Dynamische Berechnungen in elektrischen Netzen auf Basis symmetrischer Raumzeiger

Mit zunehmender Durchdringung der Netze mit volatilen Photovoltaikanlagen und Ladesäulen für Elektrofahrzeuge verschiebt sich der Fokus von klassischen Momentaufnahmen des Netzes hin zu Betrachtungen über größere Zeitbereiche in der Größenordnung von Stunden bis hin zu mehreren Tagen. Für symmetrische und unsymmetrische Last- und Einspeisesituationen bieten derzeitige Netzberechnungsprogramme zwei Simulationsansätze, mit denen entweder sehr genaue (EMT-Simulationen) oder durch Vereinfachungen sehr schnelle (RMS-Simulationen) Berechnungen möglich sind. Bisherige Transformationsansätze ermöglichen Berechnungen auch mit einer hohen Genauigkeit über größere Zeitbereiche, können jedoch nur für symmetrisch belastete Netze vorteilhaft eingesetzt werden. Diese Arbeit stellt die Methodik der „Symmetrischen Raumzeiger“ vor, mit der sowohl symmetrisch als auch unsymmetrisch belastete Netze mit einer hohen Genauigkeit sowie einer geringen Anzahl von Rechenschritten berechnet werden können. Grundlage dieser Transformation bildet dabei eine Kombination der Theorie rotierender Koordinatensysteme und der symmetrischen Komponenten. In der Arbeit wird die Entwicklung dieses Ansatzes, seine Anwendung auf verschiedene Netzelemente und eine Validierung anhand von Vergleichsrechnungen dargestellt. Auch neue Möglichkeiten der Anwendung werden anhand repräsentativer Beispiele aufgezeigt.