Lastflussberechnung mit und ohne Kurzschluss

Das Netzberechnungsprogramm ATPDesigner zusammen mit dem Rechenlern ATP (Alternative Transients Program) ermöglicht die Berechnung stationärer Netzzustände auch mit dezentralen Ernergieerzeugungsanlagen wie Wind- oder Solarparks auf allen Spannungsebenen und  Netzschutzsystemen, mit und ohne Kurzschluss. Die Ergebnisse der Lastflußberechnung werden in Tooltips und in einem Textfenster, direkt  in der Netzgrafik oder in Berichten dargestellt. 

Unter einer Lastflussberechnung wird i.a. die „Bestimmung des stationären Betriebs­zustandes eines elektrischen Energieübertragungssystems“ [Elektrische Energieübertragungssysteme, Teil 1: Stationärer Betriebszustand, Handschin, Edmund; ELTEX Studientexte Elektrotechnik] verstanden.

Die Lastflussberechnung von ATPDesigner verwendet die Knotenpotentialanalyse des ATP zur Berechnung des stationären Netzzustandes. Alle weiteren Funktionen zur Durch­führung einer Lastflussberechnung wie z.B. das Iterationsverfahren und die Kon­ver­­genz­kontrolle sind in ATPDesigner selbst implementiert. Das im Rechenkern ATP imple­mentierte Verfahren zur Lastflussberechnung auch ATP Load Flow genannt wird nicht verwendet. Das in ATPDesigner implementierte Verfahren zur Lastflussberechnung kann als Strom­­ite­rationsverfahren bezeichnet werden. Es bietet gegenüber anderen Lastflussberech­nungs­verfahren den Vorteil, symmetrische und unsymmetrische Netzzustände im fehlerfreien Normalbetrieb als auch im Kurzschlussbetrieb berechnen zu können.

Historisch gesehen versteht man unter einer Lastflussberechnung die Berechnung von Leistungsflüssen (Wirk- und Blindleistung) im fehlerfreien symmetrischen Normalbetrieb von Stromnetzen. Insofern berechnet die klassische Lastflussberechnung lediglich das Mitsystem der Stromnetze. Der Begriff der erweiterten Lastflussberechnung soll aufzeigen, dass mit den mathematischen Verfahren auch unsymmetrische  Netzzustände mit und ohne Kurzschluss berechnet werden können, die eine  Betrachtung von Mit-, Gegen- und Nullsystem der Stromnetze erfordert.

Erweiterte Lastflussberechnung

Die Ergebnisse der erweiterten Lastflussberechnung werden durch im Netzberechnungsprogramm verfügbare Mess/Schutzgeräte auf Verletzung definierter Grenzwerte überwacht: Verletzung des zulässigen Spannungsbandes z.B. in Anlehnung an EN 50160, Überlastung von Betriebsmitteln z.B. in Anlehnung an VDE 0276 und VDE 0298, etc. Die Ergebnisse werden durch anwenderspezifische Farbbänder in der Netzgrafik visualisiert und können zur weiteren Verarbeitung durch nachgelagerte Software in Textdateien exportiert werden. Umgekehrt können Randbedingungen einer wie z.B. Wirk- und Blindleistung von Lasten und/oder Einspeiser oder Schaltzustände von Schaltern aus Textdateien importiert und in der Lastflussberechnung verarbeitet werden.

Anzeige der Ergebnisse in Tooltips

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein 110-kV-Hoichspannungsnetz. Mit einer Lastflussberechnung  wurde der stationäre Netzzustand berechnet. Die Stromauslastung der Leitungen sowie die Spannung an den Sammelschienen werden direkt in der Netzgrafik ausgegeben und die Betriebsmittelentsprechend eingefärbt. Wird der Mauscursor "über" ein grafisches Symbol eines Betriebsm,ittels positioniert, werden Spannungen, Ströme, Leistungen im natürlichen Leitersystem L123 sowie im System der Symmetrischen Komponenten (012-System) angezeigt.