Home Special Topics DFG Research: Engineering Science Content

Systemtheoretische Verfahren zur Führung transeuropäischer Energienetze / SPP 1059

System Engineering Methods for the Operation of Transeuropean Electric Power System

17.09.2003

Programmbeschreibung / Programme Summary

Die Ausdehnung des westeuropäischen Verbundnetzes nach Osteuropa und Nordafrika mit der Installation eines Mittelmeerrings sowie der Bau von Seekabelverbindungen zur Erschließung der skandinavischen Wasserkraftreserven und Speicherpotentiale führen zu einer Fülle von neuen technischen und wirtschaftlichen Problemen. Hinzu kommt die politische Vorgabe, den elektrischen Energiemarkt zu liberalisieren, wobei das Netz als Austauschmedium zwischen Anbieter und Abnehmer sehr vielfältige Aufgaben erfüllen muss. Deutschland, das mit seinem leistungsstarken Netz im Zentrum des erweiterten Verbundsystems liegt, wächst beim internationalen Energietransfer eine zentrale Rolle zu. Das Energieversorgungssystem ist hochdimensional, zeitvariant, nichtlinear und stochastisch. Zu seiner Analyse ist es notwendig, das Netz außerhalb des Betrachtungsbereichs zu reduzieren und durch Beschränkung auf den wesentlichen Zeitbereich in der Modellordnung zu minimieren. Der Betrieb benötigt Methoden zur Steuerung und Optimierung des Energieflusses sowie Verfahren zur Erfassung und Visualisierung des Netzzustands. Die geförderten Projekte behandeln schwerpunktmäßig -- Planungsmethoden zur Bestimmung optimaler Netzstrukturen, -- Maßnahmen zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit durch Lastflusssteuerung, -- Verfahren, die eine Zuordnung der Investitions- und Betriebskosten zu den Einspeise- und Verbraucherpunkten ermöglichen, -- Methoden zur Erhöhung der Transparenz des Netzgeschehens, so dass auch eine rasche Reaktion auf unvorhergesehene Ereignisse möglich wird, -- Verbesserung des Betriebsverhaltens hinsichtlich Stabilität, Netzschutz und Zuverlässigkeit, -- Methoden der Zustandserfassung und -bewertung durch geeignete Modellbildung.

The expansion of the Western European Interconnected Power System to Southern, Eastern and Northern Europe leads to a multitude of technical and economical problems. Examples concern the construction of a ring around the Mediterranean Sea and the installation of sea cables in order to have access to the Scandinavian hydro-power and storage resources. Furthermore, there are political constraints related to the liberalisation of the electrical energy market requiring a variety of problems to be solved with respect to the grid connecting the producers with the consumers. The German power system plays a significant role in the international energy transmission business because it is placed in the centre of the European grid. The electric power system is high-dimensional, time-varying, non-linear and stochastic. For analysing its behaviour it is necessary to reduce the peripheral network areas as well as the order of the models. Therefore the horizon under consideration has to be restricted to the relevant time interval. The efficient operation of the grid requires new methods for the control and the optimisation of the power flow as well as innovative methods for estimation and visualisation of the operating conditions. The projects sponsored by the German research council cover the following problems: -- Planning methods to determine the optimal network structure. -- Improvement of the overall efficiency by application of advanced power flow control methods. -- Methods to assign the investment and operation costs to the points of supply and consumption. -- Improvement of the transparency of the grid behaviour in order to facilitate quick reactions to unforeseen events. -- Methods of analysing the network behaviour with respect to the stability, protection and reliability. -- Estimation methods to assess the operational states through modelling.

Sprecher / Spokesperson:

Professor Dr.-Ing. Dieter Nelles
Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik der Universität Kaiserslautern
Postfach 3049 · 67653 Kaiserslautern
Tel.: (0631) 205-2846 · Fax.: (0631) 205-2168
E-Mail: nelles@eit.uni-kl.de

Further Information: www.e-technik.uni-kl.de/nelles/p2dfg/dfg2.html