Autonome Systeme zur koordinierenden Regelung von FACTS-Geräten

Abstract

Neue leistungselektronische (FACTS-)Geräte können zur schnellen, stufenlosen Leistungs-fluss- und Spannungsregelung sowie zur Stabilitätsverbesserung in elektrischen Energieüber-tragungssystemen eingesetzt werden. Sie sind damit besonders für Netzbetreiber in liberalisierten Energiemärkten attraktiv. Der unkoordinierte Betrieb von FACTS-Geräten bringt jedoch verschiedene nachteilige Effekte und Wechselwirkungen mit anderen Betriebsmitteln mit sich, die eine Gefährdung der stationären und dynamischen Netzsicherheit bedeuten. Dies führte bislang bei Netzbetreibern zu sehr eingeschränkter Akzeptanz von FACTS-Geräten. Im Rahmen der Arbeit wird der notwendige Koordinationsbedarf in FACTS umfassend analysiert. Darauf basierend wird ein autonomes Regelungssystem entwickelt, das die erforderlichen präventiven Koordinationen realisiert. Mit Methoden der Computational Intelligence generiert es aus abstrakten koordinierenden Handlungsregeln für alle Betriebszustände automatisch konkrete Handlungsanweisungen ohne eine notwendige menschliche Intervention oder Überwachung. Dadurch wird die Ausnutzung der technischen Vorteile von FACTS sowie ein stationär und dynamisch sicherer Betrieb des Gesamtsystems gewährleistet. Wechselwirkungen zwischen dem autonomen System und bestehenden Regeleinrichtungen im elektrischen Energieübertragungssystem werden bei der Entwicklung in geeigneter Weise berücksichtigt, so dass das System vollständig in die Netzregelung integriert werden kann.

Novel power-electronic FACTS devices can be used for fast, steplessly adjustable power flow control and voltage control as well as for the improvement of stability in electrical power systems. Therefore, they are attractive especially for grid companies in liberalised energy markets. However, the uncoordinated use of FACTS devices involves some negative effects and inter-actions with other devices, which leads to an endangerment of the steady-state and dynamical system security. Up to now, the result of these problems has been a very restricted acceptance of the grid companies for FACTS devices. The thesis gives an extensive analysis of the necessary coordinating control measures in FACTS. Based on that, an autonomous control system is developed that realises the necessary preventive coordinations. With methods of computational intelligence this system automati-cally generates specific information from abstract coordinating measures for every operating condition without human intervention or control. That way an optimal utilization of the technical advantages of FACTS devices as well as the steady-state and dynamical system security is guaranteed. Interactions between the autonomous system and other existing controllers in electrical power systems are taken into consideration during the development process so that the autonomous system can completely be integrated into the network s control system.