planungs- und optimierungssystem für elektrizitätsnetze · pdf fileneplan ag...

NEPLAN AG Oberwachtstrasse 2 CH 8700 Küsnacht ZH Phone +41 44 914 36 66 Fax +41 44 991 19 71

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Planungs- und Optimierungssystem für

Elektrizitätsnetze

NEPLAN

weltweit erprobt und angewandt

NEPLAN Power System Analysis – eines der ausgereiftesten Planungs-, Optimierungs- und Simulations-Tools für Übertragungs-, Verteil- und Industrienetze. Zuverlässig – Effizient – Benutzerfreundlich


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Datenverwaltung

- Intuitive und damit sehr benutzer-freundliche grafische Oberfläche

- Multi-Dokument und multi-window System

- Alle primäre und sekundäre Netzelement können grafisch wie auch über Tabellen eingegeben werden (wie in Excel)

- Die Zeichengröße, wie auch die Anzahl Knoten und Elemente sind unbegrenzt.

- Umfangreiche Editierfunktionen wie Lösch-, Kopier-, Verschiebe- und Zoom-Funktionen zur Bearbeitung des Netzplanes (Elemente, Gruppen, Teilnetze) stehen zur Verfügung. Ein Element kann einfach von einem Knoten zum anderen umgehängt werden.

- OLE Funktionalität: Daten und Grafik können mit weiteren Programmen ausgetauscht werden (MS-Excel, MS-Word). Die Dokumentation von Projekten war noch nie so einfach.

- Die Eingabe der Betriebsmittel erfolgt maskenunterstützt mit Plausibilitätskontrollen. Durch Einfärbungen wird angezeigt welche Daten für die entsprechende Berechnung benötigt werden (Kurzschlussberechnung, Transiente Stabilität, ...)

- Integrierter Varianten Manager (Varianten einfügen, löschen, vergleichen, Ergebnisse vergleichen, etc.).

- Schnittstellen zu externen Programmen, z.B. Messdatenerfassungssystemen sind realisierbar.

- Einfache Übernahme von Katasterdaten um diese dann als Hindergrundbilder für die Planerstellung zu nutzen.

- Import gängiger Raster- und Vektorgrafikformate (z.B. PCX, DXF, KML für Google Earth).

- Das Vereinen und Auftrennen von Netzen ist möglich. Die Definition einer beliebigen Anzahl von unabhängigen Netzwerkgebieten und -zonen ist möglich. Jedes Element oder jeder Knoten kann beliebigen Gebieten oder Zonen zugeordnet werden.

- Umfangreiche Funktionen zur Statistik und Netzdokumentation stehen zur Verfügung.

- Eine Bibliotheksverwaltung mit umfassenden Bibliotheken für jeden Datentyp erleichtert die Dateneingabe.

- Alle Rechenmodule greifen auf eine gemeinsame Datenbank zu.

- Einfache Analyse und Vergleich von Ergebnissen durch den integrierten Diagramm Manager.

- Mehr-sprachige grafische Benutzer-Oberfläche.


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Variantenmanagement

- Redundanzfreie Speicherung und Verwaltung von Varianten.

- Folgende Zustände kann man für das Netz frei wählen: * jeden gewünschten Schaltzustand (Topologiedaten) * jeden gewünschten Lastzustand (Lastdaten)

- Es ist möglich für jedes Netz eine beliebige Anzahl von Varianten und Untervarianten (Variantenbaum) zu definiert. In den Variantendaten sind nur die Unterschiede zum Hauptnetz abgelegt.

- Vergleichen, zusammenfügen und löschen von Varianten ist einfach möglich.

- Pläne (Diagramme) von verschiedenen Projekten und Varianten können zur gleichen Zeit angezeigt werden.

- Die Ergebnisanzeige von verschiedenen Varianten in einem Ergebnisfeld erleichtert die Analyse.

- Der Diagramm Manager ermöglicht den einfachen Vergleich von Ergebnisvarianten

Mehrplantechnik

- Ein Netz kann in mehreren Einzelplänen eingegeben werden, so z.B. das HS-Netz in einem Plan und das MS-Netz in einem oder mehreren anderen Plänen.

- Jeder Plan kann eine beliebige Anzahl von Grafikebenen beinhalten. Diese Grafikebenen können eingefärbt, gesperrt, verborgen oder wieder angezeigt werden.

- Hinein-zoomen in Stationen: Im Übersichtsplan wird eine Station als "Black Box" gezeigt, in einem anderen Plan wird diese detailliert mit allen Schaltern, Schutz- und Messgeräten dargestellt

- Topologische Verknüpfung der Elemente über mehrere Planebenen.

- Für Berechnungen werden alle Pläne berücksichtigt.

- Beim Vereinen von Netzen werden diese in verschiedenen Plänen abgelegt.

- Ein Element kann im selben oder in verschiedenen Plänen auch mehr als

einmal dargestellt werden.

- Mit Copy/Paste (OLE) ist das Einfügen von grafische Daten in MS-Word oder andere Programme möglich.


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Freie Grafik

- Hilfsgrafiken können zur Dokumentation des Diagramms genutzt werden.

- Die Eingabe von Linien, Rechtecken, Ellipsen, Kreisbögen, Ellipsen-Ausschnitten, Polygonen, Polylinien und jeder Art von Bitmaps ist möglich.

- Eingabe von freiem Text mit wählbarem Zeichensatz.

- Farbe für Hintergrund, Vordergrund, Linie bzw. Umrisse und Füllmuster ist frei wählbar.

- Funktionen zur Sichtbarmachung von sich überlappenden Zeichenelementen, Wiederherstellung, Ausrichtung und Rotation stehen zur Verfügung

Netzplan-Einfärbung

- Farben und Linientypen (z.B. gestrichelt) können frei gewählt werden.

- Überlastete Elemente nach einer Lastfluss- oder Kurzschlussstromberechnung werden farbig hervorgehoben.

- Isolierte Elemente können hervorgehoben werden.

- Einfärbungen zur Kennzeichnung von ausgewählten Netzgebieten, Zonen, Spannungsebenen, geerdeten oder nicht versorgten Netzteilen und galvanisch getrennten Netzbereichen.

- Unterschiede zur Ausgangsvariante oder zum Grundnetz (root) können eingefärbt werden.

- Jedes Element und jede Grafikebene kann individuell eingefärbt werden.

- Einfärbung nach Bereichen. Viele berechnete Variablen können entsprechend Ihren Werten eingefärbt werden (z.B. Elementverluste oder Spannungsfälle)


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Symbol-Editor

- Der Anwender kann für jeden Elementtyp oder Knoten eine beliebige Anzahl eigener Symbole erstellen.

- Benutzerdefinierte Symbol Bibliotheken.

- Zugriff auf die Symbol-Bibliothek während der Netzaufnahme.

- Bitmap Muster werden verarbeitet.

- Löschen, Kopieren, Verschieben, Einfügen, Zoomen, Ausrichten und Rotieren stehen als Funktionen zur Bearbeitung des Symbols zur

Verfügung.

- Die Symbole sind frei skalierbar.

SQL Datenbankanschluss

- Alle Elemente können von SQL Datenbanken importiert und exportiert werden. (z.B. Oracle, MS-Access, ...)

- Die SQL Datenbank beinhaltet alle Betriebsmitte. (HVDC, SVC, STATCOM, TCSC, UPFC, Schutzeinrichtungen,...).

- Die Netzwerktopologie kann gespeichert werden.

- Grafische Elemente und Knoten können exportiert und importiert werden.

- Alle Daten aller Bibliotheken können exportiert und importiert werden.

- Schnittstelle zu GIS und NIS oder DMS/SCADA Systemen.

- Sehr flexible Speicher und Import Funktionen, wie z.B. vollständiger Import oder nur update oder das Speichern von Varianten usw.

- Partielles lesen Partial von Datenfeldern (z.B. nur die Leitungslänge lesen und nicht die R und X Werte).

- Der einfache Ausbau der Datenbank zu einem Netzinformationssystem ist über die Datenbankfunktionen möglich.


