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Für die Anwendung im Trainingssimulator wird die Zusatzbedingung gestellt, daß aktuell verbundene Netzteile (Netzinseln) mindestens eine synchronisierte Einspeisung enthalten. Auf diese Weise werden derzeit nicht unter Spannung stehende Netzbereiche a priori aus der aktuellen Topologie ausgeschlossen und ihre nutzlose Weiterbehandlung vermieden.
In der GDL-Netzbeschreibung hinterlegt der Beschreiber die potentielle Topologie des Netzes. Durch den Eintrag der Zustände aller Schaltgeräte - im Prozeß durch die Fernwirkübertragung bzw. Handsetzung, im Simulator per Eintrag des Start-Szenarios und gegebenenfalls weiterer Schaltmaßnahmen durch die Ereignisverarbeitung - wird die aktuelle Topologie festgelegt. Für die Berechnung des Lastflusses im dynamischen Modell wird eine Darstellung des Netzes benötigt, die nur die impedanzbehafteten Zweige und alle dazwischenliegenden Knoten sowie die Last- und Einspeiseanschlüsse enthält. Die Topologieauswertung führt die notwendige Generierung eines Knoten-Zweig-Modells der aktuellen Topologie durch.
Im Prototyp des Simulators war eine Topologieauswertung implementiert, deren Konzeption und Ausführung in [NAG-86] näher beschrieben sind. Probleme in der Anwendung dieses Programms, die in Abschnitt 7.1.1 geschildert werden, machten eine völlige Neukonzeption erforderlich, die in Abschnitt 7.1.2 beschrieben werden soll.
7.1.1. Problemstellung
Die Topologieauswertung nach [NAG-86], im folgenden alte Topologieauswertung genannt, entstand zu einer Zeit, in welcher der in Digitalrechnern zur Verfügung stehende Arbeitsspeicher die Hauptauslegungsgröße für alle Programme darstellte. Sie wurde daher speicherplatzsparend konzipiert. Als erster Schritt wurde die in der GDL definierte Syntax unter Verwendung der Zustände der Schaltgeräte und unter Ausfilterung der topologisch nicht relevanten Spezies ausgewertet. Ergebnis dieser Syntaxauswertung war eine Beschreibung der aktuellen Topologie in GDL. Erst ausgehend von dieser Beschreibung wurden in einem zweiten Schritt die Netzinseln ermittelt und im dritten Schritt die Listen erstellt, die zur Versorgung des Lastflusses und zur Rückübertragung der Ergebnisse in die Datenbank erforderlich waren. Alle diese Schritte mußten bei jeder Topologieänderung, die aufgrund einer Zustandsänderung einer oder mehrerer Schaltgeräte entsteht, vollständig durchgeführt werden [RUM-91].
Inzwischen wird der Simulator auf große, nationale Energieversorgungssysteme im Umfang von mehr als 250 Schaltanlagen angewendet, wie im Abschnitt 8.3 geschildert wird. Dabei wurde die Laufzeit der alten Topologieauswertung mit 12 bis 15 Sekunden länger als die Dauer eines Zeitschritts im Trainingssimulator von 10 Sekunden. Somit mußte eine neue Topologieauswertung, die den Laufzeitanforderungen gerecht wird, realisiert werden.
7.1.2. Lösungskonzept
In der Neukonzeption werden die Möglichkeiten, die sich bei der Anwendung der heutigen Rechnergeneration ergeben, ausgenutzt, indem auf eine Speicherplatz sparende Darstellung des Netzes zur Beschreibung der aktuellen Topologie verzichtet wird. Statt dessen wird eine Abbildung der potentiellen Topologie in Form eines speziellen programminternen Listensystems erstellt.
Diese Abbildung der potentiellen Topologie erfolgt in der Initialisierungsphase des Programms. (Da die Änderung der potentiellen Topologie im Simulator offline erfolgt, ist die Neuinitialisierung aufgrund einer Änderung der potentiellen Topologie nicht implementiert worden.) Sie braucht nur einmal durchgeführt zu werden, so daß die zeitraubende Filterung und Syntaxauswertung in jedem Rechenschritt entfällt. Weiterhin ist das Listensystem für eine schnelle Auswertung der aktuellen Topologie optimiert, indem Verzeigerungen zwischen den einzelnen Elementen der verschiedenen Listen mit angelegt werden.
