NEPLAN unterstützt geo-referenzierte Daten und die Visualisierung von Karten.

Import geo-referenzierter Netzdaten vom geografischen Informationssystem (GIS)

NEPLAN besitzt eine anpassbare Schnittstelle, die den Import und Aktualisierung von Netzdaten vom GIS ermöglicht. Die importierten GIS-Daten werden auf Plausibilität in Bezug auf Netzberechnung überprüft und rapportiert. Das Netzmodel im GIS kann während dem Import nach NEPLAN nach verschiedenen Kriterien vereinfacht werden. Diese Schnittstelle wird nicht nur für Stromnetze, aber auch für Gas, Wasser und Fernwärmenetze verwendet. Die NEPLAN Web Services erlauben die Implementation eines automatischen Datenaustauschs mit dem GIS.

Wir können Ihnen eine für Ihre Bedürfnisse massgeschneiderte Lösung anbieten.

Google Maps

Jeder Punkt im graphischen Diagramm kann in Google-Maps angezeigt werden indem dieser mit der Maus rechtsgeklickt wird. Das Netzwerk kann als KML exportiert werden. Die Datei kann dann in Google-Earth angezeigt werden.

Anzeige von Karten

Eine Vielfalt von Karten, darunter Straßenkarten, Katasterkarten, Infrastrukturpläne usw. können im Hintergrund eines geo-referenzierten Netzmodells dargestellt werden. Jeder WMS-kompatible Karten-Server, der öffentlich verfügbar ist, wie auch solche, die sich im Intranet befinden kann in NEPLAN registriert werden. Für weitere Informationen, bitte kontaktieren Sie uns.

Multi-Window System mit Kartenhintergrund und Unterwerk

Visualisierung einer Karte mit Grenzverletzungen im Netz

Mit dem Modul Investitionsanalyse können vorgeschlagene Investitionspläne ausgewertet und verglichen werden, um die wirtschaftlich sinnvollste Option zu ermitteln.

Die Berechnung erfolgt auf Basis des Barwerts. Die erforderlichen finanziellen Inputdaten werden vom Anwender zur Verfügung gestellt, z.B. Diskontsatz, Energiekosten, Wartungskosten usw., während die technisch erforderlichen Daten berechnet werden, z.B. Verluste, Energieverbrauch, usw.

Das Ergebnis ist eine vollständige techno-finanzielle Bewertung und der Anwender hat ein transparentes Bild von jedem Investitionsplan. Dies hilft die kostenoptimale Lösung zu finden.

Allgemeine Eigenschaften

• Zahlreiche Indizes werden berechnet, z.B. Amortisationszeit, IRR-Rendite
• Netzverluste werden auf jährlicher Basis berechnet und die Energie geschätzt
• Berücksichtigung von last-abhängigen Kosten (Kupferverluste) und lastunabhängigen Kosten (Magnetisierung, zeitabhängige Korona und dielektrische Verluste)
• Investitionsdaten der Betriebsmittel und deren Sub-Komponenten sind in Bibliotheken verfügbar
• Einnahmen aus Energie-Verkauf werden berücksichtigt
• Ergebnisse werden nicht nur in Tabellen, sondern auch in Charts für eine intuitive Bewertung und einen übersichtlichen Vergleich
• und mehr…

Mit dem Optimal Power Flow Modul kann der Betrieb eines Netzwerks entsprechend den vom Anwender festgelegten Zielfunktionen optimiert werden. Die optimale Lösung stellt auch sicher, dass alle Variablen (Spannungen, Belastungen usw.) innerhalb der zulässigen Grenzen liegen. Es stehen verschiedene Zielfunktionen zur Verfügung, wie Wirkleistungsverluste, Erzeugungskosten und vieles mehr, die auch zu einer multi-kriterien Optimierung kombiniert werden können.

Die Optimierung kann für einen bestimmten Zustand eines Netzwerks oder für einen gewünschten Zeitraum (mehr-periodisch) durchgeführt werden.

Zusätzlich verfügt NEPLAN über eine sicherheitsbedingte Optimierung (mit Erfüllung der n-1-Ausfallbeschränkungen), um nicht nur optimale, sondern auch sichere Lösungen zu ermitteln.

Modernste mathematische Verfahren werden eingesetzt, um hoch-komplexe Optimierungsprobleme robust und auch bei sehr grossen Netzen extrem performant zu lösen.

