Netzberechnung Strom mit DIgSILENT Power Factory bei der ...

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ITS MAGIK NEWS 2010 Netzberechnung
Netzberechnung Strom mit DIgSILENT Power Factory
bei der Städtische Werke AG Kassel
Bereits während der Migration der Stromdaten aus dem Altsystem in die Fachschale Strom-Mehrstrich wurden
die ersten Anforderungen hinsichtlich einer Stromnetzberechnung bei der Städtische Werke AG in Kassel
berücksichtigt. Mit der Produktivsetzung wurde gleichzeitig die ITS-Schnittstelle zum Netzberechnungsprogramm
Power Factory von DIgSILENT in Betrieb genommen.
Kassel, im August 2010, Projektbericht von Dipl.-Ing. Karsten Neubert, Projektleiter der ITS
Ausgangssituation
Die Städtische Werke AG in Kassel nutzt
zur Berechnung der Stromnetze das Netzberechnungsprogramm
Power Factory
von DIgSILENT. Power Factory wurde bisher
ausschließlich zur manuellen Berechnung
von Hoch- und Mittelspannungsnetzen
genutzt. Die Stromnetze werden in
der Standard-Fachschale Strom-Mehrstrich
des Smallworld GIS unter Version 4
dokumentiert.
Einführung
Mit der Einführung des Smallworld GIS
wurde der Arbeitsprozess hinsichtlich der
Niederspannungsnetzberechnung überarbeitet.
So wurde festgelegt, dass mit
dem Netzberechnungsprogramm Power
Factory so wenig wie nötig gezeichnet
werden muss. Die Netze sollten aus dem
Smallworld GIS als Grundlage für die
Netzberechnung ausgegeben werden.
Diese Aufgabe wird mit dem ITS-Standardprodukt
ITS Power-Factory-Schnittstelle
erfüllt. Nach den ersten Tests war
schnell ersichtlich, dass dies wie gewünscht
möglich ist.
Arbeitsweise
Zu Beginn der Einführung des Rechenmodells
wurden Kontrollmessungen vorgenommen,
um die Korrektheit und Verlässlichkeit
des Systems sicherzustellen. Dazu
sind die ausgewählten 1kV-Netzabschnitte
im Location Viewer ausgedruckt und
die einzelnen Messpunkte an den Kabelverteilern
ausfindig gemacht worden. Da
kurzfristig nicht bei allen Haushalten ein
problemloser Zugang zu den Anschlüssen
gewährleistet war, blieben diese in der
Auswertung unberücksichtigt.
Langzeitmessung
Ein Langzeit PQ Messgerät wird in der Station
an der Niederspannungsverteilung
angeschlossen und misst während des gesamten
Vorgangs die Trafoströme, die
Sammelschienenspannung und die Abgangsströme.
Anschließend werden die
Spannungen und Ströme der anderen
Netzmesspunkte mit Standard-Equipments
gemessen und mit den jeweiligen
Zeiten erfasst. So lassen sich später über
Standardkurven verschiedene Zustände
im DIgSILENT simulieren.
Bild: Eingefärbte Stromkreise im Location Viewer Bild: Niederspannungsnetz mit Anschlüssen in Power Factory
Seite 48 Städtische Werke Kassel AG
Ausgabe des Niederspannungsnetzes
Das exportierte Niederspannungsnetz
zeigt neben allen Kabellängen und -werten
auch die internen Welten der überirdischen
Bauteile und Betriebsmittel. Das
Rechenmodell kalkuliert Spannungen und
Ströme der Messpunkte, die topologisch
denen des GIS entsprechen. Die Lasten
stellen das größte Problem dar; um sie
auf die "reale" Welt abzustimmen, werden
die Rechenergebnisse aus dem Netzmodell
mit den Messungen verglichen
und ein Standardmittelwert gebildet.