Um Diskrepanzen zur Zustandsbuchführung in der GDL-Datenbank auszuschließen, werden in dieser Abbildung keine Schaltzustände geführt; viel mehr wird eine physikalische Verzeigerung der Objekte auf die zugehörigen Positionen in der GDL-Datenbank erstellt. Die GDL-Datenbank bleibt einzige Institution der Zustandsbuchführung.
Weitere Rechenzeitvorteile werden dadurch erzielt, daß die Listen bereits mit den Eintragsplätzen für die jeweils aktuelle Topologie vorbereitet werden. Für eine Auswertung der aktuellen Topologie ist dann nur noch ein Durchlauf mit Neunumerierung erforderlich.
Bei der Neukonzeption werden die Auslegungskriterien gegenüber der alten Topologieauswertung erweitert:
Aus diesen Gedanken ist ein Konzept entwickelt worden, das die Auswertung in drei Schritten vorsieht, wie in Bild 7.1 gezeigt ist.
Im ersten Schritt der Auswertung wird zunächst die schon beschriebene Generierung des internen Listensystems durchgeführt. Eine detaillierte Schilderung der Listeninhalte kann [LIT-96] entnommen werden, eine Übersicht wird in Abschnitt 7.1.3.1 gegeben.
Die Aktualisierung, d.h. die Ermittlung der aktuellen Topologie aus der Darstellung der potentiellen Topologie erfolgt im zweiten Schritt durch Eintrag der neuen, aktuellen Verknüpfungsstruktur in die bereits vorhandenen internen Listen. Dabei wird durch eine einfache Tiefensuche ermittelt, welche Zweige mit einer synchronisierten Einspeisung verbunden sind; weiterhin wird die für die Berechnung des Lastflusses (oder bei Kurzschlußrechnungen) notwendige dichte Numerierung der in der aktuellen Topologie befindlichen Netzelemente durchgeführt. Der Algorithmus ist in der Lage, beliebig viele Netzinseln zu erkennen und auszuwerten. Durch den Start der Inselsuche ausgehend von einer synchronisierten Einspeisung werden nicht versorgte Netzteile von vornherein aus der Behandlung ausgeschlossen.
Im dritten Schritt werden dann aus dem internen Listensystem applikationsspezifische Datensätze generiert. Diese Vorgehensweise macht es möglich, unterschiedliche Programme (Lastfluß im dynamischen Modell, Netzberechnungsprogramme, u.s.w.) mit Daten zu versorgen, ohne das interne Listensystem jeweils an die Anwendung anzupassen.
7.1.3. Realisierung
Es sollen zunächst weitere Definition getroffen werden, die für das Verständnis der folgenden Ausführungen wichtig sind:
Die aus IPD-Knoten und IPD-Zweigen bestehende Topologie kann zur Versorgung von Netzberechnungsprogrammen wie Lastflußberechnung, aber auch Kurzschlußberechnung verwendet werden.
7.1.3.1. Struktur des Listensystems
Bild 7.2 zeigt den Aufbau und die Verzeigerungsmöglichkeiten innerhalb des internen Listensystems und die Zugriffsmöglichkeiten auf die GDL-Datenbank.
In der Impedanzliste werden die Parameter gespeichert, die die Impedanzeigenschaft eines Zweiges näher beschreiben. Alle Parameter, die die Zweigeigenschaft ausmachen, sind in der Zweigliste hinterlegt. Durch eine wechselseitige Verzeigerung kann vom Zweiglistenelement zum korrespondierenden Impedanzlistenelement gesprungen werden und umgekehrt. Gleiches gilt für die Verknüpfung von Transformatorliste und Impedanzliste.
Muß zu einem Element eine variable Datenlänge hinterlegt werden, wie es z.B. für die Nummern der an einen Knoten angeschlossenen Zweige erforderlich ist, wird auf das Prinzip der indirekten Speicherung zurückgegriffen, indem alle Knotennummern in der Zweig-Index-Reihe separat abgelegt werden und im Knotenlistenelement nur die Anzahl und die Startadresse in der Zweig-Index-Reihe hinterlegt wird. Gleiches gilt für die Anzahl der Erder an einem Knoten und für die Anzahl der Eigenbedarfsanschlüsse für einen Kraftwerksblock.
