Reiter Lastfluss-Optimierung_Berechnungsverlauf

• • Parameter: Allgemeine Einstellmöglichkeiten für die LFO
    • Anzahl Threads Parallelisierung: Wie viele Threads sollen für die Berechnungen benutzt werden? Insgesamt sollte das Produkt aus „Anzahl Threads Parallelisierung" und „SteuerdatenParallelisierungMax. Anzahl Kerne" kleiner sein, als die Anzahl der verfügbaren Prozessorkerne. Bei einer lokalen Rechnung entspricht die Anzahl der verwendeten Kerne der Anzahl der physikalischen Rechenkerne. Für Rechnungen auf dem HPC-Cluster gilt hingegen, dass der HPC-Manager entscheidet wie viele Kerne verwendet werden.
    • Max. Anzahl Iterationen: Maximale Anzahl der Iterationen (Summe aus Linearisierungs- und Vollständigkeitsiterationen) bevor die LFO beendet wird, sollte zuvor kein Konvergenzkriterium erreicht sein.
    • Konvergenzschwelle P: Liegt die Summe der absoluten Änderungen aller Optimierungsvariablen (Transformatorstufen gehen mit einem Gewichtungsfaktor ein) im Vergleich zur vorherigen Iteration unterhalb dieser Schwelle, wird die innere Schleife (Linearisierungsiterationen) beendet. Bei zeitkoppelnder Rechnung wird der Wert mit der Anzahl zeitkoppelnd zu berechnender Netznutzungsfälle multipliziert.
    • Anzahl Iterationen bis Neubewertung: Das Optimierungsverfahren besteht aus einer inneren und einer äußeren Schleife (siehe Kapitel 1). Dieses Steuerdatum legt die maximale Anzahl an Iterationen der inneren Schleife (Linearisierungsiterationen) fest, die innerhalb eines Durchlaufs der äußeren Schleife getätigt werden. Nach dieser Anzahl Iterationen wird eine Neubewertung der Nebenbedingungen vorgenommen. Es wird beispielsweise geprüft, ob zusätzliche Ausfallsituationen betrachtet werden müssen. Es ist sinnvoll, den Steuerparameter „Anzahl Iterationen bis Neubewertung" kleiner als den für den Steuerparameter „Max. Anzahl Iterationen" zu wählen, ansonsten kann eine ggf. Notwendige Neubewertung nicht erfolgen und die Optimierung bricht ab.
    • Neuberechnung Sensitivitäten in jeder Iteration: Sollen in jeder Iteration der inneren Schleife die Sensitivitäten neu berechnet werden? Zu Beginn eines Durchlaufs der äußeren Schleife wird stets eine Neuberechnung der Sensitivitäten durchgeführt.
    • Sensitivitäten in allen NNF gleich: Dieses Steuerdatum ist nur bei zeitkoppelnden Berechnungen relevant. Wenn dieses Steuerdatum gesetzt ist, werden die Sensitivitäten nur für den ersten Netznutzungsfall berechnet und für alle übrigen Netznutzungsfälle übernommen. Bei einer zeitlich konstanten Netztopologie (aktuell eine Voraussetzung der zeitkoppelnden LFO) kann diese Näherung hinreichend sein.
    • Berücksichtigung PV-Knoten in Sensi.-Berechnung: In der Funktionalmatrix der Lastflussrechnung erhalten PV-Knoten und der Slack-Knoten eine Sonderbehandlung. Da die Spannung an diesen Knoten vorgegeben ist, sind die Ableitungen der Lastflussgleichung nach den Spannungen der PV-Knoten nicht definiert. Aus diesem Grund werden für diese Knoten die Zeilen für die Blindleistung sowie die Spalten für die Spannung in der Funktionalmatrix normalerweise gestrichen. Mit diesem Steuerdatum kann gewählt werden, dass bei der Berechnung der Sensitivitäten die PV-Knoten keine Sonderbehandlung erfahren sollen.
    • Minimale Leitungslänge: Minimale Länge, ab der Leitungen in der LFO berücksichtigt werden.
    • Min. Auslastung. Berücksichtigung in Gl.: Definiert ab welcher Zweigauslastung eine Ausfallsituation betrachtet werden soll. Alle anderen Situationen werden aus dem Gleichungssystem entfernt um Rechenzeit zu sparen. Ein direkter Zusammenhang zu dem Steuerdatum „Ausfallsimulation" ist nicht gegeben. Jedoch kann der Inhalt der Ausgabe durch „Ausfallrechnung  „Überwachung der Auslastung" beeinflusst werden.
    • Max. Anzahl Ausfälle in Gl. je Zweig: Definiert für alle Zweige wie viele Ausfälle anderer Zweige jeweils für einen gegebenen Zweig in der Ausfallsimulation betrachtet werden sollen.
    • Konvergenz bei unveränderten Überlastungen: Abbruch der inneren Schleife, wenn sich die Engpassleistung zwischen zwei Iterationen nicht geändert hat-
    • Rücknahme PV-PQ-Umwandlung: Soll die automatisch PV-PQ-Umwandlung der Knoten während der LFO am Ende Rückgängig gemacht werden?
    • Sicherheitsschwelle Ausfallprädiktion: Definiert einen Grenzwert in der Ausfallsimulation. Unterhalb der Schwelle für die extrapolierte Betriebsmittelauslastung wird die Lösung aus der vorherigen Iteration für die nächste Iteration weiterverwendet und die Linearisierung nicht erneut berechnet. Die Höhe der Schwelle führt in der Ausfallsimulation bei geeigneter Wahl zu einer Verbesserung der Rechenzeit bei gleichbleibender Ergebnisgüte.
    • Einsatzentscheidung einmalig optimieren:
    • Anzahl bewerteter Fahrpläne:
    • Max. Faktor Kostendiff. bew. Fahrpläne:
    • Ergebnisausgabe auch für nicht optimierte Variablen:
  • Optimierung mit Blindleistung: Steuerparameter die Berücksichtigt werden, wenn Lastfluss-Optimierung  Optimierung mit Blindleistung aktiviert ist
    • Max. Q Komp. pos. je Iter.:
    • Max. Q Komp. neg. je Iter.:
    • Max. Q Einsp. / HGÜ pos. je Iter.:
    • Max. Q Einsp. / HGÜ neg. je Iter.:
    • Max. Stufen Trafo je Iter.:
  • Ausfallsimulation: Steuerparameter, zur Auswahl der zu berücksichtigenden Ausfallsituationen in der LFO
    • Hole Ausfälle aus Situation: Wenn aktiviert, dann werden nicht die Auslastungsgrenzen der Ausfallsimulation berücksichtigt, sondern die vorab unter SituationsbeschreibungAusfälle (LF-Berechnung)  Situation

