowie den Einfluss regenerativer Erzeugung. Dynamische Vorgänge in großen elektrischen Verbundsystemen, die maßgebend für deren Sicherheit sind, werden von den Studierenden verstanden. Sie kennen die technisch/physikalischen Vorgänge, die zu einem großflächigen Blackout führen können. Des Weiteren beherrschen sie den Umgang mit Verfahren zur Beurteilung der Stabiltät und Sicherheit von elektrischen Verbundsystemen und damit die Lösung komplexer Probleme und Festellung und Vermeidung zukünftiger Probleme.

Inhalt

Elektrische Verbundnetze stellen die größten von Menschen geschaffenen technischen Systeme dar. Ihre technischen Herausforderungen werden durch länderübergreifende physikalische Kopplungen geprägt. Darüber hinaus besteht die Besonderheit, dass elektrische Energie in nennenswertem Umfang nicht speicherbar ist, und daher im Gesamtsystem in jedem Augenblick genau die Menge elektrischer Energie erzeugt werden muss, die auch umgesetzt wird. Am Beispiel des europäischen Verbundsystems werden die physikalischen Wirkungen beschrieben, die zu dynamischen Ausgleichsvorgängen für Frequenz und Spannung an verschiedenen Punkten des Netzes führen. Die Vorlesung beschreibt Kraftwerke, Netz und Verbraucher als regelungstechnisches System und zeigt, wie diese dynamisch modelliert und simuliert werden können. Die für große plötzliche Erzeugungsausfälle erforderliche Sekunden- und Minutenreserve, der Blindleistungshaushalt, die statische Stabilität des Normalbetriebs und die bei Netzfehlern wichtige transiente Stabilität werden diskutiert. Die Vorlesung geht auf die Netzanforderungen an Erzeugungseinheiten, den so genannten "Transmission Code", ein und behandelt den Einfluss zunehmender regenerativer Erzeugung auf die künftigen Anforderungen an das Verbundsystem. Der Normalbetrieb sowie gefährdete und gestörte Betriebszustände werden beschrieben. Basierend auf diesen Analysen wird der Ursache und dem Ablauf von Blackouts, wie sie sich vor einigen Jahren in Italien und bereits häufiger in den USA ereignet haben, nachgegangen.

Voraussetzungen

keine

Empfohlene Vorkenntnisse

  • Grundlegende Kenntnisse aus der Energietechnik und Regelungstechnik
  • Berechnung von Netzen der elektrischen Energieversorgung

Materialien

Übungen:

Musterlösungen:

Sonstige:

Literatur

  1. Kundur, Prabha "Power System Stability and Control", McGraw-Hill Professional, 1994

Sonstiges

Bei der mündlichen Prüfung kann über die Fragenkataloge (DVEV Fragen) hinaus insbesondere auch die Diskussion von Blachoutszenarien anhand gemessener Zeitverläufe (die vom Prüfenden vorgelegt werden) eine Rolle spielen.