Auf die GDL-Datenbank wird mit Hilfe von Adressen, die einen Offset von Beginn der jeweiligen Regionsdatei darstellen, zugegriffen. Diese Vorgehensweise erspart umfangreiche Suchalgorithmen, um beispielsweise den Zustand eines Schaltgeräts oder einer Einspeisung zu ermitteln. Allerdings muß bei einer Erweiterung oder strukturellen Änderung der Datenbank der Initialisierungsschritt wiederholt werden.
Im folgenden sollen die Algorithmen beschrieben werden, die in den drei Schritten eingesetzt werden.
7.1.3.2. Erster Schritt: Aufbau der internen Topologielisten
Im ersten Schritt der Auswertung werden die Einspeisungsdaten und die Netzbeschreibung ausgewertet. Mit Hilfe der Einspeisungsdaten wird die Einspeisungsliste aufgebaut.
Da die Beziehungen zwischen Objekten in GDL syntaktisch notiert werden, besteht keine direkte Abbildungsvorschrift zwischen den Objekten der Datenbank einerseits und Knoten und Zweigen andererseits. So wird beispielsweise durch einen Junktor ein Knoten erzeugt, während Schaltgeräte Zweige erzeugen. Es entstehen Knoten zwischen Schaltgeräten, die in der Netzbeschreibung nicht mit einer Spezies zu identifizieren sind.
Die Netzbeschreibung wird von oben nach unten gelesen und verarbeitet. Beim Auffinden einer Schaltanlage werden zunächst vorhandene Sammelschienen und Transformatoren untersucht. Dazu wird für jeden Junktor ein Knotenelement, für einen Zweiwickler-Transformator drei Zweig-, zwei Knoten-, ein Impedanz- und ein Transformatorelement sowie für einen Dreiwickler-Transformator sechs Zweig-, vier Knoten-, drei Impedanz- und drei Transformatorelemente (Dreiwicklertransformatoren werden für die Berechnung in drei im Stern verschaltete Zweiwicklertransformatoren aufgelöst) angelegt. Durch diese Vorverarbeitung kann sichergestellt werden, daß die Generierung der übrigen Elemente durch Top-Down-Verarbeitung der Netzbeschreibung erfolgen kann. Dabei steht immer ein Knoten zur Bearbeitung an, der im folgenden momentaner Knoten genannt wird. Für die Generierung von Knoten und Zweigen werden folgende Regeln beachtet:
Alle in diesem Schritt erzeugten Elemente werden durch eine eindeutige potentielle Nummer gekennzeichnet; alle Verweise der Elemente untereinander verwenden diese Numerierung.
Während des Aufbaus der Knotenliste wird jeder Knoten klassifiziert, indem angegeben wird, ob er ein Sammelschienenknoten (Knotenklasse 1), ein Knoten in der übrigen Schaltanlage (Knotenklasse 2) oder ein Knoten in einem Transformatorpartial (Knotenklasse 3) ist. Diese Klassifizierung wird für die Namensgebung der IPD-Knoten benutzt (siehe 7.1.3.4).
Am Ende des ersten Schritts sind alle internen Listen generiert. Lediglich die Einträge der aktuellen IPD-Knoten- und IPD-Zweignummern sowie die Inselnummern, die Leitungsnummern und die Transformatornummern fehlen.
7.1.3.3. Zweiter Schritt: Ermittlung der aktuellen Topologie
Im zweiten Schritt der Auswertung wird unter Verwertung der aktuellen Zustände der Einspeisungen und Zweige die aktuelle Topologie in Form einer Tiefensuche ermittelt. Vorab werden alle aktuellen Insel-, IPD-Knoten- und IPD-Zweignummern zu Null gesetzt, da Elemente, deren aktuelle Nummer gleich Null ist, als nicht zur aktuellen Topologie zugehörig beurteilt werden. Anschließend werden die folgenden Teilschritte durchgeführt:
1. Es wird der Einspeiseknoten der ersten noch nicht behandelten synchronisierten Einspeisung als Startpunkt einer Insel definiert.
2. Vom Einspeiseknoten aus wird der erste angeschlossene Zweig für die Bearbeitung ausgewählt; die Nummern aller anderen angeschlossenen Zweige werden auf einem Stack gespeichert.