Allgemeine Eigenschaften

• Kontrollvariablen: Wirk- und Blindleistung von Generatoren, Regelspannungen von Generatoren und Stufenstellerposition von geregelten Transformatoren, Referenzwerte von HVDC Systemen und FACTS Elementen (UPFC, STATCOM, SVC, TCSC,…)
• Variable Grenzwerte für Knotenspannungen, Elementbelastungen, sowie Wirk- und Blindleistung von Generatoren
• Generelle oder individuelle Grenzwerte; berücksichtigen oder ignorieren von Grenzwerten
• Zielfunktion: Auf ganzes Netz oder bestimmte Area/Zone anwenden; minimieren/maximieren von MW-Verlusten, Mvar-Verlusten, Erzeugungskosten, MW-Import oder Mvar-Import, MW-Übertragungsflüssen
• Gleichzeitige Anwendung von mehreren Zielfunktionen ist möglich (Verwendung von Gewichtungs­faktoren)
• Optimierung unter Berücksichtigung der Sicherheitsnebenbedingungen (n-1-Kriterium berücksichtigen)
• Optimierung über einen Zeitraum
• und mehr…

Dieses Modul dient zur Reduzierung der Größe eines Netzwerkes indem Sammelschienen und Netzwerkelemente (Leitungen, Transformatoren,…) die verbunden sind, mit einem kleineren jedoch exakten, numerisch äquivalenten Netzwerk nachgebildet werden. Dieses so ermittelte Netzwerk hat weniger Sammelschienen und Zweige als das Original, jedoch je nach Wahl, für Lastfluss und Kurzschluss das gleiche Verhalten als wäre es nicht reduziert.

Die Reduktion kann durchgeführt werden für:

• Symmetrischen und unsymmetrischen Kurzschluss nach IEC60909, IEC909, ANSI/IEEE, Überlagerungsverfahren und
• Lastflussberechnung

Mit dem reduzierten Netzwerk werden die gleichen Kurzschluss- und Lastflussergebnisse berechnet wie im nicht reduzierten Netz. Für jedes Netzwerk für Kurzschluss- und Lastflussberechnung und für die reduzierten Knoten, werden Grenzknoten automatisch ermittelt. Das Modul unterstützt WARD, Extended WARD und REI-Äquivalente. Es existieren verschiedene Optionen um nicht-lineare Elemente, wie PV-Generatoren, während der Reduktion zu behandeln.

Das reduzierte Netz wird in eine Variante zum Originalnetz abgelegt. So lassen sich beide Netze einfach vergleichen.

Dieses Modul ermöglicht die Berechnung der Koppelimpedanzen und -kapazitäten im Mit- und Gegensystem Leitungs-Kopplung nachdem die Daten über Leitercharakteristik und Anordnung im Eingabedialog der Leitungskopplung eingegeben wurden. Wenn die Koppelimpedanzen und die Leitungsdaten bekannt sind, können sie sofort im Dialog der Leitungskopplung bzw. der Leitung eingegeben werden.

Allgemeine Eigenschaften

• Stromkreis- und Kopplungsparameter der Freileitungen werden aus der Mastkopfbelegung berechnet
• Freileitungen mit bis zu 6 3-Phasensysteme und 3 Erdseilen können berechnet werden
• Jedes System kann symmetrische oder asymmetrische Struktur haben: jede Phase kann entfallen
• Erdung des 3-Phasensystems ist berücksichtigt
• Bündelleiter werden berücksichtigt
• Unbegrenzte Anzahl von Freileitungen können eingegeben werden
• Behandlung von parallelen, galvanisch verbundenen Systemen
• Berücksichtigung von den Systemeigenschaften wie Segmentierung, Verdrillung, Durchhängen usw.
• Parameter und Mastkopfbild werden in der SQL-Datenbank gespeichert

Leitungskupplung wird in der Kurzschlussberechnung, dem Distanzschutz-Modul und im asymmetrischen Lastfluss berücksichtigt.

Das Modul Störlichtbogenberechnung bietet dem Anwender die Möglichkeit, das hohe Risiko von Störlichtbögen im Stromnetz zu analysieren und zu bewerten. Die Störlichtbogenberechnung ist vollständig integriert und basiert auf die NEPLAN Module Kurzschlussberechnung und Überstrom-Zeit Schutz. Es berechnet die einfallende Lichtbogenenergie für reduzierte und nicht reduzierte Lichtbogenströme in Abhängigkeit vom Arbeitsabstand und bestimmt automatisch die Lichtbogendauer. Es bestimmt auch die individuellen Lichtbogenstrombeiträge.

Allgemeine Eigenschaften

• Störlichtbogenberechnung nach den Standards:
  ‒ IEEE 1584-2018
  ‒ IEEE 1584-2013
  ‒ NFPA 70E-2018
  ‒ ISSA 2011
  ‒ DC IEEE 2012
  ‒ DC NFPA 2015
• Anwendung der LEE-Methode für Systemparameter, die außerhalb des Bereichs des in IEEE 1584 definierten Modells liegen
• Unterstützt IEEE/ANSI-und IEC-Kurzschlussberechnungen für symmetrische und unsymmetrische Fehler
• Option zur Angabe, ob die Niederspannungs-Leistungsschalter abgesichert sind oder nicht gemäß IEEE C37.13

