Modelluntersuchungen betreffend die Stabilität - Institut für ...

Zusammenfassung
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Die Liberalisierung des Strommarktes und der ständig wachsender Energiebedarf sind die
Gründe, dass Netzbetreiber danach trachten, die vorhandenen Leitungen immer besser
ausnützen zu wollen. Der wesentlicher Faktor, der die Belastbarkeit einer (langen)
Übertragungsleitung begrenzt ist dabei die statische und dynamische Stabilität der
Übertragung. Ziel der Netzbetreiber muss es also sein, die Stabilitätsgrenze der
Übertragungsleitungen bei gleichzeitiger Steigerung der Power Quality zu vergrößern.
In dieser Arbeit geht es um die Untersuchung, wie die übertragene Leistung eines
Elektrizitätsversorgungssystems mit der Freileitungslänge und dem Belastungszustand des
Systems zusammenhängt und wie man sie steigern kann.
Zur theoretischen Untersuchung des Sachverhaltes wird das Elektrizitätsversorgungssystem,
bestehend aus Turbine, Synchrongenerator, Blocktransformator, Freileitung und dem starren
Netz, zuerst durch entsprechende „elektrotechnische“ Ersatzschaltungen beschrieben. Es folgt
die Aufstellung der Systemgleichungen, wobei der gesuchte Zusammenhang die Verbindung
von übertragener Leistung mit der Leitungslänge und dem Belastungszustand (Polradwinkel)
war. Anhand dieses Zusammenhangs ist man in der Lage, bei gegebenen Systemgrößen die
statische Stabilitätsgrenze des Übertragungssystems zu ermitteln bzw. Aussage darüber zu
treffen, wie lange die Leitung höchstens werden darf um eine vorgegebene Leistung ohne
Stabilitätsverlust noch übertragen zu können. Um die Stabilitätsverhältnisse der
Energieübertragung zu verbessern, wurde der Synchrongenerator mit einem Spannungsregler
erweitert und die Freileitung in Verbindung mit einem Thyristor gesteuerten
Reihenkondensator (TCSC) betrieben.
Die Simulation der unterschiedlichen Übertragungsmodelle
a) Synchronmaschine ohne Spannungsregler
b) Synchronmaschine mit Spannungsregler
c) Synchronmaschine mit Spannungsregler und gesteuerten Reihenkondensator
erfolgte mit Hilfe des Programms MATLAB 6.0.
Diese Simulationsmodelle bzw. deren Ergebnisse bildeten dann die Grundlage zum Entwurf
eines Labormodells, durch deren Hilfe die Studierenden die Auswirkungen des
Spannungsreglers, der Freileitung (Leitungslänge) und des Thyristor gesteuerten
Reihenkondensators in bezug auf die Stabilität der Energieübertragung selbst untersuchen und
Diplomarbeit
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