3. Ist der ausgewählte Zweig eingeschaltet, so wird der Gegenknoten ermittelt und dessen Knotennummer für die Weiterverarbeitung verwendet. Ist der ausgewählte Zweig ausgeschaltet, dann ist die Suche an dieser Stelle beendet und es wird die letzte zwischengespeicherte Zweignummer dem Stack entnommen und die topologische Suche mit diesem Zweig fortgesetzt.
4. Vom Gegenknoten aus werden alle angeschlossenen Zweige wie folgt behandelt: der Zweig, über den man auf diesen Knoten gesprungen ist, wird nicht mehr berücksichtigt; der erste angegebene Zweig wird für die Weiterverarbeitung ausgewählt, alle anderen Zweignummern werden auf den Stack geschrieben.
5. Ist der Stack leer, wird die Ermittlung einer Insel beendet, ansonsten werden die Schritte 3. und 4. wiederholt.
6. Existieren noch synchronisierte Einspeisungen, die noch nicht in eine Insel aufgenommen wurden, so wird mit den Schritten 2. bis 5. die neue Insel berechnet.
Die aktuelle IPD-Knotennummer bzw. IPD-Zweignummer wird dabei mit der Inselnummer in die Knoten- und Zweigliste eingetragen. Die IPD-Knoten- und IPD-Zweignummer werden immer dann inkrementiert, wenn ein impedanzbehaftetes Element, erkennbar an einem von Null verschiedenen Impedanzindex, gefunden wird.
Da elektrische Netze vermascht aufgebaut sind, ist es möglich, daß während der Suche eine Stelle erreicht wird, die schon behandelt wurde, indem eine von Null verschiedene IPD-Knotennummer im Knotenlistenelement gefunden wird. Dann wird die Suche wie in Teilschritt 3 abgebrochen und die letzte gespeicherte Zweignummer dem Stack entnommen. Wie Bild 7.3 zeigt, kann es in diesem Fall aber möglich sein, daß beim zweiten Auftreffen auf diesen Knoten mit der Nummer N mittlerweile eine andere Knotennummer M>N vergeben wird, da in der Zwischenzeit eine oder mehrere Impedanzen gefunden wurden. In diesem Fall wird in einem Feld gespeichert, daß IPD-Knoten 17 und IPD-Knoten 21 identisch sind und somit dieselbe Nummer bekommen müssen. Die Knotennummern werden an dieser Stelle jedoch noch nicht geändert.
Sind alle Inseln ermittelt worden, so kann die Vereinigung der Knoten durchgeführt werden, indem für alle Knoten, bei denen der eben geschilderte Nummern-Widerspruch auftritt, die kleinere der beiden ermittelten Nummern vergeben wird. Um die dichte Numerierung zu erhalten, wird die größte in dieser Insel aufgetretene IPD-Knotennummer durch die größere IPD-Knotennummer am Widerspruchsknoten ersetzt.
Beispiel (siehe dazu Bild 7.3):
Alle Knoten mit der IPD-Knotennummer 21 erhalten die IPD-Knotennummer 17. Alle Knoten mit der größten IPD-Knotennummer in der Insel erhalten die IPD-Knotennummer 21.
Durch die Vereinigung von Knoten kann es passieren, daß Impedanzen dieselbe IPD-Anfangs- und Endknotennummer aufweisen; dieser Fall tritt typischerweise bei Kupplungsfeldern auf, die die Spezies LMES enthalten, wenn wegen eines Sammelschienenwechsels die Sammelschienen mit Hilfe der Sammelschienentrenner eines oder mehrerer Felder impedanzlos miteinander verbunden sind. Solche Impedanzen werden durch Nullsetzen der aktuellen Insel- und IPD-Zweignummer aus der aktuellen Topologie entfernt.
7.1.3.4. Dritter Schritt: Aufbau applikationsspezifischer Datensätze
In Abhängigkeit der Anwendung der Topologieauswertung sind unterschiedliche Datenmengen interessant. Die Applikation erwartet gegebenenfalls die Daten in einer bestimmten Reihenfolge. Um nun die innere Datenstruktur nicht den Applikationen anpassen zu müssen, werden die entsprechenden Datensätze in einem separaten Schritt erzeugt. Vorher werden die aktuellen Leitungs- und Transformatornummern durch Eintrag in die Impedanz- bzw. Transformatorliste neu vergeben, indem die Zweigliste von oben nach unten abgearbeitet wird.