Bild: Kabelverteiler mit Straßenschlüssel

Netzberechnung
ITS MAGIK NEWS 2010
Bild: Stationsinnenleben mit Abgängen in Power Factory Bild von links: Karsten Neubert (ITS), Daniel Brommana
Ergebnis
Nach Abschluss der Einführungsphase
werden Messungen nur noch in einzelnen
Fällen notwendig sein. Es kommt dann
ausschließlich auf die Fachschalendaten
im Smallworld GIS an.
Zur Qualitätssteigerung der Netzdokumentation
werden testweise alle vorhandenen
Niederspannungsnetze mittels der
ITS Power-Factory-Schnittstelle ausgespielt.
In wenigen Ausnahmen mussten
Erfassungssituationen verbessert werden.
Durch die enge Zusammenarbeit der
Fachabteilung und der Dokumentation
wurden die Philosophien des Smallworld
GIS und der Standard-Fachschale Strom-
Mehrstrich schnell transparent.
Generierung der Innenleben
Mit den Daten der Netzberechnung beginnt
die Fachabteilung nun auf Basis von
Feldbegehungen die vorhandenen Schaltbilder
selbstständig zu vervollständigen.
Dabei kommt der ITS Schaltbild-Generator
zum Einsatz, womit die Nachbearbeitung
der Schaltbilder sehr effizient durchgeführt
werden kann. Der ITS Schaltbild-Generator
bietet speziell für die Fortführung
der Schaltbilder leistungsstarke Funktionen
auf den jeweiligen Objekten an.
Städtische Werke Kassel AG
Anpassungen
Zur Optimierung des Workflows und zur
Minimierung des Erfassungsaufwandes in
Power Factory wurde die Schnittstelle kundenspezifisch
konfiguriert. Dazu gehörten
u.a. Festlegungen zur Verwendung von
Fremdtrafos als MS-Verbraucher, Mappings
zu Sicherungs- und Kabeltypen, Festlegungen
zu Trafowerten, Nachtspeicheröfen
und NS-Lasten, sofern keine exakten
Werte im GIS hinterlegt waren.
Netzberechnung Mittelspannung
Nach den erfolgreichen Berechnungen in
den Niederspannungsnetzen werden im
nächsten Schritt die Berechnungen für die
Mittelspannungsnetze erfolgen. Zur optimalen
Übertragung und Ablage von Fachinformationen
ergeben sich weitere Anforderungen
u.a. zum Thema Lastanforderungen
im MS-Netz. Dazu sind geringe Erweiterungen
an der ST NS Trafolast geplant.
Für die Situationen (Haushaltskunde und
Sondervertragskunde) im NS-Netz wird das
Objekt ST NS Trafolast um einige Sachinformationen
erweitert, so dass die datumsbezogen
aufsummierten Leistungswerte
für Haushalts- und Sondervertragskunden
abgelegt werden und als Grundlage für die
Berechnung dienen können.
Fazit
Die bereits durchgeführten Berechnungsvorgänge
und der einfache Arbeitsprozess
zum Erreichen eines rechenfähigen Netzes,
hat die Städtische Werke AG dazu
veranlasst, nun alle Stromnetzberechnungen
mit dem System Power Factory von
DIgSILENT in Verbindung mit der ITS Power-Factory-Schnittstelle
zum Smallworld
GIS durchzuführen. Das hat zur Folge,
dass die Anzahl der Fachanwendungen
weiter sinken wird, was einen positiven
Nebeneffekt darstellt. Weiterhin ist
die fachliche Zusammenarbeit zwischen
der Technik und der Dokumentation gestärkt
und intensiviert worden, so dass
letztlich die Netzinformationen weiter
aufgewertet wurden. Mit dieser neu geschaffenen
Datensituation ist die Städtische
Werke AG bestens für die zukünftigen
Anforderungen an die Netzbetreiber,
z.B. EEG Einspeisungen, gerüstet.
Daniel Brommana
Technik Netze
brommanad@kvvks.de
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