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Bibliotheksverwaltung

- Es steht eine umfassende, integrierte Bibliothekverwaltung zur Verfügung.

- NEPLAN bietet eine umfassende Bibliothek mit mehr als 1500 Elementtypen für Leitungen, Synchron- und Asynchronmaschinen, Transformatoren, Stromquellen und Motorcharakteristiken.

- Es können eigene Bibliotheken erstellt werden und zwar für jedes Betriebsmittel.

- Während der Netzdatenaufnahme kann auf die Bibliotheken zugegriffen werden. Des weiteren ist ein Export von eingegebenen Daten in die Bibliothek möglich.

- Durch Nach einer Änderung der Bibliotheksdaten kann eine Aktualisierung aller Netzdaten erfolgen.

- Die Daten können wie in MS-Excel bearbeitet werden.

- Import/Export nach MS-Excel mit „drag and drop“.

- Import/Export zu beliebigen SQL Datenbanken.

- Teile von Plänen können mit allen technischen Daten in der Bibliothek gespeichert werden (z.B. IEEE Reglermodelle).

Diagramm Manager

- Der Diagramm Manager ermöglicht die Darstellung von Ergebnissen in verschiedenen Diagrammen. (z.B. Linien-, Balkendiagramme, ...).

- Eine beliebige Anzahl von Diagrammen können in einem Diagramm zusammengefasst werden.

- Zu Dokumentationszwecken kann ein anwenderspezifisches Logo (als Bitmap) in den Diagrammkopf eingefügt werden.

- Im selben Diagramm können Ergebnisse von verschiedenen Varianten dargestellt und verglichen werden.

- Mit dem Export des Diagramms in *.JPG Format ist die Anzeige in beliebigen Internet Browser möglich.

- Kopieren/Einfügen in die Zwischenablage ermöglicht eine einfache Dokumentation

Daten Speicherung und Schnittstellen


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NEPLAN speichert sämtliche Netzdaten, wie Diagramm, Schutzgeräte, Regler, Berechnungsparameter und Ergebnisse in eine interne Datenbank um die Daten einfacher zu verwalten.

Trotzdem ist NEPLAN ein offenes System. Externe Systeme können einfach auf sämtliche NEPLAN Daten zugreifen. Es gibt verschiedene Wege diese Daten zu übertragen:

- NEPLAN Programming Library (NPL)

- ASCII Dateien (Excel)

- GIS/SCADA Interface

- SQL Datenbank

NPL ist eine C/C++ API Bibliothek, die Funktionen verfügt um auf NEPLAN Daten zuzugreifen oder Berechnungsalgorithmen über ein C/C++ Programm ausführen zu lassen. Weitere Information sind im jeweiligen Dokument zu finden.

Die ASCII Dateien ermöglichen den Austausch von

- Elektrischen Parameter der Primärelemente, wie Leitungen, Transformatoren, Generatoren, Motoren, etc.

- Lasten, Messdaten und Lastprofile

- Schutzgeräte-Typen und Einstellwerte

- Oberschwingungs-Strom- und -Spannungsquellen

- Regelkreise (Funktionsblöcke)

Die GIS/SCADA Schnittstelle wird von vielen GIS Hersteller unterstützt und stellt eine ASCII-Datei dar, die die wesentlichen Informationen, wie Diagramm, Elementverbindungen, Schalterstellungen, Elementtypen und Leitungslänge beinhaltet. Die elektrischen Parameter der Netzelemente werden der NEPLAN Bibliothek entnommen.

GIS DB

Interface file

NEPLANIS

Interface GIS/SCADA

NEPLAN Library

GIS Interface

NEPLAN Results

Developed by GIS manufacturer

Developed by BCP


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Sierentz

1 2 3

Engstlatt TiengenLeibstadtGurtweil

Asphard

Muenchwilen

Bassecourt

Bickigen

Oftringen220kV 380kV

Beznau

220kV 380kV Breite

Lindenholz

A B

Goesgen

Kuehmoos380 kV 220 kV

A B

ZOOM into STATION Kaisterfeld

P=660.9Q=337.3

Ploss=0.8Qloss=67.3Load=74.2

P=660.9Q=337.3


P=-660.1Q=-270.0Ploss=0.8

Qloss=67.3Load=71.3

P=-660.1Q=-270.0Ploss=0.8

Qloss=67.3Load=71.3

P=-148.2Q=78.2


P=-148.2Q=78.2


P=70.9Q=-58.4


P=70.9Q=-58.4


P=119.0Q=-121.4Ploss=0.0Qloss=0.0Load=0.0

P=119.0Q=-121.4Ploss=0.0Qloss=0.0Load=0.0

P=512.1Q=8.0


P=512.1Q=8.0


P=-49.0Q=-19.1


P=-49.0Q=-19.1


P=9.6Q=10.7


P=9.6Q=10.7


P=11.4Q=13.3


P=11.4Q=13.3


P=172.8Q=85.3


P=172.8Q=85.3


P=37.2Q=12.8


P=37.2Q=12.8


P=242.1Q=74.1


P=242.1Q=74.1


P=242.4Q=74.1


P=242.4Q=74.1


P=-105.3Q=2.3


P=-105.3Q=2.3


P=-660.1Q=-270.0Ploss=0.0Qloss=0.0Load=0.0

P=-660.1Q=-270.0Ploss=0.0Qloss=0.0Load=0.0

P=660.9Q=337.3


P=660.9Q=337.3


LAUFENB2 RU=243.353

LAUFENB2 RU=243.353

LAUFENB-TRAFO2U=243.353


LAUFENB2 BU=240.435

LAUFENB2 BU=240.435

LAUFENB3 RU=414.144

LAUFENB3 RU=414.144



LAUFENB3 BU=406.600

LAUFENB3 BU=406.600

Station Kaisterfeld

Leibstadt

Batiaz

Veytaux Chavalon

La Veyre Vaux

Banlieu

Foretaille

Mathod

Kerzers Galmiz

Hauterive

Botterens

Chandolin

Eysins

Stalden

Bitsch Moerel

Fiesch Ulrichen

Gstaad

Innertkirchen

Robiei Bavona

Iragna Biasca Peccia

Littau

Wimmis Wattenwil

Cavergno

Avegno Magadino

Gorduno Serra

Ingenbohl

Plattis

Goeschenen

Vallorcine

Ilanz

Rothenbrunnen

Mapragg

Filisur

Montlingen

Moerschwil

Schlattingen

Toess Wittenwil

Weinfelden

Altgass Siebnen Samstagern

Thalwil Wollishofen Waldegg

Obfelden

Niederwil

Regensdorf

Pradella

Robbia

Seebach Auwiesen

Faellanden Aathal

Birr Rupp

Sursee Lindenholz

Oftringen

Ormalingen Lachmatt Muenchwilen

Flumenthal

Asphard

Gerlafingen Pieterlen

Cornier

Gurtweil

Meiningen

Mese

Pallanzeno

Pressy

Koblenz

Engstlatt

Sierentz

Mambeli

Bois Tollot Piedilago

Musignano Bulciago

Westtirol

Riet

Sondrio

Ponte

T.Acqua

Valpelline Avise

Austria

Italy

France

Germany


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Das Netzberechnungs- und Simulationssystem NEPLAN besteht aus verschidenen Modulen, die individuell erworben werden können. Die Module lassen sich wie folgt gruppieren:

Module für Verteilnetze

• Basis Module • Lastvorhersage /Lastprofil • Optimierung von Verteilnetzen • Beurteilung von Netzrückwirkungen DACH-CZ • Optimale Verteilnetz-Verstärkung • Kapazitive Spannungsstützung • Phasen-Ausgleichsberechnung • Optimale Trennstellen und Wiederversorgung • Thermische Kabelberechnung • Niederspannungsberechnung • Fehlerortung • Asset Management (RCM)