Für das Programm zur Modellierung der Parallelschaltgeräte wird die Feldanschlußliste generiert. In ihr finden sich alle impedanzbehafteten Betriebsmittel und der Partialname des Feldes, an den sie angeschlossen sind sowie die Insel-, IPD-Knoten- und IPD-Zweignummer.
Beispielhaft soll hier auch der Datensatz geschildert werden, der von der Topologieauswertung aufgebaut und dem Lastfluß im dynamischen Modell übermittelt wird. Weitere Applikationen sind bereits angeschlossen worden (siehe 7.1.4)
Am Beginn des Datensatzes steht ein Header, der folgende Informationen enthält:
Topologie-Kennzahl: eine Nummer, die es ermöglicht, die Konsistenz zwischen der Liste der aktuellen Topologie mit der Meßwertrohliste (siehe 7.2) und der Feldanschlußliste (siehe 6.4) zu prüfen, indem am Anfang jeder Liste diese Kennzahl hinterlegt ist. Nur Listen mit gleicher Kennzahl sind konsistent.
aktuelle Anzahl der Inseln,
potentielle Anzahl der Einspeisungen pro Typ und
potentielle Anzahl der Lasten.
Anschließend folgen für jede Insel:
Anzahl der IPD-Knoten,
Anzahl der Leitungen,
Anzahl der Transformatoren und
Abweichung der Frequenz vom Nennwert. Dieser Wert wird für die Initialisierung des Mittelzeitmodells benötigt.
Die in den folgenden Datensätzen erscheinenden IPD-Nummern werden aus den entsprechenden Knoten- bzw. Impedanzelementen entnommen. Für jede Einspeisung (Kraftwerke und externe Einspeisungen) folgt der topologische Anschluß des Einspeiseknotens und des Eigenbedarfknotens:
Inselnummer des Einspeiseanschlusses,
IPD-Knotennummer des Einspeiseanschlusses,
Inselnummer des Eigenbedarfsanschlusses (=0 bei externen Einspeisungen) und
IPD-Knotennummer des Eigenbedarfanschlusses (=0 bei externen Einspeisungen).
Für jede Last wird angegeben:
Inselnummer des Lastanschlusses und
IPD-Knotennummer des Lastanschlusses.
Es folgen die Elemente, die den IPD-Knoten näher beschreiben:
Index der Spannungsebene, in dem sich der Knoten befindet, und
Name des Knotens.
Ein IPD-Knoten besteht aus mehreren Knoten, die in verschiedenen Partialen liegen können. Für die Namensgebung wird aus den zu einem IPD-Knoten gehörenden Knoten der Name ausgewählt, dessen Knoten die niedrigste Knotenklasse besitzt. Damit wird sichergestellt, daß der Knotenname mit dem Namen des Sammelschienenpartials übereinstimmt, sofern die Sammelschiene zu dem Knoten gehört.
Anschließend werden die Zweigelemente angehängt:
IPD-Knotennummer Anfang,
IPD-Knotennummer Ende,
Spannungsebenenindex,
Zweitorparameter,
Nennscheinleistung und
Name des Zweigs.
Abschließend finden sich die Zusatzinformationen für die Transformatoren:
aktuelle Stufennummer und
aktueller Real- und Imaginärteil des Übersetzungsverhältnisses.
Dieser Datensatz wird auf Anfrage des Modells generiert, sofern seit der letzten Berechnung eine topologisch relevante Spezies ihren Zustand geändert hat, und per Interprozess-Kommunikation übertragen.
7.1.4. Zusätzliche Anwendungen der Topologieauswertung
Da die hier geschilderten zusätzlichen Anwendungen nicht direkt zum Trainingssimulator gehören, wird hier auf eine detaillierte Schilderung verzichtet; statt dessen sei auf die weiterführende Literatur verwiesen.
7.1.4.1. Übersichtsdarstellung von Energieversorgungssystemen
An der University of Washington, Seattle, USA, wurde ein Visualisierungssystem für Energieversorgungsnetze entwickelt. In diesem System ist es möglich, die Spannungen an den Knoten und die Leistung über die Leitungen mit Hilfe der graphischen Gestaltung der entsprechenden Objekte auf dem Bildschirm deutlich zu machen.
