Protection Concept Optimization Regarding Dynamic Security and Dependability in Multivariate Power Systems

Elektrische Energieversorgungssysteme sind Wegbereiter und Motor des Wohlstandes moderner Gesellschaften. Hierbei nehmen diese weltweit eine Schlüsselrolle zur Erreichung von Klimazielen, bei der Elektrifizierung von Sektoren und dem Anschluss von Erneuerbaren Energien ein. Die gesamte Energiesystemlandschaft steht vor großen Herausforderungen und sieht sich mit zunehmenden Veränderungen, variabler Einspeisung und Integration neuer Technologien konfrontiert. Betriebs- und Störungszustände werden dadurch vielfältiger sowie schwerer vorhersehbar und unterscheidbar. Schutzsysteme haben die Aufgabe, Stromnetze vor den Folgen und Auswirkungen von Fehlern zu bewahren. Schutzkonzepte werden jedoch bis heute von Experten erstellt und nur selten nach Änderungen überprüft und angepasst. Das Ziel muss es daher sein, die Erstellung, Parametrierung, Bewertung und Optimierung von Schutzkonzepten zu digitalisieren und vollständig zu automatisieren. Schutzsysteme müssen vor Systemänderungen oder dem Auftreten von Sicherheitslücken adaptiert werden. Der in diesem Buch vorgestellte Ansatz besteht aus sechs aufeinander folgenden Schritten und wird Protection Toolchain genannt. Der Arbeitsablauf stützt sich auf eine umfassende Datenbank und ein generisches Datenmodell, um Schutz- und Simulationsdaten zu verarbeiten, zu berechnen und zu analysieren. Ein hybrider binärer Partikelschwarm Optimierungsalgorithmus wird vorgeschlagen, um verschiedene Schutzfunktionen zahlreicher Schutzgeräte eines systemweiten Netzabschnitts aufeinander koordiniert einzustellen. Zusammen mit einer speziell entwickelten dynamischen Bewertungsmethode können so anwendbare und vertrauenswürdige Schutzeinstellungen erzeugt werden.