Ausgleichsvorgänge in Elektroenergiesystemen

Dieses Buch wendet sich an Ingenieure der elektrischen Energietechnik sowie an Wissenschaftler und Studierende dieser Fachrichtung. Relevanz zeigt es dabei insbesondere im Bereich der Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie. Nach einer Einführung in die erforderlichen mathematischen Grundlagen folgt eine umfassende Behandlung elektromechanischer Ausgleichsvorgänge in Elektroenergiesystemen. Die präzise Modellbildung der betrachteten Betriebsmittel wird vorgestellt. Untersuchungen in unterschiedlichen Frequenzbereichen und spezielle Berechnungsverfahren wie beispielsweise die Wanderwellentheorie sowie Methoden zur Untersuchung der transienten Stabilität runden das Themengebiet ab. Praxisnahe Beispiele illustrieren die Problematik. Dieses Werk beinhaltet den Stand der aktuellen Forschung.

Inhalt

1. Einleitung.- 2. Analytische Berechnungsverfahren zur Lösung von Differentialgleichungen.- 2.1 Grundlagen zur Differentialrechnung.- 2.2 Lineare Differentialgleichungen.- 2.3 Systeme von Differentialgleichungen 1. Ordnung.- 2.4 Laplace-Transformation.- 2.5 Klassifizierung eines Systems.- 2.6 Fourier-Transformation.- 2.7 Duhamelsches Integral.- 2.8 Lineare partielle Differentialgleichungen.- 3. Numerische Berechnungsverfahren zur Lösung von Differentialgleichungen.- 3.1 Diskretisierung.- 3.2 Grundbegriffe der Fehleranalyse.- 3.3 Einschub: Bestimmtes und unbestimmtes Integral.- 3.4 Numerische Integration.- 3.5 Berechnung eines unbestimmten Integrals.- 3.6 Anfangswertprobleme gewöhnlicher Differentialgleichungen.- 3.7 Randwertprobleme gewöhnlicher Differentialgleichungen.- 4. Grundlagen zur Modellbildung in Elektroenergiesystemen.- 4.1 Elektrische Netzwerke.- 4.2 Ausgleichsvorgänge.- 4.3 Fehlerarten im Netz.- 4.4 Die Maxwellschen Gleichungen.- 5. Einfache Ausgleichsvorgänge.- 5.1 Konzentrierte Elemente und Energiespeicher.- 5.2 Elektrische Kreise mit einem Energiespeicher.- 5.3 Elektrische Kreise mit zwei Energiespeichern.- 6. Modellbildung von Leitungen.- 6.1 Modellbildung mittels konzentrierter Parameter.- 6.2 Modellbildung von Leitungen mittels verteilter Parameter.- 6.3 Ausbreitung von Wanderwellen in technischen Anlagen.- 7. Berechnung der Leitungskonstanten.- 7.1 Ohmscher Widerstand.- 7.2 Querverluste.- 7.3 Induktivitäten von Leitungen.- 7.4 Kapazitäten von Leitungen.- 7.5 Beispiel zur Berechnung des Wellenwiderstands bei einem Leiter.- 8. Spezielle Verfahren zur Berechnung ausgedehnter Systeme.- 8.1 Das Wellengitter-Verfahren nach Bewley.- 8.2 Das Bergeron-Verfahren.- 8.3 Die Laplace-Transformation.- 8.4 Digitale Berechnung ausgedehnter Systeme mittelsEMTP.- 9. Modellbildung von Transformatoren.- 9.1 Transformatoren in Elektroenergiesystemen.- 9.2 Modellbildung von Transformatoren bei niederfrequenter Anregung.- 9.3 Kurzschlußberechnungen.- 9.4 Modellbildung von Transformatoren bei hochfrequenter Anregung.- 10. Modellbildung weiterer Betriebsmittel.- 10.1 Modellbildung von Synchronmaschinen.- 10.2 Modellbildung von Leistungsschaltern.- 10.3 Simulationsgestütze Berechnung elektromagnetischer Ausgleichs-vorgänge.- 11. Die Drehstromsynchronmaschine.- 11.1 Prinzipieller Aufbau einer Synchronmaschine.- 11.2 Mathematische Beschreibung.- 11.3 Berechnung der Modellparameter.- 11.4 Anwendung des mathematischen Modells.- 12. Stabilität in Elektroenergiesystemen.- 12.1 Einführung.- 12.2 Leistungsflußberechnung.- 12.3 Klassifizierung von Stabilität.- 12.4 Modellbildung zur statischen und transienten Stabilitätsuntersuchung.- 12.5 Transiente Stabilitätsuntersuchungen.- Abbildungsverzeichnis.- Tabellenverzeichnis.