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Optimization of remedial actions in the European electrical transmission system using interior-point methods
Konstantin Heinrich Sonntag
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Mathematik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Mathematik
Betreuer*in
Radu Ioan Bot
DOI
10.25365/thesis.70578
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-11229.99270.942239-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Übertragungsnetzbetreiber nutzen unterschiedliche sogenannte Remedial Actions, um
die Betriebssicherheit des Übertragungsnetzes sicherzustellen und zu jedem Zeitpunkt die Energieversorgung zu gewährleisten. In dieser Abschlussarbeit entwickeln wir ein Modell, um den Einsatz von Remedial Actions für einen gesamten Tag im europäischen Übertragungsnetz zu optimieren. Die Remedial Actions, die wir betrachten, sind der Redispatch des geplanten Dispatches von Kraftwerken, der Einsatz von Phase-Shifting Transformatoren und die direkte Kontrolle des Lastflusses auf Hochspannungs-Gleichstrom Leitungen. Das Optimierungsmodell basiert auf der Mathematik linearer Optimierung, die innerhalb dieser Arbeit präsentiert wird. Das Ziel der Optimierung ist die simultane Minimierung von Leitungsüberlastungen und Kosten, die durch den Einsatz von Redispatch entstehen. Der Fokus innerhalb dieser Arbeit liegt auf der Region Italy North, die aus den Ländern Österreich, Frankreich, Italien, Slowenien und der Schweiz besteht. Für dieses Gebiet vergleichen wir drei verschiedene Modellkonfigurationen unseres Optimierungsmodells, um die Vorteile zu analysieren, die durch den Einsatz von non-costly Remedial Actions wie Phase-Shifting Transformatoren und Hochspannungs-Gleichstrom Leitungen gegenüber der alleinigen Verwendung von Redispatch entstehen. Darüber hinaus führen wir eine Methode zur Regulierung des Einsatzes der Phase-Shifting Transformatoren ein, die zu einer nachhaltigeren Verwendung dieser führt.
Abstract
(Englisch)
In the operation of electrical transmission systems different so-called remedial actions
get used by transmission system operators to guarantee operational security of the power grid while securing the power supply at any time. In this thesis, we develop a model to optimize the day-ahead operation of remedial actions for a full day in the European power grid. The remedial actions we consider are the redispatch of ordered generator dispatch, the operation of phase-shifting transformers, and the power flow control on high-voltage DC lines. The optimization model relies on the framework of mathematical linear programming, which gets introduced in this thesis. The general goal of the optimization is to simultaneously minimize power overloads on line elements and the costs that are incurred due to redispatch. We focus on the region Italy North containing the countries Austria, France, Italy, Slovenia, and Switzerland. For this area, we compare three different configurations of our optimization model to analyze the benefits of non-costly remedial like phase-shifting transformers and high-voltage DC lines over the pure use of redispatch. We further introduce a method for the regularization of the activation of phase-shifting transformers, which leads to a more sustainable operation.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
remedial action optimization redispatch phase-shifting transformers high-voltage DC transmission linear programming interior-point methods
Schlagwörter
(Deutsch)
Remedial Action Optimization Redispatch Phase-Shifting Transformatoren Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung Lineare Optimierung Innere-Punkte-Verfahren
Autor*innen
Konstantin Heinrich Sonntag
Haupttitel (Englisch)
Optimization of remedial actions in the European electrical transmission system using interior-point methods
Paralleltitel (Deutsch)
Optimierung von Remedial Actions im europäischen Hochspannungsübertragungsnetz mit Innere-Punkte-Verfahren
Publikationsjahr
2021
Umfangsangabe
vi, 68 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Radu Ioan Bot
Klassifikationen
31 Mathematik > 31.76 Numerische Mathematik ,
31 Mathematik > 31.80 Angewandte Mathematik
AC Nummer
AC16488769
Utheses ID
60809
Studienkennzahl
UA | 066 | 821 | |