ISBN 9783843933742

978-3-8439-3374-2, Reihe Energietechnik

Gerrit Schlömer
Planung von optimierten Niederspannungsnetzen

151 Seiten, Dissertation Universität Hannover (2017), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Der weitere Zubau von PV-Anlagen, das erwartete hohe Aufkommen der Elektromobilität sowie die zunehmende elektrische Wärmeversorgung der Gebäude führen zu starken Veränderungen der Leistungsflüsse in den bestehenden elektrischen Energieversorgungsnetzen. Der notwendige Netzumbau ist sehr kapitalintensiv und gerade die sehr verästelten Mittel- und Niederspannungsnetze sind am stärksten von diesen Auswirkungen betroffen. Dies stellt die Netzbetreiber vor große Herausforderungen und belastet die Verbraucher, die letztendlich den Netzausbau- und betrieb durch die Netzentgelte bezahlen. Weiterhin bestehen in gewachsenen Energieversorgungsnetzen aufgrund von Erweiterungen, Betriebsmittelalterungen und neuen, effizienteren Betriebsmitteln immer wieder Anlässe zur Restrukturierung und Modernisierung.

In dieser Arbeit wird daher ein automatisierter Ansatz entwickelt, der auf Basis von in der Warenlogistik erprobten Verfahren zur Standortoptimierung eine planerische Optimierung realer Niederspannungsnetze unter Berücksichtigung der Mittelspannungsebene für zukünftige Versorgungsaufgaben durchführt. Dabei wird auf ein heuristisches Verfahren zurückgegriffen, das aufgrund einer matrixbasierten Optimierung reproduzierbare Lösungen entwickelt. Eine besondere Schwierigkeit bei der Optimierung stellt dabei die Berücksichtigung des vorhandenen Leitungsnetzes dar. Zum einen sind genaue Daten über die Trassierung, den exakten Betriebsmitteltyp und das Alter der vorhandenen Leitungen oftmals nicht elektronisch verfügbar, sodass bei unvollständigen Datensätzen eine möglichst automatisierte Ergänzung notwendig ist. Zum anderen müssen die in unterschiedlichsten Koordinaten- und Datensystemen vorhandenen, realen Datensätze mit möglichen, bisher noch nicht erschlossenen Trassenräumen verschnitten werden, um den Netzausbau effektiv gestalten zu können. Bedingt durch diese Anforderungen ist zudem ein Verfahren entwickelt worden, mit dem auf Basis öffentlich verfügbarer Daten und der Annahme von Standardbetriebsmitteln beliebig viele generische Niederspannungsnetze für den Einsatz in der Forschung erstellt werden können.

Um eine eigene Programmierung zu ermöglichen, sollen die einzelnen Optimierungsschritte nachvollziehbar in dieser Arbeit mithilfe von einfachen Beispielen dargestellt werden. Die Leistungsfähigkeit und reale Anwendbarkeit des Verfahrens wird anhand der exemplarischen Optimierung von zusammenhängenden Ortsnetzen dargestellt.