Im Rahmen einer Kooperationsarbeit wurde das Visualisierungsprogramm an das GDL-Datenbanksystem angebunden. Zu diesem Zweck ist eine Darstellung des Netzes in Form von impedanzbehafteten Elementen und den zwischenliegenden Knoten erforderlich. Diese Auswertung wird prinzipiell durch die hier vorgestellte Topologieauswertung ausgeführt. Allerdings mußten die folgenden Ergänzungen vorgenommen werden:
Für eine detailliertere Darstellung sei auf [LIN-96] verwiesen.
7.1.4.2. Netzberechnungsprogramm
Ein im Institut entwickeltes Netzberechnungsprogramm [BUC-92], dessen Dateneingabe mit Hilfe von ASCII-Dateien in einem eigenen Format realisiert wurde, konnte mittels Erweiterungen in der Topologieauswertung an die GDL-Prozeßdatenbank angeschlossen werden. Für die Beschreibung der Nullsysteme der Leitungen und Transformatoren sowie der Kurzschlußparameter der Einspeisungen wurden entsprechende Erweiterungen in der GDL vorgenommen, deren Schilderung den Rahmen dieser Arbeit sprengen würde; hier sei auf [KOA-94] verwiesen.
Die für die Kurzschlußberechnung erforderlichen Parameter werden in das interne Listensystem durch Erweiterungen in der ersten Auswertung aufgenommen. Zusätzlich ist eine für diese Anwendung spezialisierte dritte Auswertung integriert worden, die die für eine Kurzschlußrechnung notwendigen Parameter in einer separaten Datei ablegt.
Für die Berechnung der Spannungs- und Stromdrehungen über einem Transformator wurde in die Topologieauswertung eine Erkennung von Netzgruppen integriert. Als Netzgruppe wird der Bereich eines Netzes bezeichnet, der galvanisch miteinander verbunden ist, d.h. die Transformatoren sind die Grenze einer Netzgruppe. Der entsprechende Algorithmus ist analog zur Vergabe der IPD-Knotennummern aufgebaut. Diese Information ließe sich zur Netzgruppeneinfärbung in den Übersichtsbildern und Unterstationsdiagrammen verwenden.
Nähere Informationen sind in [ROG-96] zu finden.
In der Prototypversion des Simulators konnten alle Meßwerte, die in der Datenbank beschrieben wurden, nur mit Hilfe von Ergebnissen der Lastflußrechnung versorgt werden. Für Meßwerte an Netzimpedanzen (Leitungen, Transformatoren) kann dieses Verfahren akzeptiert werden, da der Lastfluß für diese Zweige die entsprechenden Werte liefert. Am Netzrand hingegen (Lasten, Einspeisungen) mußte für die Versorgung gegebenenfalls eine künstliche Impedanz beschrieben werden, mit deren Lastflußergebnissen der Meßwert versorgt werden konnte. Dies führt allerdings zu mehreren Problemen:
Um diese Probleme zu umgehen, wurde die Neuimplementierung der Meßwertversorgung notwendig.
7.2.2. Lösungskonzept
Da die Leistungswerte der Elemente am Netzrand durch entsprechende Modelle ermittelt werden, könnten die entsprechenden Meßwerte direkt durch die Last- bzw. Kraftwerksmodelle versorgt werden. Dazu muß
Die Programmstruktur der Prototypversion kann weitestgehend verwendet werden. Allerdings werden die früher vorhandenen getrennten Programme zur Behandlung der Lastfluß- bzw. Kraftwerksmeßwerte zu einem einheitlichen Meßwertserver vereinigt.
7.2.3. Realisierung
Die Struktur der Meßwertrückversorgung zeigt Bild 7.4.
In der Aufbereitungsphase des Simulators wird von der Kraftwerksdatenaufbereitung die Meßwertrohliste der Einspeisungen aufgebaut. Sie enthält die Lokationen der Wirk- und Blindleistungsmeßwerte aller Generatoren. Durch Angabe des Kraftwerkstyps und der Nummer wird der Kraftwerksblock referenziert, dessen Wirk- und Blindleistungswert für die Versorgung des Meßwerts genutzt werden. Da die Typ-/Nummernzuordnung statisch ist, genügt es, diese Liste in der Aufbereitungsphase zu erstellen.
