• Energiewende 2050: Gegenüberstellung von Netzausbau und Kraftwerkzubau

    Der Energiesektor in Deutschland - und im Besonderen in Baden-Württemberg - wird in den kommenden Jahren eine Transformation durchlaufen. Im Zuge der Energiewende sieht sich die Strom- und Gasversorgung grundlegenden Veränderungen gegenüber. Die Vorstellungen und Annahmen wie sich die Kraftwerks- und Netzinfrastruktur entwickeln sollte, gehen dabei stark auseinander. Für die Übertragungsnetzbetreiber wird die Kopplung der Sektoren zukünftig eine wesentliche Rolle spielen. Um eine treibhausgasneutrale Energiewelt zu ermöglichen, sind insbesondere Power-to-Gas-Technoligen (PtG) für die Produktion flüssiger und gasförmiger Brenn‑ und Kraftstoffe in der Diskussion. Überschüssiger Strom aus erneuerbaren Energien kann durch PtG-Prozesse genutzt werden. So bietet die Technologie die Möglichkeit elektrische Energie über lange Zeiträume speicherbar zu machen. Auch können die aus regenerativ erzeugtem Strom erzeugten Brennstoffe in die vorhandene Erdgasinfrastruktur eingebunden werden und somit über bestehende Transportwege übertragen werden. Gaskraftwerke können dann treibhausgasneutral nahe von verbrauchsintensiven Regionen Strom erzeugen und somit den Transportbedarf von Strom im Übertragungsnetz reduzieren. Im Rahmen der Masterarbeit wird untersucht, ob in einem Energiesystem im Jahr 2050 die verstärkte Anwendung von PtG-Technologien wirtschaftlich ist und ab welchen Kosten PtG im Vergleich zum Netzausbau vorteilhaft ist. Dabei wird die Frage beantwortet, wieviel installierte Leistung an PtG-Anlagen und Gaskraftwerken eine Alternative zu bestimmten Netzausbauprojekten darstellen kann. Zur Bewertung der Thematik wird eine Markt- und Netzanalyse durchgeführt und eine Methodik zur Gegenüberstellung von Netzausbau und Kraftwerkszubau entwickelt.

     

    Studierender: Simeon Ackermann

    Firma: TransnetBW, Osloer Str. 15-17, 70173 Stuttgart

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  • Entwicklung eines landbasierten Umspannwerks für den Netzanschluss von Offshore-Windparks an internationalen Standorten

    Im Zuge einer weltweiten Energiewende werden insbesondere die Solar- und Windenergie derzeit stark ausgebaut. Bei Offshore-Windparks, deren Vorteile hohe Volllaststundenzahlen und verfügbare Flächen sind, ist eine Herausforderung der Netzanschluss der Parks.

    Im Rahmen dieser Arbeit soll ein technisches Konzept für ein landbasiertes Umspannwerk für die AC-Anbindung groß         technischer Offshore-Windparks an internationalen Standorten entwickelt werden. Als Grundlage wird zunächst ein Konzept für ein solches Umspannwerk in Deutschland unter Berücksichtigung der geltenden Netzanschlussregeln entwickelt. Anhand dieses Konzepts werden dann die Unterschiede an internationalen Standorten herausgearbeitet und so angepasste Konzepte entwickelt.

    Die technische Betrachtung beschränkt sich auf die luftisolierten Systeme des eigentlichen Einspeiseumspannwerks und die Verbindungskomponenten des Netzanschlusssystems. Hierbei sind die Kompensationseinrichtungen und die Positionierung des Umspannwerkes entlang der landseitigen Verbindungsstrecke zu beachten.

    Studierender:              Stefan Reschwamm
    Firma:                         Netze BW GmbH

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  • Ermittlung und Darstellung der Netzfrequenz

    Es soll eine dezentrale Messeinheit entwickelt werden, welche die Netzfrequenz an einer 230V-Steckdose möglichst genau ermitteln kann.

