Ein zuverlässiges Simulationstool für die Analyse von Microgrids
Das Microgrid ist eine neue Art von Energiesystem und besteht aus miteinander verbundenen kleinen, modularen Erzeugungsquellen, die an Versorgungssysteme mit Niederspannung angeschlossen sind. Die wichtigste Innovation bei diesem System liegt in seiner Fähigkeit, entweder als ein Teil des Hauptenergienetzes oder aber autonom zu funktionieren. Durch seine Nutzung soll der Anteil von erneuerbaren Energien und weiteren Mikro-Quellen bei der Energieerzeugung weiter zunehmen. Dadurch können stärkere Reduzierungen des CO2-Ausstoßes sowie eine nachhaltigere Verwendung der fossilen Brennstoffe zur Energie- und Wärmeerzeugung erreicht werden. Für die optimale Kombination von erneuerbarer Energie und Mikro-Quellen (Microsources), die zu einer höchst effizienten, zuverlässigen und wirtschaftlichen Arbeitsweise führen würden, ist eine detaillierte Analyse der Konstruktion und des Betriebs von Microgrids notwendig. In diesem Zusammenhang ermöglicht ein neu entwickeltes Simulationstool eine stationäre und auch dynamische Analyse der Microgrids. Auf der Grundlage des MatLab-Codes erfasst die stationäre Analyse die Anfangsbedingungen bei den Zustandsvariablen der vernetzten Quellen für die Lastflussanalyse unter Einbeziehung aller möglichen Arten von Quellen. Bei der dynamischen Analyse werden der MatLab-Code zur Datenverarbeitung, Zuordnung der Anfangswerte und Ergebnisausgabe sowie der Simulink-Code zur numerischen Integration genutzt. Die dynamische Analyse kann für vielfältige Microsources wie Induktionsmaschinen, Synchronmaschinen, Mikroturbinen, Photovoltaiksysteme, Brennstoffzellen, Windkraftanlagen, Batterien, Schwungräder und Superkondensatoren angewendet werden. Man kann Niederspannungs-Microgrids, seien sie an ein Netz angeschlossen oder im Insel-Betriebsmodus, umfassend untersuchen. Das robuste Simulationstool berücksichtigt alle grundlegenden neutralen Erdungspläne, um die Sicherheit zu optimieren. Weiterhin verfügt der Simulator über verbesserte Fähigkeiten zur Einbeziehung unausgeglichener Netzzustände aufgrund von unsymmetrischen Quellen, Belastungen, Serienelementen oder Störungen. Das wichtigste Leistungsmerkmal des weiterentwickelten Instruments ist die verbesserte Effizienz durch die Übernahme eines Phasor-Ansatzes, wodurch der Frequenzbereich sowohl für das Netzwerk als auch für die Quellen dargestellt werden kann.
