Dynamische Leistungserhöhung von Leistungstransformatoren mittels thermischer Modellierung zur Integration dezentraler Energiewandlungsanlagen in bestehende Verteilnetze

Abstract:
In der vorliegenden Veröffentlichung wird ein Verfahren vorgestellt, mit dem die maximal übertragbare Leistung von Leistungstransformatoren dynamisch angepasst und somit temporär über die Bemessungsleistung hinaus erhöht werden kann. Diese Erhöhung wird ohne zusätzliches Messequipment oder zusätzliche Komponenten zur Leistungserhöhung, wie etwa einer aktiven Kühlung, erreicht. Der Schlüssel hierzu liegt in der thermischen Modellierung des Leistungstransformators. Das thermische Modell wird in Form eines Algorithmus im Netzleitsystem hinterlegt, um aus der gemessenen oberen Öltemperatur und dem Lastfaktor zyklisch die Heißpunkttemperatur zu bestimmen. Ziel ist es, bisher ungenutzte Kapazitätsreserven des Leistungstransformators nutzbar zu machen, indem anstatt des Bemessungsstroms die maximal zulässige Heißpunkttemperatur als Indikator für die Auslastung des Leistungstransformators verwendet wird. Da insbesondere dieser Betriebsmitteltyp ein komplexes thermodynamisches Verhalten aufweist, besteht grundsätzlich Unsicherheit bei der zu erwartenden Genauigkeit der thermischen Modelle für Betrieb und Prognose, sowie generell bei der Wahl des geeigneten thermischen Modells. Diese Veröffentlichung begegnet dieser Unsicherheit mit einer ausgiebigen statistischen Analyse und damit verbundener Gegenüberstellung ausgewählter thermischer Modelle. Schlussendlich leistet die vorliegende Veröffentlichung einen wichtigen Beitrag, um die vorhandene Netzinfrastruktur effektiver zu nutzen und die wirtschaftliche und ökologische Integration von dezentralen Energiewandlungsanlagen zu fördern.