Module für Übertragungsnetze

• Basis Module • N-1 optimalen Lastfluss • Übertragungskapazitätsanalyse (ATC) • Dynamische Simulation: RMS, EMT, Phasor dynamics • Spannungsstabilität • Kleinsignalstabilität • Day-Ahead Congestion Forecast (DACF) • Asset Management (RCM) • Berechnung und Auslegung von Erdsystemen

Basis Module

• Lastflussberechnung/Ausfallsrechnung • Kurzschlussberechnung • Oberschwingungsanalyse • Motorhochlaufberechnung • Leitungsparameter-Berechnung • Netzreduktion • Investitionsberechnung (Barwertanalyse) • Dynamische Simulation: RMS-Simulation • Selektivitätsanalyse • Distanzschutz • Zuverlässigkeitsanalyse • NPL Programming Library (C/C++) • Schnittstelle GIS/SCADA (SQL, ASCII)

Module für Industrie-/Erzeugungsnetze

• Basis Module • Kabeldimensionierung • Lichtbogenberechnung • Berechnung und Auslegung von Erdsystemen

NEPLAN Toolbox für Research • Alle Module • NPL Programming Library (C/C++) • Matlab/Simulink Interface


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Lastfluss – Generelle Eigenschaften

- Berechnungsverfahren: Stromiteration, Newton Raphson, erweiterter Newton Raphson, Spannungsfall (per Phase), DC Lastfluss

- 3-, 2- und 1-phasige AC und DC Systeme, vermaschte und radiale Hoch- bis Niederspannung-Netze

- Erzeugungsanalgen (Wind, Photovoltaic, kleine Wasser-Kraftwerke, Geothermie, etc.)

- Benutzer-defierte Modellierung mit NEPLAN® C/C++ API.

- Spannungs- und Leistungskontrolle mit Schrägregler Transformatoren und regelbaren Dreiwicklungs-Transformatoren.

- Multi-Terminal HGÜ, PWM und FACTS Geräte, like SVC, STATCOM, TCSC, UPFC

- Knoten Typen: Slack-, PQ-, PV-, PC-, SC-, PI-, IC-Knoten. Mehr als ein Slack-Knoten möglich.

- Lastaustausch zwischen verschiedenen Gebieten / Zonen (Area Interchange Control)

- Vordefinierte Skalierungsfaktoren für schnelle Änderung der Lasten und der Erzeugung

- Messdaten-Import und Lastestimator

- Berechnung von Verlustsensitivitäten (PDTF-factors)

- Leistungsstarke Konvergenzüberwachung mit Initialisierung

- Überprüfung von Limiten und entsprechned Konvertierung der Knotentypen.


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Lastfluss - Ergebnisausgabe

- Automatische Eintragung der Ergebnisse.

- ’Verschieben’ und ’Löschen’ der Ergebnisfelder

- Selbstdefinierte Ergebnisausgabe im Hinblick auf Einheiten und Formate..

- Überlastete Elemente oder Knoten mit Spannungen außerhalb vordefinierter Grenzwerte werden hervorgehoben.

- Unterschiedliche Leitungsdicke zeigen ihre Auslastung.

- Ergebnisse können in einer Textdatei gespeichert werden.

- Tabellen Ausgabe: Für das gesamte Netz, individuell getrennt für jedes Gebiet / Zone. Listenausgabe der Leistungsverluste zwischen Gebieten/Zonen.

- Tabellen Schnittstelle mit MS-Excel


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Kurzschluss - Eigenschaften - Standards IEC 60909, IEC 909 / ANSI/IEEE C37.10/C37.13

- IEC 61363-1 für off-shore oder Schiffs-Anlagen, IEC 61660 für DC Netze

- 3-phasige, 2-phasige und 1-phasige AC Netze oder DC Netze

- Überlagerungsverfahren mit Berücksichtigung von Spannungen aus einer Lastflussberechnung.

- Berechnung von ein-, zwei (mit und ohne Erdberührung) und dreiphasigen Fehlern.

- Berechnung von frei definierten Fehlerarten möglich (z.B. Doppelerdschluss, Fehler zwischen zwei Spannungsebenen).

- Berechnung von Leitungsfehlern (Fehlerort auf der Leitung frei wählbar) sind möglich.

- Berechenbare Fehlerstromarten: Anfangskurzschlusswechselstrom und -leistung, Stoß-, Ausschalt-, Dauerkurzschlussstrom, thermi-scher Kurzschluss- und Ausschalt-Strom sowie Gleichstromglied.

- Berechnung von minimalem / maximalem Kurzschlussstrom.

- Exaktes Modell für Transformator-sternpunkt-Erdung.

- Auslegung der Petersen-Spule in gelöschten Netzen.

- Strombegrenzung durch Leistungsschalter / MOV.

Leitungskopplung

- Koppelimpedanzen und -kapazitäten im Mit- und Gegensystem werden bei der Kurzschlussstromberechnung berücksichtigt.

- Stromkreis- und Kopplungsparameter der Freileitungen werden aus der Mastkopfbelegung berechnet.

- Freileitungen mit bis zu 6-Phasensystemen und 2 Erdseilen können berechnet werden.

- Bündelleiter werden berücksichtigt.

- Unbegrenzte Anzahl von Freileitungen können eingegeben werden.

- Parameter und Mastkopfbild werden in der SQL-Datenbank gespeichert..


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Kurzschluss-Ergebnisausgabe - Automatische Eintragung der Ergebnisse.

- ’Verschieben’ und ’Löschen’ der Ergebnisfelder.

- Platzhalter werden gespeichert.

- Selbstdefinierte Ergebnisausgabe im Hinblick auf Einheiten und Formate.

- Ergebnisse können wahlweise am Anfangsknoten und/oder Endknoten wie auch in der Elementmitte eingefügt werden.

- Im Kurzschlussfall werden alle überlasteten Betriebsmittel (Stromwandler, Spannungswandler, Leistungsschalter usw.) hervorgehoben.

- Ergebnisse können in einer Ergebnisdatei (ASCII) gespeichert werden.

- Tabellen Ausgabe: Nach Spannungsebenen sortiert. Kurzschlussimpedanz und alle berechenbaren Fehlerstromarten werden als Phasenwerte oder als symmetrische Komponenten ausgegeben.


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Motorhochlauf

- Identifikation der Motor-Parameter nach der Methode des kleinsten Fehlerquadrates

- Berücksichtigung der Sättigung und der Wirbelstromverluste im Motor (linear oder punktweise)

- Bibliotheken für Standarddaten von Motoren und zusätzliche Bibliotheken für Me(s), l(s) und cosphi(s) stehen zur Verfügung und können vom Anwender erweitert werden

- Berechnung des Arbeitspunktes aller nicht anlaufenden Motoren gemäß ihrer Last-Charakteristik (Newton-Raphson)

- Automatisch geregelte Transformatoren werden nach Anwender-definiertem Zeitverzug berücksichtigt

- Eingabe des Lastmoments als Charakteristik oder als lineare oder quadratische Lastmomenten-Kennlinie

- Bibliotheken für Lastmomente stehen zur Verfügung (können vom Anwender erweitert werden)

Spannungsfall - Berechnung des Spannungsfalles zum zeitpunkt t = 0.

- Resuzierte Daten für Motoren und Berechnungsparameter nötig.

- Nicht-anlaufende Motoren können durch vom Anwender definierte Last PQ (konstante Last)

oder wiederstand nachgebildet werden.

- Überlastete Elemente, Mess- und Schutzgeräte oder Knoten mit Spannungen außerhalb eines definierten Bereichs werden hervorgehoben

- Ergebnisse der Spannungsfall-berechnung werden im Netzplan angezeigt

- Zugang zu den eingegebenen Motordaten und den berechneten Motorparametern durch Anklicken des Motors im Netzplan


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Ergebnisse - Berechnung der Spannung U(t) an vordefinierten Knoten

- Berechnung der l(t), P(t), Q(t) für jedes angewählte

Element

- Berechnung von Motorstrom I, Lastmoment M, elektromagnetischem Moment Me, Wirkleistung P und Blindleistung Q als Funktion der Zeit oder des Schlupfes für hochlaufende und nicht-hochlaufende Motoren

- Ergebnislisten können in Textdateien gespeichert werden

- Ergebnisse können in Ergebnisdateien zur Auswertung mittels Tabellenkalkulationsprogrammen (z.B. MS-Excel) gespeichert werden


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Obwerschwingungsanalyse - 3-, 2- und 1-phasigen Wechselstromsystemen

- Planung von Rundsteueranlagen, Auslegung von

Kompensatoren (SVC) und Oberschwingungsfiltern und Bestimmung der Netzimpedanz für subsynchrone Resonanzen.

