Netzberechnung und Netzanalyse

Lastflussberechnung

Von der Elektrizitätsversorgung wird gefordert, dass elektrische Energie sicher, umweltfreundlich, kostengünstig und ausreichend bereitgestellt wird. Diese Forderung gilt für den Normalbetrieb des Netzes. Um sie erfüllen zu können, muss neben der ausreichenden Erzeugung genügend Übertragungskapazität vorhanden sein. Bei diesen Überlegungen ist selbstverständlich zu berücksichtigen, dass der Leistungsbedarf im Laufe der Jahre wachsen kann.

Ein wichtiges Hilfsmittel zur Planung elektrischer Netze ist die Lastflussberechnung, die auch Leistungsflussberechnung genannt wird. Zielsetzung ist dabei die Ermittlung interessierender Größen im Netz für Normalbetrieb und bei unterschiedlichen Belastungen, wie z.B.

  • Spannungen an Stationen und Sammelschienen (Netzknoten) nach Betrag und Phasenlage
  • Ströme bzw. Wirk- und Blindleistungsflüsse auf Leitungen, über Transformatoren und andere Betriebsmittel sowie die sich daraus ergebenden relativen Belastungen
  • Wirk- und Blindleistungsverluste von Betriebsmitteln, Netzteilen und Spannungsebenen
  • Austauschleistungen zwischen Netzen oder Netzgruppen
  • Bilanzierung von Bilanzkreisen
  • Berechnung von Leistungen, die durch Netze oder Teilnetze durchgeleitet werden
  • Erforderliche Spannungsregelbereiche bei Transformatoren und Generatoren
  • Blindleistungsbedarf bzw. Kompensationsbedarf an Netzknoten, bereitgestellt durch Generatoren oder Kompensationseinrichtungen
  • Weitere Kenngrößen, die sich aus der Kenntnis von Strömen und Spannungen in einem Netz ermitteln lassen

In der elektrischen Energietechnik wird die (n-1)-Regel im Bereich von Stromnetzen, Umspannwerken oder Kraftwerken angewendet, um bei Ausfall oder Abschaltung eines Betriebsmittels, wie eines Leistungstransformators, Generators oder einer Freileitung, den Gesamtbetrieb des Stromversorgungsnetzes aufrechtzuerhalten. Das (n-1)-Prinzip muss für die maximale Höchstlast erfüllt sein.

Im Rahmen der Lastflussberechnung übernehmen wir u.a. folgende Aufgaben:

  • Lastflussberechnung für Eigenbedarfsnetze von Kraftwerken, Industrienetzen und öffentlichen Versorgungsnetzen
  • Anwendung des (n-1)-Ausfallkriteriums
  • Spannungsfallberechnung bei Transformatoren, Leitungen und Drosselspulen
  • Spannungsfallberechnung bei Motoranlauf (stationär und dynamisch)
  • Erstellung von Leistungsbilanzen im Planungs- und Projektierungsstadium
  • Bestimmung des Leistungsfaktors am Netzübergabepunkt
  • Auslegung der erforderlichen Blindleistungskompensation und Wahl der vorteilhaftesten Kompensationsart
  • Spannungsfallberechnung für Gleichstromnetze
  • Überprüfung der Blindleistungsbereitstellung von Kraftwerken und EEG-Anlagen
  • Bestimmung der Netzverluste für verschiedene Betriebsszenarien