Wirth, Georg (2014) Modellierung der Netzeinfluesse von Photovoltaikanlagen unter Verwendung meteorologischer Parameter. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

Die Installation einer hohen Anzahl an Photovoltaik (PV) Anlagen führt zu neuen Herausforderungen für die Stromnetze. Ziel dieser Arbeit ist es, meteorologische Auswirkungen auf Planung und Betrieb von Verteilungsnetzen mit einer hohen Konzentration von dezentralen PV-Anlagen zu untersuchen und Modelle zu entwickeln, um diese zu beschreiben. Zur Validierung der Modelle werden elektrische und meteorologische Daten aus einer detaillierten Messkampagne in einem Verteilnetz verwendet. Der erste Schwerpunkt der Untersuchungen liegt darauf, die maximale Einspeiseleistung einer verteilten PV-Flotte zu bestimmen. Dazu werden die meteorologischen Situationen mit maximaler Einspeiseleistung verteilter PV-Anlagen identifiziert und aufbauend auf diese Analyse ein PV-Clearsky-Modell für die maximale Leistung einer verteilten PV-Flotte bei klarem Himmel entwickelt. Die maximale Einspeiseleistung einer verteilten PV-Flotte in Deutschland ergibt sich an klaren Tagen mit 85 % der installierten STC (standard test conditions) Leistung. Der zweite Schwerpunkt der Arbeit ist die Simulation der aktuellen Einspeiseleistung auf Verteilnetzebene auf Basis von meteorologischen Daten. Zur Abbildung der mittleren Einspeisung einer räumlich verteilten PV-Flotte wird eine Kombination aus mehreren Messpunkten und einer zusätzlich überlagerten Dämpfung vorgeschlagen. Daher wurde in dem Verteilnetz ein Messnetzwerk aus zehn Globalstrahlungssensoren eingerichtet. Mit diesem Ansatz wird für wechselhafte Tage bei einer 3-Sekundenauflösung ein rmse von durchschnittlich drei Prozent erreicht, und die Rampen der fluktuierenden PV-Leistung adäquat abgebildet. Dieser Ansatz wird in einem weiteren Schritt angepasst um die momentane Einspeiseleistung auf Basis von Satellitendaten zu bestimmen. Auch hier zeigen sich vergleichbare Ergebnisse.

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Modeling the Grid Influences of Photovoltaic Systems by using Meteorological Parameters

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The installation of a large number of photovoltaic (PV) systems leads to new challenges for electric power grids. This thesis discusses and develops models for meteorological impacts on planning and operation of distribution networks. Electrical and meteorological data from a detailed measurement campaign in a distribution network are used to validate the models. The first focus thereby is to determine the maximum feed-in power of a distributed PV fleet. With these results, a PV-Clearsky-Model is developed to determine the maximum PV-feed-in power for Germany. The maximum feed-in of a distributed PV fleet in Germany is found for clear sky situations with a limit of 85 % of the installed standard test condition power. The second focus of this work is the simulation of the current PV-feed-in power on distribution network level on the basis of meteorological data. To represent the average feed-in power of a spatially distributed PV fleet a combination of several measurement points and a superposed damping is suggested. For this purpose a network of ten global radiation sensors was set up in the distribution network. With this approach, an average rmse of three percent at a 3-second resolution is achieved for days with a fluctuating cloudiness and the ramps of the fluctuating PV power can be modelled adequately. This approach is modified in a further step to determine the current PV-feed-in power on basis of satellite data, showing also good results.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	Photovoltaik, Netzintegration, Verteilnetz, Energienetz, Smart Grid
Subjects:	Science and mathematics > Physics
Date Deposited:	19 Jan 2015 13:43
Last Modified:	19 Jan 2015 13:57
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/2186
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-22678
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