- Simulation des Frequenzverhaltens von vermaschten Netzen.

- U-I und I-U-Empfindlichkeit für jede Frequenz

- Distributed Parameter Leitermodell angewendet

- Berechnung der Netzimpedanz und des Oberschwingungsebenes für jede Frequenz und für jeden Knoten

- Frequenzabhängigkeit der Elemente wird berücksichtigt. Bibliotheken für Frequenzabhängigkeit stehen zur Verfügung (können vom Anwender erweitert werden)

- Automatische Frequenzschrittlänge Kontrolle während Impedanz Berechnung um Resonanzen zu erkennen

- Berechnung in der positiven Komponente System (symmetrisch) oder im Phasensystem

- Berechnung der selbst- und gegenseitigen Leitungsimpedanzen in Abhängigkeit von der Frequenz

- Oberschwingungslastfluss (P, Q, I, U, Verluste)

- Ergebnisse in der Frequenz- oder Zeitbereich

Pegelberechnung - Strom- und Spannungsberechnung bei allen Frequenzen und an allen ausgewählt Knoten und

Elementen.

- Berechnung des Effektivwertes der Oberschwingungsspannungen und -ströme.

- Berechnung des Klirrfaktors gemäß DIN/IEC und des Distortion Faktors gemäß IEEE.

- Berechnung von Telefon-Kenngrößen (TIF, IT, KVT).

- Vergleich der berechneten Größen mit den Grenzwerten gemäß VDE 0160 oder mit beliebigen anderen Vorschriften.

- Listenausgabe der Rundsteuerströme und -spannungen bei beliebigen Frequenzen und an jedem Knoten und jedem Element.

- Automatischer Eintrag der Ergebnisse in den Netzplan.

- Oberschwingungssummenberechnung:Vektor, geometrisch, arithmetisch, gemäß IEC1000-2-6


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Oberschwingungsquelle

- Oberschwingungsquelle (Strom- und Spannungsquellen) werden direkt in den Netzplan eingetragen.

- Oberschwingungsquelle können direkt zu Lasten oder zu jeden Leistungselektronikelementen , wie Konverter, SVC, PWM etc. zugewiesen werden.

- Unbegrenzte Anzahl von Oberschwingungsquellen (Strom / Spannung) können berechnet werden.

- Jede Oberschwingung kann gehandhabt werden, zB Zwischenoberschwingung durch Sättigungseffekte.

Filterauslegung

- Filterelemente sind direkt von NEPLAN dimensioniert und

werden automatisch in den Netzplan aufgenommen.

- Filterelemente: Filter, Serien RLC-Kreise mit oder ohne Erdverbindung, TRA-Sperren

- Filterdaten werden in einer Textdatei aufgelistet oder gespeichert

- Ergebnislisten können in Textdateien oder in Ergebnisdateien für die Auswertung mittels Tabellenkalkulationsprogrammen gespeichert werden (zB MS-Excel)


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Selektivitätsanalyse - Alle Arten von Schutzgeräten mit Überstrom-Zeit Charakteristik können eingegeben werden:

Sicherungsgeräte, Leistungsschalter, UMZ und Inverse-Time Relais, elektronische Relais.

- Alle Schutzfunktionen (Blockierung, gerichteter und ungerichteter Überstromschutz, gerichteter und

ungerichteter Erdfehler) können jedem Schutzgerät zugeordnet werden.

- Umfangreiche Bibliotheken mit Schutzgeräten verschiedener Hersteller stehen zur Verfügung und

sind frei erweiterbar.

- Eingabe freier Charakteristiken um Motoranläufe oder die thermische Belastbarkeit von Leitungen,

Transformatoren etc. nachzubilden ist möglich.

- Charakteristik kann mittels k-Faktor verschoben werden (inverse-time Relais).

- Eingabemöglichkeiten für Charakteristika: Punktweise oder Formel gemäß ICE oder

amerikanischem Standard IEEE


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Selektivitätsdiagramm - Relais und Stromwandler sind grafisch im Netzplan positioniert

- Netzplan kann in dem Selektivitätsdiagramm angezeigt werden

- Automatische Generierung von Selektivitätsddagramme auf Basis von der

Kurzschlussberechnung

- Unbeschränkte Anzahl von Charakteristiken kann eingebaut werden

- Die Relaiseinstellungen können direkt in dem Selektivitätsdiagramm geändert werden, durch die

Anpassung von den Kurven entweder mit der Maus oder mit Hilfe der Navigationspfeile

- Beliebig viele Charakteristiken können in einem Diagramm dargestellt werden

- Selektivitätsanalyse über mehrere Spannungsebenen hinweg und unabhängig von der

Netzwerksart und –größe

- Zwei Referenzspannungen der Diagramme können vom Anwender definiert werden

- Individuelle Einfärbung der Charakteristiken

- Verwaltung unbegrenzter Anzahl von Diagrammen und Schutzgeräten

- Export von komplettem Diagramm, um PDF, Word, PNG usw.

- Möglich, die Pläne aus dem Selektivitätsdiagramm zu drucken

- Achse Einstellungen und Schriftarten für die Etiketten können auf dem Diagramm geändert

werden

- Kurzschlussberechnung kann direkt von den Selektivitätsdiagrammen durchgeführt werden


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Übertragung der Stromwerte - Kurzschlussströme sowie andere Ströme können in das Selektivitätsdiagramm aufgenommen

werden

- Unbeschränkte Anzahl von Ströme können in ein Diagramm übertragen werden - Import/Export Funktionen

Schutzbibliotheken NEPLAN bietet umfangreiche Bibliotheken mit den am häufigsten verwendeten Relais-, Leistungsschalter – und Sicherungstypen. Die Bibliotheken werden ständig aktualisiert und erweitert. Im Moment werden sie kostenlos mit einem NEPLAN Software-Kauf geliefert oder sie können jederzeit aus dem Internet von Benutzern mit gültigem Wartungsvertrag heruntergeladen werden.


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Distanzschutz - Alle Distanzschutz-Relaistypen (unabhängig des Herstellers) können eingegeben werden.

- Alle Fehlerarten, inklusive wandernde Fehler auf Leitungen, die im Modul Kurzschluss verfügbar

sind, können nachgebildet werden.

- Relais mit maximal 4 Impedanz-Stufen, 1 Übergreif-Stufe, 1 Rückwärts-Stufe, 1 Wiedereinschalt-Stufe für Leiter-Leiter und Leiter-Erde Fehler können definiert werden

- Anregcharakteristik: Überstrom, winkelabhängige Unterimpedanz, R/X-Charakteristik, gerichtete und ungerichtete Endzeit

- Eingabe von beliebiger R/X-Charakteristik: MHO, Kreis, Polygon, Linse, usw.

