Produkte Geoinformations- und Betriebsführungssysteme

ITS Direct Power Analysis

GIS-integrierte Netzberechnung

Das Werkzeug ITS Direct Power Analysis ermöglicht die GIS-integrierte Stromnetzberechnung und unterstützt die Berechnungsarten Kurzschlussberechnung, Netzrückwirkungsbeurteilung (Motorstart-Analyse) und Lastflussberechnung. Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass keine Abschätzung vorgenommen wird, sondern eine echte mathematische Berechnung direkt im GIS erfolgt, ohne dass ein externes Netzberechnungsprogramm genutzt wird.

  • Standard-Fachschale Strom-Mehrstrich ohne Datenmodellerweiterung
  • Einfache und intuitive Bedienbarkeit
  • Last- und Kurzschlussberechnung
  • Netzrückwirkungsbeurteilung
  • Nutzung vorhandener Datenquellen

Produktbeschreibung


Grundlagen

Softwaretechnisch wurde auf Basisroutinen der ITS Schnittstellen-Tools zurückgegriffen, die sich bereits in anderen Produkten wie ITS PowerFactory- oder ITS Neplan-Schnittstelle bewährt haben. Prinzipiell wird das versorgte Netz analytisch aufbereitet und in eine für die Netzberechnung relevante Struktur überführt. Die dem Transformator vorgelagerten Sammelschienen simulieren dabei die Netzeinspeisung (Slack). Sammelschienen, Muffen und Freileitungsverbindungen bilden Knoten im Sinne der Netzberechnung. Die Analyse basiert letztlich auf der Aufstellung der Knotenpunktsadmittanzmatrix, die die Grundlage für alle weiteren Berechnungen bildet. Die berechneten Kurzschlusswerte lassen sich in CSV-Dateien ausspielen. Zudem besteht die Möglichkeit, die Ergebnisse direkt im Smallworld GIS in einem Ergebnis-Viewer zu begutachten. Dieser stellt neben den bekannten Smallworld-Funktionalitäten auch Funktionen zur Präsentation der Ergebnisse in der Karte zur Verfügung.

Kurzschlussberechnung

Der Formalismus zur Berechnung der minimalen, maximalen und charakteristischen Kurzschlussleistung im GIS folgt der Norm IEC 60909 / 2001. Der Lösungsweg stellt dabei die allgemeingültige Form der Netzberechnung dar, bei der anstelle von Absolutwerten mit relativen Werten (per unit, p.u.) gerechnet wird. Als Ergebnis liefert die Kurzschlussberechnung, Kurzschlussleistung, Kurzschlussstrom und Netzwinkel für die jeweiligen Knotenobjekte (Sammelschienen, Muffen, Hausanschlüsse…) im GIS. Die Ergebnisse werden sowohl im Ergebnis-Viewer als auch in der Grafik unterschiedlich eingefärbt, so dass anhand der Farbgebung direkt kritische Netzbereiche erkennbar sind.

Netzrückwirkungsbeurteilung

Um beurteilen zu können, wie sich die durch Laständerungen (z.B. durch das Einschalten von Motoren) hervorgerufenen Spannungseinbrüche auswirken, ist in ITS Direct Power Analysis eine Netzrückwirkungsbeurteilung integriert. Grundlage dafür ist die Kurzschlussleistung und der Netzwinkel am Verknüpfungspunkt, also das Ergebnis einer zuvor durchgeführten Kurzschlussberechnung. Beurteilt werden u.a. Asynchronmotoren, Ohmsche Betriebsmittel, Schweißmaschinen und Durchlauferhitzer. Berücksichtigt wird dabei die sogenannte Flicker Kurve, anhand derer definiert ist, in welcher Höhe, Dauer und Anzahl die Spannungsschwankungen bei Verbrauchern tolerabel sind.

Lastflussberechnung

Berechnungsgrundlage für die Lastflussberechnung ist wiederum die bereits beschriebene Knotenpunktsadmittanzmatrix. Unter Berücksichtigung im GIS vorhandener Verbrauchsinformationen oder Leistungen werden dabei die resultierenden Knotenspannungen iterativ ermittelt. Gleichzeitig wird für die Leitungen die Auslastung errechnet, und die Lastflussrichtung kann in der Grafik an den Leitungsobjekten angezeigt werden. Als etablierte Lösung zur Leistungsermittlung im GIS sei in diesem Zusammenhang das GIS-IS-U-Datenmodell der ITS erwähnt, mit dem sich die Leistungen anhand von Verbrauchsinformationen (z.B. Verbrauchsfaktor, Nutzungsstunden je Branche) errechnen lassen.


Fazit

Aufgrund der einfachen und intuitiven Bedienbarkeit stellt ITS Direct Power Analysis ein unverzichtbares Werkzeug für die operative und strategische Netzberechnung dar. Betriebsführer werden durch die Software beispielsweise mittels der Netzrückwirkungsbeurteilung beim Anschluss neuer Anlagen unterstützt. Auch bei der Planung von Netzerweiterungen, größeren Kundenanlagen und Netzoptimierungen ist die Software einsetzbar. Da dieses Werkzeug auch im Batchbetrieb einsetzbar ist, eignet er sich zudem zur Gesamtbeurteilung des Netzes hinsichtlich Netz- bzw. Spannungsqualität und stellt damit eine wesentliche Unterstützung des Netzmanagements im Hinblick auf die Abschätzung des Investitionsbedarfs dar.

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ITS Gruppe

Die ITS Gruppe hat sich auf die Entwicklung und Implementierung von innovativen und an der Praxis orientierten Geoinformations- und Betriebsmittelinformationssystemen spezialisiert. Die Lösungen der ITS bieten für alle Mitarbeiter eines Unternehmens den schnellen und flexiblen Zugang zu allen relevanten Informationen auf der Basis einer zentralen Datenhaltung.


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