K u rzfassu n g sb an d - Graz University of Technology

Energieinnovation 2006 113
2. Mögliche Korrekturmaßnahmen generell
Bevor auf die modifizierte Sekundärregelung eingegangen wird, werden in einer Übersicht
verschiedene Konzepte einer Korrektur von Lastflüssen dargelegt und auf ihre Eignung zur Entlastung
von Stromkreisen überprüft. Einbezogen werden die HGÜ-Kurzkupplung, Quertransformatoren,
FACTS-Elemente, Lastabwurf und Sollbruchstellen. Das WACS wird als messtechnische Struktur und
als Beispiel für eine erweiterte Automatisierung angeführt.
3. Funktionsweise der Frequenz-Leistungsregelung
Die Einhaltung der Summenleistungen und der Netzfrequenz in einem zusammenhängenden System
von Regelzonen wird anhand der Systemgleichungen (Ist- und Sollwerte, Parameter) dargelegt. Das
System reagiert so, dass bei konsistenten Sollwerten in allen Regelzonen die Summenleistungen und
die Netzfrequenz im Stationärzustand exakt eingehalten (geregelt) werden. Bei Generatorausfall oder
Laständerungen werden die Regelgrößen eingehalten und zwar unabhängig von der Einstellung der
Partizipationsfaktoren, solange keine Begrenzungen erreicht werden. Die Übergabeleistungen werden
aufgrund von Lieferverträgen zwischen Händlern in den Regelzonen zusammengesetzt.
4. Modifikation der Funktionsweise
Ausgehend vom Schwachpunkt des herkömmlichen Konzepts, dass bei Ausfall eines grenzüberschreitenden
Stromkreises die Regelung korrektiv im Sinne einer Entlastung anderer Stromkreise
nicht reagiert, wird die gezielte Erfassung von kritischen Stromkreisen vorgesehen. Eine logische
Verarbeitung der Messungen ist darauf ausgerichtet, überlastete Stromkreise zu detektieren. Lage
und Richtung des Flusses werden erfasst und daraus werden eine Korrektur des Sollwerts der
Austauschleistung und damit ein Sollwert für eine Korrektur der internen Regelleistung (einschließlich
einer Umverteilung) oder für andere geeignete Maßnahmen errechnet. Die Korrektur, d.h. ihre Wirkung
ist abhängig von der Lage der Regelzone innerhalb des Gesamtsystems und der Möglichkeiten
innerhalb der Regelzone. Die Korrektur hat Auswirkungen auf das Gesamtsystem, da die Regelungen
der übrigen Regelzonen nach wie vor aktiv sind. Diese lassen sich anhand der Systemgleichungen
bestimmen, wie anhand der folgenden Beispiele gezeigt wird.
5. Fallbeispiele
Anhand der 5 zusammenhängenden Regelzonen in Fig. 1 werden einige Fälle von Eingriffen in die
Netzregelung bei Überlastungen von grenzüberschreitenden Stromkreisen demonstriert. Bei den
Regelzonen A, B und D soll es sich um relativ große Netze mit installierten Leistungen in der
Größenordnung von 75 GW handeln, wogegen für die Regelzonen C und E Leistungen im Bereich
von 10 GW vorausgesetzt werden. Die Frequenzcharakteristiken (MW/Hz) sind entsprechend. Die
Austauschleistungen (Soll) sind wie folgt: A 2000 MW, B 3000 MW, C 1500 MW, D -6000 MW, E -500
MW. Sollfrequenz = 50.00 Hz (negative Leistung bedeutet Last=Bezug).
Fall 1: Zwischen Regelzone C und D ist eine Überlastung von 300 MW (ein Stromkreis) eingetreten.
Um diese zu vermindern, wurde aufgrund einer Simulationsrechnung festgestellt, dass der Bezug
insgesamt um 1000 MW reduziert werden muss. Die entsprechende Logik verstellt den Sollwert der
Regelung in der Zone D um 1000 MW (Erhöhung, Summenleistung Verminderung)). Die Netzregelung
im gesamten System reagiert wie folgt: A 1613 MW, B 2652 MW, C 1461 MW, D -5192 MW, E -534
MW. Der Istwert des Bezugs von D hat sich um 808 MW gesenkt, was dem Ziel relativ nahe kommt.
Der kritische Stromkreis wird damit entlastet. Von Bedeutung ist, dass die leistungsstarken Zonen (A
und B) einen wesentlichen Beitrag zur Verminderung des grenzüberschreitenden Flusses liefern. Setzt
man voraus, dass die Regelzone C ihren Sollwert ebenso anpasst, wobei in diesem Fall eine
Reduktion der Erzeugung erforderlich ist, so wird der grenzüberschreitende Fluss weiter vermindert.
Für den Fall C 1000 MW (statt 1500 MW) ergeben sich für A 1806 MW, B 2826 MW, C 980 MW, D -
5095, E -517 MW. Die Verminderung beträgt 905 MW.
Fall 2: Gegenüber der Regelzone E ist eine Überlast aufgetreten und als Gegenmaßnahme ist eine
Erhöhung des Sollwertes der Erzeugung um 500 MW erforderlich. Die Netzregelung insgesamt
reagiert wie folgt: A 1806 MW, B 2826 MW, C 1480 MW, D -6096 MW, E -17 MW. Die Verminderung
der Übergabeleistung beträgt 483 MW, wobei der kritische Stromkreis entlastet wird, und es kann
wieder festgestellt werden, dass die leistungsstarken Regelzonen wesentliche Beiträge liefern. Würde
die Regelzone C ihren Sollwert ebenso um 500 MW reagieren, so sinkt die Übergabeleistung auf Null,
es bleiben jedoch loop flows. Wird in der Regelzone C allein der Sollwert um 500 MW reduziert, so