- Simulation von Fehlerklärungsverfahren in vermaschten Netzen auf dem Kurzschluss-Modul. Dazu gehört auch die Überstromschutz

- Automatische Einstellung der Relais unter Anwendung verschiedener Philosophien (wählbar)

- Kopplungs-Impedanzen und –Kapazitäten des Mit- und Nullsystems, sowie der Belastungszustand und Zwischeneinspeisungen werden bei der Berechnung der Netzimpedanzen berücksichtigt

- Die Impedanz/Reaktanz des Mitsystems oder die Phasenschleifen-Impedanzen werden für jede be-liebige Kurzschlussart berechnet. Kompensations-Faktoren, wegen der Nullsystem- und Kopplungs-Impedanz von Leitungen, werden bei der Berechnung der Phasenschleifen-Impedanzen berücksichtigt

- Automatische und benutzerdefinierte Generierung von Staffelpläne


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- Interaktive Änderung der Relais-Parameter und –Charakteristiken möglich

- Impedanzen können als Primär- oder Sekundärwerte eingegeben oder dargestellt werden. I- und U-Wandler werden berücksichtigt

- Verarbeitet während der dynamischen Simulation analoge und binäre Eingangssignale und gibt binäre Ausgangssignale ab. Binäre Signale sind: Sperre, Freigabe, Mitnahme, Bereichserweiterung, externe Anregung, Wiedereinschaltungs-Sperre, etc. POTT (Permissive Overreach Transfer Tripping) und PUTT (Permissive Underreach Transfer Tripping) können simuliert werden

- Distanzschutz-Relais kann während dynamischer Simulation mit jedem anderen beliebigen Relaistyp Signale austauschen

- Relais können mit Matlab / Simulink oder mit NEPLAN Funktionsbausteine für dynamische Simulation modelliert werden

- Schnittstelle zu Relais-Testgeräten. Import/Export des RIO-Formates (Relay Interface by Omicron)

Ergebnisse - Auslösezeit wird im Netzplan und in den Tabellen nach einem Kurzschluss Berechnung

angezeigt werden

- Anzeige aller berechneten Impedanzen mit den Auslösecharakteristik

- Mehrere Kurzschlüsse und Auslösezeitpläne können in Diagrammen angezeigt werden

- Alle berechnete Werte können in einem Excel-basierten Format exportiert werden

- Fehlerpositionsbestimmung. Fehlerposition wird im Netzplan oder in einer Liste angezeigt, entsprechend dem zuvor gemessenen Impedanzwert. Toleranz wird berücksichtigt


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Zuverlässigkeitsanalyse

Probabilistische Zuverlässigkeitsanalyse Quantitative Ergebnisse (Häufigkeit, Dauer, Unterbrechungskosten) für die Beeinträchtigung der Energieversorgung aufgrund von Komponentenfehlern.

Berücksichtigung

- des Ausfallverhaltens der Betriebsmittel

- der Netzbetriebsführung im Normalbetrieb und im Störungsfall

- der geplanten Netztopologie

- des Schutzkonzepts

- der zu erwartenden Erzeugungs- und Lastsituation.

Zuverlässigkeitsanalyse ist geeignet für

- Durchführung differenzierter Netz- und Variantenvergleiche

- Untersuchung unterschiedlicher Schaltanlagenkonzepte

- Schwachstellenanalyse für bestehende Netze

- Zuverlässigkeitsnachweise für Kundenanbindungen und Erzeugungsanlagen

- Ermittlung der Häufigkeit kurzzeitiger Spannungseinbrüche

- Ergänzung zu CALPOS-Main – ein Werkzeug zur Durchführung der zuverlässigkeitsorientierten Instandhaltung. Mit dieser Strategie können Instandhaltungskosten gesenkt werden.


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Ablauf einer der Zuverlässigkeitsberechnung

Relevante Ausfallarten

Ausfälle erster Ordnung wie

- Unabhängiger Einfachausfall

- Common Mode Fehler

- Spontane Schutzauslösung

- Mehrfacherdschluss

Ausfälle zweiter Ordnung wie

- Überlappende unabhängige Ausfälle

- Überlappung von Wartung und stochastischem Ausfall

- Unabhängiger Fehler mit Schutzversager oder Schutzüberfunktion

- Mehrfachausfall aufgrund von Mehrfacherdschlüssen

Zuverlässigkeitskenndaten

- Referenzbibliothek mit typischem Komponenten-Ausfallverhalten verfügbar

- Umfangreiche Bibliotheksfunktionen zum Verwalten spezifischer Ausfallkenndaten implementiert

Berechnete Kenngrößen

- Unterbrechungshäufigkeit E(H) / 1/a

- Unterbrechungswahrscheinlichkeit E(Pr) / min/a

- Mittlere Unterbrechungsdauer E(T) / h

- Kumulierte nicht zeitgerecht gelieferte Energie E(W) / kWh/a

- Kumulierte Unterbrechungskosten E(K) / Euro/a

Ergebnisdarstellung

- Ergebnisse im Netzplan darstellbar

- Einfärbungen im Netzplan entsprechend den berechneten Kenngrößen

- Ergebnisfilterfunktion für lastknotenspezifische Schwachstellenanalysen

- Integrierte Diagrammfunktion zur direkten Ergebnisauswertung

- Exportfunktion zur Diagrammbearbeitung in MS-Excel, MS-Word


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N-CTRL2

VDC

IQ

MD

MQQ

BUS10.69 kV

u=99.80 %

BUS20.69 kV

u=101.28 %

BUS33.3 kV

u=100.32 %

DC1.15 kV

u=115.00 %

G1d

P=-4.500 MWQ=-0.200 Mvar

PWM-R PWM-G

P=-0.341 MWQ=0.000 Mvar

P=0.341 MWQ=0.000 Mvar

NODE-R3.3 kV

u=8.03 %

P=-0.341 MWQ=-0.264 Mvar

P=0.341 MWQ=0.264 Mvar

L1

P=-0.341 MWQ=-0.073 Mvar

P=0.341 MWQ=0.092 Mvar

P=-0.341 MWQ=-0.092 Mvar

N-SIG1

P1

Q1

IDR

IQR

VD1

VQ1

CROWBAR

N-CTRL1

P

QMD

MQ

IDR

IQR

VD

VQ

CROWBAR

N-PWM-R

MD

MQ

N-SIG2

VDC

IQ1

Q2

N-PWM-G

MD

MQ

Rotor Side PWM - ControllerGrid Side PWM - Controller

Dynamische Simulator

Simulator Moden Der NEPLAN Dynamische Simulator ist das fortschrittlichste Tool für dynamische Simulationen auf dem Markt. Er beinhaltet die folgende vier Simulationsarten:

- RMS transiente Simulation im DQ0 und ABC (phasen) Bereich - EMT Electromagnetische Simulation im DQ0 und ABC (phasen)

Bereich Alle notwendigen Modelle und Simulationsmethoden sind mit einer sehr hohen Genauigkeit und Leistung integriert. Der NEPLAN Dynamische Simulator implementiert einen einzigartigen mathematischen Rahmen für große, nicht-lineares System mit schnell / langsam kontinuierliche und diskrete (Hybrid) -Systeme. Die automatischen und anspruchsvolle integrierte Initialisierungsalgorithmen garantieren das vermeiden vom Kämpfen mit jeder Art von Initialisierung. Die angenommene Struktur gibt auch eine sehr hohe Flexibilität bei der Erstellung benutzerdefinierten Modellen.

Dynamische Modele - Matlab® Umfangreiche Bibliotheken mit vordefinierten

Regelkreise, z.B. IEEE, IEC, Erregersysteme, Turbinenregler, PSS, HGÜ-Regler, etc.

Modellparameter werden aus Bemessungs- und Messgrössen ermittelt

Für Research: Simulink® Regler können im NEPLAN Simulator simuliert werden

Auf jede Variable (U, I, P, Q oder Reglersignale) im Netz/Regler kann zugegriffen werden. Somit sind Masterregler (z.B. Windpark-Regler oder AGC - automatic generation control) einfach zu entwerfen.

Fig.: Vor-definierter Windpark-Regler (PWM, DFIG)

Anwendung Short-term, Mid-term und Long-term

dynamische Simulation.

Sub-synchrone Resonanzen mit EMT Simulation

Lastabwurf und Schutzschema

Auslegung HGÜ, FACTS, SVC und dessen Regelung

Maschinendynamik und Hochlauf-Simulationen

PSS Einstellung mit Eigenwert- und Sensitivitätsanalyse

Automatic generation control (AGC)

Einhaltung von Grid Codes

Dynamische Sicherheitsaspekte


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Schutzgeräte - Min-max-Relais (Überstrom, Spannung,

Frequenz,...): Bis zu 4 Stufen verfügbar, z.B. für Lastabwurf-Szenarien.

