Probabilistische Lastflussrechnung

Die probabilistische Lastflussrechnung ist die Lastflussrechnung unter Berücksichtigung von Unsicherheiten und bietet einen Ansatz zur Prognose von Systemzuständen bei stochastischer Systemumgebung.

Notwendigkeit

Grundsätzlich unterliegen die Planung und der Betrieb elektrischer Netze einer Vielzahl unterschiedlicher Rahmenbedingungen. Neben ökonomischen, ökologischen und politischen Randbedingungen ist die Sicherstellung des N-1-Kriteriums zu beachten. Insbesondere durch die Zunahme der erneuerbaren Energien im Netz, werden die Unsicherheiten über die zu erwartenden Betriebszustände immer größer. Das allgemeine Werkzeug zur Berechnung eines elektrischen Energiesystems auf Basis von Knotenleistungskombinationen stellt die Lastflussrechnung dar. Diese kann jedoch über die zu erwartende Dauer und Häufigkeit der Maximalbelastungen aufgrund probabilistischer Entwicklungen von Erzeugungslandschaft oder Lastverteilung prinzipiell keine Aussage treffen.

Es erscheint daher sinnvoll, ergänzend zu der deterministischen Betrachtungsweise auch probabilistische Überlegungen einfließen zu lassen.

Ausführung

Bei der probabilistischen Lastflussrechnung können statistische Eigenschaften der betrachteten Systemumgebung in die Zukunft übertragen werden. Ein wesentliches Ziel hierbei ist die Quantifizierung der Wahrscheinlichkeiten zukünftiger Systemzustände sowie deren Dauer.

Zu diesem Zweck werden die Eigenschaften der entsprechenden Einspeiser und Verbraucher über statistische Größen, wie z. B. eine Wahrscheinlichkeitsverteilung der eingespeisten Leistung beschrieben. Basierend auf derartigen Aufstellungen kann anschließend die Wahrscheinlich­keitsverteilung von Leitungsbelastungen, Knotenspannungen etc. berechnet werden.

Zur Modellierung stehen grundsätzlich verschiedene Konzepte zur Verfügung, wie beispielsweise die Monte Carlo Methode, bei der deterministische Lastflussrechnungen wiederholt durchgeführt werden. Dabei werden in jedem Durchlauf die vorzugebenden Knotenleistungen mit Hilfe von Zufallsgeneratoren variiert. Weitere Methoden stellen das Verfahren mit normalverteilten Zufallsvariablen, das Faltungsverfahren mit Zufallsvariablen sowie ein auf Zufallsprozessen basierendes Verfahren dar.

Englische Übersetzung(en):

probabilistic load flow analysis