definierten Ausfallsituationen (siehe Kapitel 2.3.4).

• • • Auslastungsgrenze Ausfall Leitung: Minimale Auslastung eines Netzzweiges, ab der sein Ausfall im Rahmen der LFO simuliert wird.
    • Auslastungsgrenze Ausfall Transformator 2W: Minimale Auslastung eines Zweiwicklungstransformators, ab der sein Ausfall im Rahmen der LFO simuliert wird.
    • Auslastungsgrenze Ausfall Trafo 3W: Minimale Auslastung eines Dreiwicklungstransformators, ab der sein Ausfall im Rahmen der LFO simuliert wird.
    • HGÜ-Ausfälle: Sollen auch Ausfälle von HGÜ-Leitungen simuliert werden?
    • Berechnung der Approximationsgüte: Soll die Güte der Ausfallapproximation mitberechnet werden?
    • Vernachlässigung unkrit. Ausfälle in Zeitreihenrechnung:
    • Detailausgabe Reduktion Ausfallsituation: Detaillierte Log-Ausgabe für die Ausfallsituationen aktivieren.
    • Berechnung ab erw. Auslastung von: Für jede Ausfallsituation wird geprüft, ob die erwartete Auslastung eines Zweiges den Schwellwert überschreitet. Erst dann erfolgt eine vollständige Berechnung der Ausfallsituation.
    • Mindestwert Ausfallsensitivitäten: Für jede Ausfallsituation wird geprüft, ob die Sensitivitäten Die durch einen Ausfall eines bestimmten Zweiges verursachten Lastflussänderungen lassen sich durch Sensitivitäten für alle anderen Zweige abbilden. Die Sensitivitäten geben an, wie stark sich die Auslastung der anderen Zweige durch den Ausfall des einen Zweigs ändern., die für jede Ausfallsituation berechnet werden, über dem Schwellwert liegen. Erst dann erfolgt eine Berechnung der jeweiligen Ausfallsituation.
    • Mindestwert Änderung P Zweig: Für jede Ausfallsituation wird geprüft, ob die Wirkleistungsänderung, welche durch die Ausfallsituation hervorgerufen wird, in mindestens einem Zweig über dem Schwellwert liegt. Erst dann erfolgt eine vollständige Berechnung der Ausfallsituation.
  • Solver: Steuerparameter zur direkten Einstellung des CLP-Solvers

Hinweis: Im Rahmen der LFO wird aktuell der „COIN-OR Linear Program Solver (CLP Solver)" verwendet. Dieser Solver ist eine Open Source Software und verwendet zur Lösung des LP den Simplex-Algorithmus. Eine ausführliche Dokumentation ist unter https://www.coin-or.org/Clp/index.html bereitgestellt.

• • • Max. Anzahl Iterationen CLP-Solver: Maximale Anzahl an Iterationen des CLP-Solvers (Simplex Iterationen). Ein Zusammenhang zu dem Steuerparameter „Max. Anzahl Iterationen" ist nicht gegeben.
    • Infeasibility Cost CLP-Solver: Kosten für Slackvariablen in der Zielfunktion. (Un-) Gleichheitsnebenbedingungen werden bei Nichtlösbarkeit des Problems automatisch relaxiert und mit einem Kostenterm versehen. Die relative Kostenhöhe definiert wie stark die Nebenbedingungen verletzt werden. Im Normalfall sollten diese Kosten, im Vergleich zu allen anderen Kosten, extrem hoch angesetzt werden.
    • Toleriertes Invertierungs-Residuum: Auf Grund der nur endlichen Mantisse in der Gleitkommadarstellung lassen sich Zahlen nicht beliebig genau darstellen (interne Maschinengenauigkeit). Bei der Invertierung von Matrizen kann es folglich zu Ungenauigkeiten kommen. Insbesondere dann, wenn eine große Zahl mit einer kleinen Zahl verrechnet wird. Das Invertierungs-Residuum gibt den tolerierten Fehler an, welcher bei der Matrixinvertierung zugelassen wird.

Abbildung 24: Steuerdaten der LFO mit Standardparametrierung (2/5)