- Überstrom-Relais und Sicherungen

- Das Model des Polschlupf-Relais beinhaltet auch binäre Eingangssignale von externen Quellen.

- Distanzschutz mit beliebiger Charaketristik:

Auslöser, Zonen, binäre Eingangssignale von

externen Quellen.

Benutzer-definierte Schutzsysteme möglich: Beschreibung der Funktion durch algebraische

Ereignisse und Schalthandlungen - Unbegrenzte zeitliche Abfolge von Störungen und Schalthandlungen definier- und speicherbar.

- Jedes Ereignis kann mehr als nur ein Störfall haben.

- Symmetrische und Unsymmetrische Fehler auf Sammelschienen, Knoten-Elemente, Zweige.

- Verlust der Erregerspannung

- Verschiedene Schalthandlungen (feed-forward control in Regelkreise, cross coupling von Schutzgeräte, Ein/Ausschalten von Leitungen, Transformatoren, Generatoren, etc.).

- Lastabwurf-Szenarien (auch in Zusammenhang mit Frequenzrelais).

- Ermittlung der kritischen Fehlerlösch-Zeit für Stabilität

- Störung mit Funktionsgeneratoren (Schritt, Rampe, Sinus function oder Kombination).

- Hochfahren von Motoren mit Hochfahreinrichtung.

- Benutzer-definierte Ereignisse (jede Variable im Netz oder Regelkreis) kann modifiziert werden

- oder Differential Gleichungen oder Funktionsblöcke


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LIN 4- 8

P=2.00 MW

I=20.00 A

P=-2.00 MW

I=20.01 A

LIN 2-4 2

P=3.76 MW

I=35.20 A

P=-3.76 MW

I=35.24 A

LIN 5- 6

P=-2.58 MW

I=44.96 A

P=2.59 MW

I=43.87 A

P=-7.15 MW

I=111.62 A

P=7.17 MW

I=853.54 A

TRA6 -13

SIX

U=65.7 kV

Uang=-0.069 °

THIRTEEN

U=8.8 kV

Uang=0.659 °

L5-2

P=-2.57 MW

I=45.68 A

P=2.58 MW

I=44.96 A

FIVE

U=65.3 kV

Uang=-0.141 °

P=-7.17 MW

Q=-10.81 Mvar

User-defined LF model controlling P=2 MW and I=20 A at line 4-8

EIGHT

U=65.0 kV

Uang=-0.235 °

UDBlock( 2 x 1 )

Simulink

Input

VT

Output

EFD

Input

W

UDBlock( 2 x 1 )

Simulink

In Forschung und Entwicklung muss die Möglichkeit bestehen eigene Netzkomponenten modellieren zu können. Unter anderem sind dies: - spezielle Lastflussmodelle - spezielle dynamische Modelle für Maschinen oder Lasten - Regler für Windanlagen oder FACTS Geräte - Gebietsübergreifende Netzwerk-Regelsysteme - detaillierte Modellierung von Schutzgeräten - etc.

NEPLAN® bietet umfangreiche Möglichkeiten um solche nutzerdefinierten Modelle (UDM) zu definieren and sie in existierende NEPLAN® Modelle zu integrieren. Zudem kann über die C/C++ API oder die NEPLAN® Programmier-bibliothek auf NEPLAN® Daten zugegriffen werden. Die Modelle (UDM) werden im Binärformat verwendet, um die Arbeit und das Wissen der Anwender zu schützen.

Modellierungsmöglichkeiten für Forschungsanwendungen

- Modellierung mit C/ C++ API

- Funktionaler Blockdiagramm -Editor

- Modellierung in Matlab® mit DSAR

- Verwendung von in Simulink® definierten Modellen und Reglern

1) Lastflussmodelle können mit NEPLAN® C/C++ API definiert werden. Grundsätzlich werden die Lastflussgleichungen in C/C++ geschrieben. Die kompilierte DLL Datei wird dann in den NEPLAN®

Grafikeditor übertragen. Ein Neplan Dialog zeigt nun die Parameter und Signale, welche das Modell definieren.

2) Mit dem Blockdiagrammeditor kann der Anwender auf einer grafischen Oberfläche dynamische Modelle für Regler sowie Primärkomponenten und Lasten entwerfen. Das Beispiel auf der Rechten zeigt ein dynamisches Lastmodell (exponential recovery load model).

3) Das Modell kann direkt durch DSAR Gleichungen (Differential Switched-Algebraic State Reset) in Matlab® beschrieben werden. Das NEPLAN® -

Matlab® Interface generiert automatisch eine binäre DLL Datei, welche den anwendergenerierten Komponenten im NEPLAN® zugewiesen wird. Paramter und externe Signale können in einem NEPLAN® Dialog gesetzt werden.

Input

VD1

Input

VQ1

VT

Source

P0

Source

Q0

Power

LS

Ps

Power

LT

Pt

Power

BS

Power

BT

P

P

Qs

Qt

P

P

LAG

xp

S

LAG

xq

S

xp

xq

S

S

P1

Q1

Output

P1

Output

Q1

Polar

Polar

Exponential Recovery Load Model

%----------DSAR model ------------- f_equations: %------------------------------------------ dt(dVf)= 1/TR*(VT - dVf) dt(dEFD)= 1/TA*(KA*xtgr - dEFD)*NOLIMIT dt(dxi)= xerr - xtgr if t < 0 dt(dVref) = VT - Vsetpoint else dt(dVref) = 0 end

4) Es besteht die Möglichkeit direkt Modelle und Regelkreise von Simulink® zu nutzen. Simulink® and NEPLAN® werden gleichzeitig betrieben und tauschen periodisch Daten aus.


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Netzreduktion

Dieses Modul dient zur Reduzierung der Größe eines Netzwerkes indem Sammelschienen und Netzwerkelemente (Leitungen, Transformatoren,...) die verbunden sind, mit einem kleineren jedoch exakten, numerisch äquivalenten Netzwerk nachgebildet werden. Dieses so ermittelte Netzwerk hat weniger Sammelschienen und Zweige als das Original, jedoch je nach Wahl, für Lastfluss und Kurzschluss das gleiche Verhalten als wäre es nicht reduziert.

Die Reduktion kann durchgeführt werden für

- Symmetrischen und unsymmetrischen Kurzschluss nach IEC60909, IEC909, ANSI/IEEE, Überlagerungsverfahren und

- Lastflussberechnung

Mit dem reduzierte Netzwerk werden die gleichen Kurzschluss- und Lastflussergebnisse berechnet wie im nicht reduziertem Netz.


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Eingabe

- Netzwerk für Kurzschluss- und Lastflussberechnung

- zu reduzierende Knoten

- Funktionen um einen Netzwerkbereich zu reduzieren sind verfügbar

- Weitere innerhalb des zu reduzierenden Bereiches liegende Knoten werden automatisch gelöscht.

Ausgabe

- Längs- und Querersatzimpedanzen können in der Datenbank gesichert werden.

- Längs- und Querersatzimpedanzen beinhalten Daten für Mit-, Gegen- und Nullsystem, je nach Netzreduktion (Kurzschluss, Lastfluss)

- Bei der Lastfluss Netzreduktion werden Ersatz Einspeisungen und Generatoren berechnet.


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NEPLAN Programming Library (C / C ++) NEPLAN Programming Library – NPL its eine C/C++ API-Bibliothek, die Benutzer NEPLAN Daten zugreifen und Rechenmaschinen kundenspezifische Berechnungsalgorithmen durch eine C / C ++ Programm entwickeln ermöglicht. Die für die Erstellung der C / C ++ Programm, das eine Dynamic Link Library (DLL) ist, verwendete Compiler, ist MS Visual Studio 2008 und höher.

Funktionen Einige der Grundfunktionen in der NPL enthalten sind

- Zugang und Änderung jeder Variablen jeder Komponente - Ausführung jeder Analyse/Berechnungsfunktion - Hinzufügen und Entfernen von Komponenten des Netzwerks und Manipulation ihrer grafischen

Informationen (Koordinaten, Symbole, usw.)

