Programm: Forschungsprogramm Speicher und vernetzte Infrastrukturen (SCI), Topic 6
Simulation und Visualisierung (SV)
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Beschreibung:
Ziel der Arbeiten ist die Entwicklung von Methoden, Programmen und Geräten zur Modellierung, Simulation und Analyse von Energienetzen mit thematischem Schwerpunkt Stromnetze .
Netzmodellierung. Als Grundlage für alle weiteren Arbeiten (Simulation, Analyse) werden elektrische Transport- und Verteilnetze modelliert. Dabei werden Modelle von Insel- und Industrienetzen (z.B. KIT-CN), regionale Verteilnetze (Stadtnetz Karlsruhe, Essen, Baden-Württemberg), sowie von überregionalen Übertragungsnetzen (Verbundnetz Deutschland, Europa) generiert.
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| Abb.1: Stromnetz Deutschland. Dargestellt sind HöS- und HS-Freileitungen und Erdkabel, sowie HGÜ-Strecken (Stand: April 2016). | Abb.2: Geographische Verteilung der Winkraftanlagen in Deutschland, dargestellt für die Verbandsgemeinden. |
Zur Modellierung der Generatoren werden u.a. die BNA-Kraftwerksliste und das EE-Anlagenregister (ca. 1.56 Mio. Einzelanlagen) verwendet. Die geographisch genaue Modellierung der Einspeise¬stationen erlaubt - in Kombination mit Tabellen zur Bevölkerungs¬verteilung und Stromverbrauch auf Kreis- oder Gemeindeebene – die Netzsimulation..
Simulation. Zur Netzsimulation (z.B. Lastfluss, Einhaltung der Betriebsmittel-Grenzparameter, Störfallanalyse, n-1 Sicherheit) werden sowohl die in der Fachwelt verbreiteten Open-Source und kommerziellen Programme (GridLab-D, DigSILENT, NEPLAN, PSS/SINCAL) eingesetzt, als auch eigene Softwaresysteme entwickelt. Für die Modellierung (ePowMod) und die web-basierte Datenverwaltung und -visualisierung (ePowVis) der Simulationsmodelle werden in der Softwaremodule für das eASiMOV-Toolbox (electrical grid Analysis, Simulation, Modeling, Optimization and Visualization) realisiert.
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| Abb.3: eASiMOV-Modell Karlsruhe (110 kV Ebene) | Abb.4: Zeitreihenbasierte Lastflussanalyse mit eASiMOV |
Messung, Datenarchivierung und -analyse. Zur hochfrequenten, zeitsynchronen Erfassung von Zeitreihen im elektrischen Verteilnetz wurden Messgeräte (E.DR: Elecrical Data Recorder) entwickelt und im Stromnetz am KIT erprobt und betrieben.
Mitglieder:
Dr.-Ing. Uwe Kühnapfel (Gruppenleiter)
Dr.-Ing. Heiko Maaß
Dr.-Ing. Hüseyin Kemal Çakmak
Michael Kyesswa, M.Sc. (Doktorand)
Richard Jumar, M.Sc. (Doktorand)
Anselm Erdmann, M.Sc
Beschäftigte in Ausbildung:
Dominik Meier (DHBW-Karlsruhe, Fachrichtung Angewandte Informatik)
Jonas Brousek (DHBW-Karlsruhe, Fachrichtung Angewandte Informatik)
Projekte:
