Beobachtungsbereich

Der Beobachtungsbereich definiert, welche Netzzweige durch die LFO betrachtet werden sollen. Die Auslastung von Leitungen, Transformatoren und Längsdrosseln können überwacht werden. Der Beobachtungsbereich kann im Komponentenbaum (vgl. Abbildung 10) unter „Netzdaten  Lastfluss-Optimierung  Beobachtungsbereich" verwaltet werden.

Abbildung 10: Beobachtungsbereich der LFO im Komponentenbaum
In der LFO werden stets alle definierten Beobachtungsbereiche berücksichtigt. Im Beobachtungsbereich können Positiv- und Negativlisten (vgl. Abbildung 11) verwaltet werden, die den Betrachtungsbereich definieren. Sollte sich ein Zweig in einer Positivliste und in einer anderen Negativliste befinden, so hat immer die Negativliste Vorrang und der Zweig wird vom Beobachtungsbereich ausgeschlossen. Für den Solver macht es keinen Unterschied wie viele Beobachtungsbereiche definierten wurden. Es werden steht alle Netzobjekte der Beobachtungsbereiche betrachtet. Folgende Listen können für den Beobachtungsbereich definiert werden:

Netzgruppen: Die Auslastungen von Zweigen, deren Anfangs- oder Endknoten zu diesen Netzgruppen gehören, werden überwacht.
Negativliste Zweige: Diese Zweige werden vom Beobachtungsbereich ausgeschlossen.
Positivliste Zweige: Diese Zweige gehören zum Beobachtungsbereich. Ist ein Zweig sowohl in der Positiv- als auch in der Negativliste, hat die Negativliste Vorrang. Inkonsistenzen werden im Bearbeitungsfenster des Beobachtungsbereichs aufgelistet.
Negativliste Spannungsebenen: Netzzweige, deren Anfangs- oder Endknoten eine Nennspannung aus dieser Negativliste aufweisen, werden nicht betrachtet.
Positivliste Spannungsebenen: Netzzweige, deren Anfangs- oder Endknoten eine Nennspannung aus dieser Positivliste aufweist, werden in den Beobachtungsbereich aufgenommen.

Es ist nur sinnvoll, entweder die Negativ- oder die Positivliste der Spannungsebenen zu verwenden. Werden beide Listen angelegt, werden nur diejenigen Spannungsebenen betrachtet, die in der Positivliste enthalten sind, aber nicht die der Negativliste.

Abbildung 11: Parametrierung des Beobachtungsbereichs der LFO
Thermischer Grenzstrom
Die maximal erlaubte Auslastung ergibt sich für Leitungen durch den thermischen Grenzstrom, welcher in der Eingabemaske angegeben werden kann. Bei Transformatoren wird der thermische Grenzstrom durch die Bemessungsscheinleistung und die Nennspannung bestimmt. Sind in den Steuerparametern  Nebenbedingungen die Optionen „Zweigströme", „Berücksichtigung von Trafo2W" bzw. „Berücksichtigung von Trafo3W" aktiviert, werden die thermischen Grenzwerte in der LFO als Nebenbedingung berücksichtigt. Die Nebenbedingung wird jedoch relaxiert berücksichtigt, so dass das Optimierungsproblem auch dann lösbar ist, wenn der Umfang der Freiheitsgrade zur Engpassbehebung nicht ausreichend ist. Zu diesem Zweck müssen die Kosten verbleibender Grenzwertverletzungen geeignet parametriert werden. Damit zur Engpassbeseitigung beispielsweise Redispatch durchgeführt wird, müssen die Strafkosten für verbleibende Engpässe höher sein als die Strafkosten für die Anpassung der Wirkleistungseinspeisung von Erzeugungsanlagen.
Über die Maske kann der Grenzstrom (vgl. Abbildung 13) für jede Leitung individuell parametriert werden. Es besteht die Möglichkeit alternative Grenzströme anzugeben. In den Steuerparametern  Lastfluss  Sonstiges  Stromgrenzen kann ausgewählt werden, welche Stromgrenze der Leitungen berücksichtigt werden soll (vgl. Abbildung 12).

Abbildung 12: Auswahl der Stromgrenze in den Steuerparametern

Ir [A]: Stromwert, ab dem die maximal zulässige Erwärmung der Leitungen erreicht ist (thermischer Grenzstrom). Sofern der Stromfluss für eine relevante Betriebssituation oberhalb dieses Grenzwerts liegt, liegt demnach ein Engpass vor.
Imax1 [A] bis imax6 [A]: Alternative Angaben des Stromgrenzwerts, ab dem die maximal zulässige Erwärmung der Leitungen erreicht wird (thermischer Grenzstrom).

Abbildung 13: Thermischer Grenzstrom von Leitungen
Für Transformatoren errechnet sich der thermische Grenzstrom IGrenz,1= Sdauer3∙Ur,1 aus der Dauerbemessungsscheinleistung Sdauer bzw. wenn diese nicht angeben ist aus der Bemessungsscheinleistung Sr und der Nennspannung (oberspannungsseitig) Ur,1 (vgl. Abbildung 14).

Ur1: Nennspannung des Transformators an Seite 1 (oberspannungsseitig).
Sr: Bemessungsscheinleistung des Transformators.
Sdauer: Dauerbemessungsscheinleistung des Transformators.

Abbildung 14: Parameter für die Nennspannung und Bemessungsscheinleitung von Transformatoren
Die Nichteinhaltung der Grenzwerte wird mit Strafkosten in der Zielfunktion berücksichtigt. Die Parametrierung erfolgt direkt im Leitungsobjekt bzw. Transformatorobjekt (vgl. Abbildung 15 und Abbildung 16).

Kosten je Grenzverletzung (N-0): Strafkosten für eine Überschreitung der maximal zulässigen thermischen Auslastung im Normalbetrieb (N-0 Fall) in der Zielfunktion.
Kosten je Grenzverletzung (N-1): Strafkosten für eine Überschreitung der maximal zulässigen thermischen Auslastung in Ausfallsituationen (N-1 Fall) in der Zielfunktion.
Kosten bei Überschreitung von Pmax: Strafkosten für eine Überschreitung des maximal zulässigen Wirkleistungsflusses über die Leitung in der Zielfunktion.
Max. zul. Auslastung (N-0): Maximal zulässige Auslastung der Leitung bzw. des Transformators in Abhängigkeit des thermischen Grenzwertes im Normalbetrieb (N-0).
Max. zul. Auslastung (N-1): Maximal zulässige Auslastung der Leitung bzw. des Transformators in Abhängigkeit des thermischen Grenzwertes in Ausfallsituationen (N-1).
Max. Auslastung (N-1) nach kurativen Maßnahmen: Maximal zulässige Auslastung der Leitung bzw. des Transformators in Abhängigkeit des thermischen Grenzwertes in Ausfallsituationen (N-1) nachdem kurative Maßnahmen durchgeführt wurden.
Max. Wirkleistung: Maximal zulässiger Wirkleistungsfluss über die Leitung bzw. den Transformator.
Pmax aktiv: Soll diese Leitung bzw. dieser Transformator bei aktivierter Wirkflussbegrenzung berücksichtigt werden?

Abbildung 15: Strafkosten für das Verletzen des thermischen Grenzstroms von Leitungen

Abbildung 16: Strafkosten für das Verletzen des thermischen Grenzstroms von Transformatoren