Applikationen NPL gibt Benutzer die Freiheit, Lösungen angepasst an persönlichen Bedürfnisse zu bauen. Unter den zahlreichen Möglichkeiten, üblichen Anwendungen der NPL sind:

- Implementation von NEPLAN in einer Smartgrid-Umgebung

- Verwendung von NEPLAN im Batch-Modus (z.B. Ausführen mehrerer Lastströme und Kurzschlussberechnung Fällen)

- Erstellung kundenspezifischer Schnittstellen (z.B. GIS, SCADA/DMS, DACF, CIM, usw.)

- Entwicklung eines Netzwerk-Master-Controllers mit Ereignissen (wie zB “wenn u <90%, Reservegenerator einschalten”) und Ausführung der Anwendung in einem quasi stationären Betrieb

- Überprüfung des Schutzverhaltens unter verschiedenen Netzwerkbedingungen

- Verwendung von NEPLAN als Server und Verbindung von NEPLAN zu einem TCP / IP-Bus. Der Kunde kann alle NPL-Befehl an den NEPLAN Server senden (z.B. Lauflastfluss , offener Schalter, Lastwechsel, usw.)

- Verwendung von NEPLAN als Online-System und Design einer DMS-Anwendung mit Verwendung des NEPLAN grafischen Editors und der Analyse-Tools

- Entwicklug maßgeschneiderten Rechenalgorithmen (zB OPF, Zuverlässigkeit, Kondensator Platzierung etc.)


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Lastfluss mit Lastprofil

Eingabedaten

- Wählbare Lasten und Lastprofile (Tages-, Wochen-, Monats- und Jahresprofile)

- Unbegrenzte Anzahl von Lastprofilen für Verbraucher und Erzeuger (z.B. Haushalte, Industrie, ...)

- Import von Messdaten und bekannten Lastfaktoren.

Berechnung - Lastflussberechnung (Lastprognose) und Zeitsimulation

- Wählbare Zeitachse

- Kombination von Zeitintervallen

- Lastausgleichsmodus: Lasten können automatisch so angepasst werden, das sich die Lastflussergebnisse den gemessenen Werten anpassen.


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Ergebnisausgabe

- Zeitverhalten und Wertebereich in Diagrammen.

- Charakteristik des Netzes, der Elemente und Knoten (Spannungen, Ströme, Auslastung, Leistung, Verluste,...)

- Alle Ergebnisse können gedruckt oder verglichen werden.


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Optimale Wiederversorgung Dieses Modul wurde entwickelt um den Einfluss eines Elementausfalls (z.B. Fehler auf Leitung) oder einer geplannten Ausschaltung auf das Verteilnetz zu ermitteln. Es findet die optimale Wiederversorgung unversorgter Verbraucher. Dieses Modul kann als off-line oder auch on-line Applikation verwendet werden. Im zweiten Fall muss eine Verbindung zum SCADA/DMS vorhanden sein. Die folgenden Optimierungen (Zielfunktion) sind möglich:

Minimale Netzverluste

Minimale Anzahl überlastete Elemente

Minimiere die Belastung der Elemente

Maximale Knotenspannungen

Wiederversorgungsstufen

Vier Wiederversrgungsstufen können evaluiert und in eine Fehler-Historie Datenbank abgelegt werden:

- Auftritt des Fehlers

- Isolation des Fehlers -> NEPLAN zeigt die unversorgten Verbraucher

- Wiederversorgung unversorgten Verbraucher -> NEPLAN zeigt alle widerversorgte Verbraucher an

- Normalzustand nach Beseitigung des Fehlers

Alle Stufen der optimalen Wieder-versorgung mit den Schalthandlungen werden im Diagramm angezeigt.

Z

ones are colored in the

Close switch(28/0 - 85/0)

Close switch(85/1 - 31/0)

Open switch(95/1 - 37/0)

Optimal Restoration Strategy

Objective Function: Minimize Losses

DMS On-Line Applikation

Die Schalthandlungen von allen Wiederversorgungsstufen, sowie die Zielfunktion werden in einer Tabelle gezeigt oder können in einem externen System weiter verwendet werden (z.B. in einer DMS Applikations)

Alle Dialoge und Wiederversorgungs-algorithmen sind über C++ API, die NPL - NEPLAN Programming Library verfügbar. Mit NPL können auf NEPLAN Daten und Funktionen zugegriffen werden. Dies ermöglicht eine benutzer-definierte Wiederversorgungsstrategie zu implementieren.

o


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Optimierung von Verteilnetzen

Ziel

Minimimierung der MW Netzverluste und Verbesserung des Spannungsprofils mit folgenden Kriterien (alle optional):

- Trennstellen-Optimierung

- Optimale Kompoundierung der Transformatoren

- Optimaler Leistungsfaktor der dez. Erzeugung

- Optimale Sollspannung des UW-Transformators

- Optimale Einstellung der Verteiltransformator-Stufen

- Optimierung für Normalbetrieb oder N-1

Limiten

- MS und NS Spannungsgrenzen

- Thermische Grenzen von Kabeln und Transformatoren

Lastsituation

- Lastbereich definiert durch maximaler/minimaler Skalierungsfaktors und Lastdaten-Import

Kapazitive Spannungsstützung

Für einen Abgang wird der beste Einbauort und Grösse einer Kompensation bestimmt, so dass die MW Verluste minimal werden. Die Ergebnisse sind:

- Knoten an welchem die Kompensation eingebaut werden soll

- Die Grösse der Kompensation in MVAR

- die Reduktion der MW Verluste in %.

vorher

nachher


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Asset Management Due to radical changes taking place in the energy markets the affected companies feel a constantly rising pressure to cut costs. Among others, there is considerable potential for this in the field of maintenance. Selecting a suitable maintenance strategy can result in a substantial reduction of maintenance costs without putting the required functionality at risk. In order to achieve the required cost savings, an individual, accurate and verifiable valuation of assets is essential. This module allows the user to evaluate each asset with a self-defined assessment system and realize an effective short and middle term maintenance planning.

General Characteristics

- Data can be stored in any database (e.g. Oracle, MS-Access, SQL Server etc.) or directly in a NEPLAN file

- Allows easy integration to existing ERP systems (e.g. SAP) - Assessment criterion can be added or changed by the user - Allows quickly to assess the conditions of the components - Different charts give a useful overview over the overall conditions of the components - A budgeting evaluation tools is available, which calculates the costs for the following

maintenance strategies: o TBM Estimation (estimated time based maintenance) o TBM (time based maintenance) o CBM (condition based maintenance) o RCM (reliability based maintenance)

- Integrates smoothly with our famous NEPLAN-Reliability module - Using the RCM module in NEPLAN any calculation result can be used to calculate condition or

importance (e.g. use calculated loadings for lines, ENS (Energy Not Supplied), … ) - Can be excellently used for reinvestment strategies

Results Due to NEPLANs up-to-date technology and advanced visualization functions the evaluation and processing of results was never easier.