    Hierzu sind mögliche Erfassungsmethodel zu recherchieren und zu bewerten. Anschließend soll ein geeigneter Prototyp aufgebaut werden, welcher die Messwerte erfasst, aufbereitet und zum Einbinden auf einer Internetseite bereitstellt. Es soll eine passende Joomla Extention ausgewählt und für eine Testseite parametriert werden.

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  • Evaluierung von Verfahren zur Strom- und Spannungsmessung in Niederspannungsverteilnetzen

    Durch die steigende Anzahl dezentraler Einspeisungen ins Niederspannungsnetz gewinnen Echtzeitdaten über den Netzzustand auch in dieser Spannungsebene immer mehr an Bedeutung. Denn nicht nur die dezentrale Einspeisung stellt eine Herausforderung für die Netzbetreiber dar, sondern auch der verstärkte Ausbau der Elektromobilität in Deutschland. Um das Stromnetz für diese Entwicklung zu rüsten und Stromausfälle zu verhindern, ist der Ausbau des Verteilnetzes nötig. Damit dieser gezielt priorisiert werden kann, müssen zuvor die derzeitigen Belastungszustände analysiert werden. Hierzu bietet SMIGHT ein GridSensor-System an, welches die aktuellen Stromeffektivwerte erfasst, übermittelt und verwaltet. Die nächste Version dieses Stromsensors soll zusätzlich eine Messung der Leistungsrichtung beinhalten. Hierzu ist im Rahmen dieser Masterarbeit eine Betrachtung von Verfahren zur Leistungsrichtungsbestimmung durchzuführen. Neben der Auswertung über die phasengleiche Messung von Strom und Spannung sollen auch alternative Methoden, beispielsweise indirekt über das elektrische Feld, betrachtet werden. Die unterschiedlichen Verfahren sind nach Aufbau, Messgüte und Robustheit zu beurteilen. Des Weiteren sind die Rahmenbedingungen für ein solches Messsystem zu definieren.

    Studierender: Dominik Müller
    Firma: SMIGHT EnBW Energie Baden-Württemberg AG

     

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  • Schutztechnische Betrachtung einpoliger hochohmiger Leitungsfehler im Übertragungsnetz

    Hochohmige Leitungsfehler sind für den Selektivschutz des Übertragungsnetzes eine eigene Disziplin. Die Aufgabe besteht darin, die Erdkurzschlussschutzfunktion (EKURZ-Funktion) selbst zu betrachten, ihre derzeitige Parametrierung zu verifizieren und ggf. zu optimieren. Es sind einpolige Leitungsfehler anzunehmen.

    Firma: TransnetBW

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  • Szenario- und Prognose-basierte Engpassbehebung im Schweizer Übertragungsnetz

    Im Rahmen des sogenannten Engpasswarnungsprozesses prüft Swissgrid in verschiedenen Zeithorizonten präventiv, ob mit den verfügbaren Netzelementen genügend Kapazität zum Abtransport der Schweizer Kraftwerksproduktion im Übertragungsnetz vorhanden ist. Aufgrund veränderter Anforderungen und Rahmenbedingungen wurde dieser Prozess zuletzt neu skizziert. Ziel der Masterarbeit ist es, für den neuen Prozess sinnvolle Berechnungsparameter sowie Szenarien zu ermitteln, diese zu implementieren und abschliessend den Prozess als Ganzes in einer Fallstudie zu validieren. Die gefundenen Szenarien sind im Netzberechnungsprogramm PSS-E zu modellieren sowie zu simulieren. Abschliessend sollen die gewonnenen Daten in einem Auswertungstool verarbeitet und die Eintrittswahrscheinlichkeiten der Szenarien mit Hilfe von Prognosedaten automatisiert bestimmt werden. Daraus resultieren schliesslich knotenscharfe Einspeiselimits für die Kraftwerke, mit welchen Swissgrid die potenzielle Schweizer Wasserkraftproduktion maximieren und gleichzeitig Netzengpässe vermeiden kann.

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