Die meisten Angaben in der Meßwertrohliste, die von der Topologieauswertung angelegt wird, sind ebenfalls statisch. Da zur Versorgung von Meßwerte von Leitungen und Transformatoren weiterhin Lastflußergebnisse genutzt werden sollen, wird die Nummer des Betriebsmittels, das einen Meßwert versorgt, in die Meßwertrohliste eingetragen. Die Numerierung der impedanzbehafteten Betriebsmittel ist aber dynamisch, so daß eine einmalige Generierung der Meßwertrohliste nicht ausreicht.
Die Ergebnisliste des dynamischen Modells enthält:
Wird die vom dynamischen Modell erzeugte Ergebnisliste angeliefert, wird vom Meßwertserver auf die Meßwertrohliste zugegriffen und für jede dort eingetragene Meßstelle (GDL-Deskriptor) der zugehörige Wert aus der Ergebnisliste entnommen. Handelt es sich bei der Meßstelle um eine vom Lastfluß versorgte Stelle, sind Strom- und Leistungswerte bekannt. Liegt dagegen ein vom Last- oder Einspeisungsmodell versorgte Meßstelle vor, muß der Strommeßwert aus der aktuellen Spannung am Knoten und den aus den Modellen bekannten Wirk- und Blindleistungsmeßwerten am Netzrand nach Gleichung (7.1) bestimmt werden:
Zusätzlich eingeführt wurde eine neue Meßwertart, die die relative Auslastung eines Betriebsmittels angibt. Für die Versorgung dieses Meßwerts ist es erforderlich, daß
Über die Verknüpfung, die für die Versorgung der Wirk- und Blindleistungsmeßwerte sowie der Strommeßwerte zwischen Meßwertort und Betriebsmittel besteht, kann dann die Nennscheinleistung des Betriebsmittels dem Meßwert der relativen Auslastung zugeordnet werden.
Somit kann die relative Auslastung bestimmt werden:
Dabei ist zu beachten, daß für jeden Zweig zwei Wirk- und Blindleistungen ermittelt werden, die jeweils für den Anfang bzw. das Ende des Zweigs gelten. Also muß für jeden Auslastungsmeßwert bekannt sein, an welchem Ende eines Zweigs er sich befindet.
Es entsteht somit eine Liste, die die GDL-Deskriptoren aller Meßwerte inklusive der aktuellen Werte enthält. Sie kann über einen Eintragserver in die Datenbank eingebracht werden.
Im ruhigen Netzbetrieb werden sich innerhalb einer bestimmten Periode die Meßwerte nur wenig ändern. Demzufolge kann der Eintrag von Meßwerten unterdrückt werden, wenn keine signifikante Änderung vorliegt. Wann allerdings eine signifikante Änderung eingetreten ist, hängt von den Genauigkeitsanforderungen an die Meßwertdarstellung ab. Im Meßwert-Server wurde ein Vergleichsalgorithmus eingeführt, der die aktuellen Meßwerte mit den Werten des letzten Zeitschritts vergleicht und nur dann ein Element in der Meßwertliste aufbaut, wenn eine signifikante Änderung des Werts eingetreten ist. Die folgenden Signifikanz-Werte können in Form eines Programmparameters vorgegeben werden:
Durch diese Vorgehensweise kann die Genauigkeit der Meßwertdarstellung in der Datenbank der Genauigkeit der Visualisierung (Anzahl Nachkommastellen im Anlagenbild) bzw. der gestellten Aufgabe (Training, Planungsrechnung etc.) angepaßt werden.
Um auf der zur Verfügung stehenden Hardware auch große Energieversorgungssysteme behandeln zu können, die von mehreren Leitstellen aus gesteuert werden, wurde ein laufzeitoptimierter Datenbankdirekteintrag des Meßwertservers implementiert; dazu werden von der Topologieauswertung nicht nur die Lokationen, sondern auch die Datenbankadressen der Meßwerte in der Meßwertrohliste hinterlegt. Mit Hilfe dieser Adresse ist es möglich, ohne umfangreiche Suchprozeduren direkt an die Stelle zu springen, an der der Meßwert eingetragen werden muß.
Weiterführende Informationen sind in [OLT-96] enthalten.
7.2. Meßwertversorgung
7.2.1. Problemstellung
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