- Display asset valuation results for each asset individually - The style of each diagram is customizable and can be saved and reloaded if necessary - Show results in diagrams or tables - Export of tables to ASCII files or MS-Excel - Export of diagrams to jpeg


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Asset Simulation Eine wichtige Aufgabe des Asset Management Prozesses ist die Entwicklung von mittel- und langfristigen Anlagenstrategien. Das Ziel ist die Funktionalität und Qualität des Systems so kostengünstig wie möglich sicher zu stellen. Neben Effizienz und Qualität des Systems spielen auch andere ökonomische Faktoren (z.B. Discounted Cash Flow) eine entscheidende Rolle bei der Definition einer besten Strategie für das Anlagenportfolio. Aus diesem Grund ist es essenziell ein Simulationstool in der Hand zu haben, welches nicht nur das komplexe Alterungsverhalten der Anlagen abbilden kann, sondern auch ökonomische Entwicklungen (z.B. Zinsentwicklung), mögliche unternehmerische Entscheidungen (z.B .Budget) und deren Auswirkungen auf die Anlagen im Einzelnen aber auch auf das System als ganzes. Allgemeine Eigenschaften

- Anzahl und Art zu simulierender Assets unbegrenzt (Elektrische, Gas, Wasser, Fernwärme Netze, Kraftwerksanlagen …)

- Feie Definition von Anlagengruppen (Modellierung eines Unterwerks mit allen Details oder Gruppierung von Anlagen falls passend)

- Verschiedene Simulationsmethoden (statistik-, alters-, zustandsbasiert oder Kategorisierung in Klassen)

- Eingabe von zeitabhängigen Parametern (steigende Zinsen, Kosten … ) - Mit den Szenariomanager können unterschiedliche Entwicklungen miteinander verglichen

werden (Budgets, Nutzungsdauern, Kosten …) - Sensitivitätsanalyse für alle Simulationsparameter verfügbar - Instandhaltungsmassnahmen können zeit- oder zustandsbasiert definiert werden - Definition altersabhängiger Zyklen und Möglichkeit Auswirkungen der IH-Massnahmen

abzubilden - Modellierung von Anlagenreduktion-, Zubau- oder Substitution durch andere Anlagentypen

(Substitution von Freileitungen durch Kabel) - Budgets können hierarchisch, zeitabhängig und für jede Anlagengruppe individuell eingegeben

werden - Kennzahlenbaum für Ergebnisdarstellung selbst definierbar

Ergebnisse Dank der Verwendung der neuesten Softwaretechnologie war die Darstellung und Verarbeitung von in NEPLAN generierten Ergebnissen nie einfacher.

- Ergebnisse können für die selbst definierten Anlagengruppen oder einzelne Anlagen dargestellt werden

- Ergebnisdarstellung individuell anpassbar durch Benutzung von “drag and drop” - Die grafische Darstellung kann detailliert angepasst und abgespeichert werden - Ergebnisse können in Diagrammen oder Tabellen gezeigt werden - Export von Tabellen zu ASCII Dateien oder MS-Excel - Export von Diagrammen als Bilddatei


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Kleinsignalstabilität

Das NEPLAN-Modul Kleinsignalstabilität ist eine Eigenwert-Analyse (Modal Analyse) für elektrische Netze. Es verbindet eine einfache Handhabung mit der aktuellster Technik und Standards in elektrischen Netzen und Software-Programmierung. Wie alle anderen Module ist auch die Kleinsignalstabilität nahtlos in NEPLAN integriert .

Anwendungen - Analyse von Polradschwingungen von Generatoren (interarea Schwingungen oder

Swingungen innerhalb einer Area) - Analyse von sub-synchronen Schwingungen/Resonance (SSR) - Identifikation von Generatorgruppen oder -untergruppen, die an Schwingungen teilnehmen

(Partizipationsfaktoren) - Bestimmung der Schwingungsdämpfung und dessen Optimierung - Auslegung und optimalen Einbauort für Power system Stabalizer (PSS) - PSS tuning - Sensitivität zwischen Regelparameter und Eigenwert


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Allgemeine Eigenschaften - Parameter scanning und Sensitivität zu Eigenwert

- Automatische Linearisierung des elektrischen Netzes mit Generatoren, statische Lasten,

Regelkreise, etc.

- Erweiterte Generatormodelle: Spannungsquelle, klassisch, transient, subtransient und generelles Modell. Sättigung für beide Achsen, d- und q-Axe

- Automatische Berechnung der Eigenwerte, Eigenvektoren, Mode Shapes, Partizipationsfaktoren für Eingenwerte und Zustandsvariablen

- Textergebnisse: Ergebnisse werden in einer klaren Form präsentiert und lassen sich für weitere Auswertungen einfach aufarbeiten

- Graphische Ergebnisse: Ergebnisse lassen sich graphisch darstellen, drucken und auch exportiert werden (MS-Word)

- Das dynamische Netzmodel ist gleich wie dasjenige des NEPLAN Simulators. Das Modul Lastfluss gilt als Basis für dieses Modul


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Spannungsstabilität

Das Modul Spannungstabilität ist vollständig ins Programmpaket NEPLAN integriert. Es bieten 3 Verfahren für die statische Spannungsstabilitätsberechnung an: U-Q-Kurven, P-U-Kurven, U-Q-Sensitivitäten. Dieses Modul erlaubt die gleichzeitige Analyse von verschiedenen Systemzuständen. Es ist ein optimales Tool, um die Ursachen und Hintergründe von Spannungsstabilitätsproblemen zu erkennen.

Anwendungen

- Identifikation von schwachen / nicht regelbaren / unstabilen Netzbereichen

- Identifikation von schwachen / stark belasteten Verbindungsleitungen

- Optimale Verteilung der Blindleistungsreserven, um einen genügend grössen Abstand zur Spannungsinstabilitätsgrenze zu wahren

- Spannungssensitivität

- Abhilfemassnahmen, um die Spannungsstabilität zu verbessern


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Haupteigenschaften

- Automatische Berechnung von P-U-Kurven, U-Q-Kurven, Sensitivitäten dU/dQ

- Numerische Ergebnisse: alle Ergebnisse sind in Tabellenform verfügbar

- Grafische Ergebnisse: sämtliche Ergebnisse sind auch als Diagramme abrufbar

- Eingabedaten: Standard-Lastflusseingebedaten


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Nettoübertragungskapazität (NTC)

Dieses Modul berechnet den Limit-Übertragungswert in MW

zwischen zwei Regelbereichen (Quelle und Senke), der verfügbar

ist, ohne Verletzung der Sicherheitslimits.

Allgemeine Eigenschaften

- ETSO Methodik (Lastfluss basiert, MW Generationswechsel)

- Flexibilität bei der Behandlung der Limits (individuelle Aktivierung der Limits)

- Berücksichtigung von benutzerdefinierten Notfallszenarien - Berücksichtigung von Übertragungssicherheit Margin (TRM )

Ergebnisse

Das Ergebnis ist eine Liste der Limitsüberschreitungen füre jeden Schritt der Erhöhung der MW

Übertragung von der Quelle zur Senke im Vergleich zu:

- dem Basisfall - jedem Notfall Fall

Das Modul bietet die Berechnung der Gesamtübertragungskapazität (TTC) und der

Nettoübertragungskapazität (NTC).


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Beratung

Die NEPLAN AG ist Mitglied der international tätigen NEPLAN®-Consulting Gruppe, die aus 250

Experten in verschiedenen Ländern besteht und eine grosse Erfahrung im Bereich Netzstudien und-

beratung besitzt.

Unsere Dienstleistungen basieren auf

- 20-jährige Erfahrung in Systemberatungen mit über 1000 realisierten Projekte als Referenz, - Grosse Fachkompetenz in der Abwicklung grosser Netzstudien (grosse Netze, dynamische

Simulationen, Oberschwingungsanalysen, …), - modularer Ansatz, der kundenspezifische Lösungen ermöglicht, - dem Netzberechnungssystem NEPLAN mit Schulungen und Feldmessungen zur Verifikation,

dem Einsatz des NEPLAN Asset Mangement Tools zur Optimierung der OPEX und CAPEX in Systemstudien

NEPLAN-Consulting® Gruppe hat Erfahrung in den folgenden Bereichen (um Missverständnisse zu

vermeiden, wurden nur die Titel übersetzt):

- Erneuerbaren Energiequellen

- Markt und individuelle Asset Bewertung

- Machbarkeitsstudien/Systemauswirkungen/Anlagen-Ausbau

- Analyse verfügbarer Übertragungskapazität

- Industrienetze

- Dynamische Simulation und Regelung

- Transient Stabilität und Isolationskoordination

- Oberschwingungsanalyse

- Zielnetzplanung / Verteilnetzplanung

- Zuverlässigkeitsanalyse

- Schutzauslegung und -coordination / Regelung

- HGÜ

- Flexible AC Transmission (FACTS)

- Erdungsberechnung und -auslegung, Elektromagnetische Felder und Interferenzen

planungs- und optimierungssystem für elektrizitätsnetze · pdf fileneplan ag...

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