Ergebnisse

• Nach der Berechnung werden die Ergebnisse automatisch im Netzplan angezeigt, während der Inhalt und die grafischen Informationen angepasst werden können
• Die Darstellung der Ergebnisse ist knotenorientiert und kann an jedem Knoten oder Element eingefügt werden
• Die Visualisierung und Verarbeitung der Ergebnisse wird durch die folgenden Visualisierungsfunktionen erleichtert:
  ‒ Überlastete Betriebsmittel (Strom-wandler, Spannungswandler, Leistungs-schalter usw.) werden hervorgehoben
  ‒ Die Ausgabeliste ist nach Spannungsniveau sortiert
• Lichtbogenstrom, einfallende Lichtbogenenergie, Lichtbogenlöschzeit, Kategorie Persönliche Schutzausrüstung (PSA) und alle entsprechenden Ergebnisse werden angezeigt
• Anzeige der Ergebnisse in tabellarischer Form, die exportiert werden können nach WORD/EXCEL
• Arbeitsschutz: ein flexibles Etikett kann durch die Einbeziehung der Gefahrenklassen und alle erforderlichen Ergebnisse ausgedruckt werden

Broschüre: Einführungs-Broschüre für die Störlichtbogenberechnung sehen Sie hier.

Dieses Modul führt Kurzschlussberechnungen für ein-, zwei- oder dreiphasige Wechselstromnetze sowie für Gleichstromnetze durch. Als Fehlertypen kann man einphasige, zweiphasige (mit/ohne Erdberührung) oder dreiphasige Kurzschlüsse berechnen lassen. Fehler auf Leitungen und benutzerdefinierte Fehler wie Kurzschlüsse zwischen verschiedenen Spannungsebenen oder das Öffnen von Leitern können definiert werden.

Allgemeine Eigenschaften

• Diverse Standards, wie IEC909 1998, IEC60909 2001, IEC60909 2016, ANSI/IEEE C37.10/C37.13, G74 Engineering Recommendation
• IEC 61363-1 für Off-Shore- oder Schiffs-Anlagen
• IEC 61660 für DC-Netze
• Überlagerungsverfahren mit Berücksichtigung von Spannungen aus der Lastflussberechnung
• Berechnete Grössen:  Anfangskurzschlusswechselstrom und -leistung, Stoß-, Ausschalt-, Dauerkurzschlussstrom, thermischer Kurzschlussstrom, Ausschaltstrom sowie das Gleichstromglied
• Berechnung von minimalem / maximalem Kurzschlussstrom
• Exaktes Modell für Transformatorsternpunkt-Erdung
• Erdungssystem für die gemeinsame Erdung einer beliebigen Anzahl von Transformatoren, Generatoren usw.
• Auslegung der Petersen-Spule in gelöschten Netzen
• Strombegrenzung durch Leistungsschalter / MOV
• Berechnung der Relaisauslösezeiten, z.B. für Überstrom und Distanzschutz
• Beitrag von verstellbaren Frequenzumrichtern und statischen Stromrichtern

Leiter-Kopplungen

Das Kurzschlussmodul berücksichtigt die Koppelimpedanzen und Koppelkapazitäten im Mit- und Gegensystem. Freileitungen mit bis zu 6-Phasensystemen und 3 Erdseilen können berechnet werden, während eine unbegrenzte Anzahl von Freileitungen eingegeben werden kann. Eingegebene Parameter und Mastkopfbilder werden gespeichert.

Ergebnisse

Nach der Berechnung werden die Ergebnisse automatisch im Netzplan angezeigt. Inhalt und Darstellung der angezeigten Informationen können angepasst werden. Ergebnisse werden für jeden Knoten und für jedes Element berechnet. Die Auswertung der Ergebnisse wird vereinfacht durch zahlreiche Visualisierungsfunktionen:

• Überlastete Betriebsmittel (Stromwandler, Spannungswandler, Leistungsschalter usw.) werden hervorgehoben
• Tabellen Ausgabe: Nach Spannungsebenen sortiert. Die Kurzschlussimpedanz und alle berechneten Grössen werden als Phasenwerte oder als symmetrische Komponenten ausgegeben
• Die Ergebnisse können in einer Ergebnisdatei und SQL-Datenbank gespeichert werden

Broschüre: Einführungs-Broschüre für den Kurzschluss sehen Sie hier.

Lastfluss

Die Lastflussberechnung ist das grundlegendste Analysemodul und verfügt über geeignete Algorithmen für Übertragungs-, Verteil-, Erzeugungs- und Industrienetze. Dieses Modul berechnet sämtliche Arten von elektrischen Netzen, wie 3-, 2- und 1-phasige Systeme mit Null- und Erdleiter, AC und DC Systeme, vermaschte und radiale Netze. Neue Modelle und Funktionen decken sämtliche Ansprüche bezüglich erneuerbaren Energiesysteme (PV, Wind, eMobility, Smart Grid) ab. Die Berechnungsverfahren sind sehr robust und performant.

Allgemeine Eigenschaften

• Verschiedene Berechnungsverfahren: Stromiteration, Newton Raphson, erweiterter Newton Raphson, Spannungsabfall per Phase (Back/Forward Sweep method), DC Lastfluss (entkoppelt, nur Wirkleistungsfluss).
• Umfassende Modelle für Transformator-Regelung: Spannungshaltung durch Längsregler, Leistungsregelung durch Phasenschieber, unregelmässige Impedanz / Stufen-Variation, I-/U-Kompoundierung, Fernregelung
• Leistungselektronik: HGÜ, PWM und FACTS-Elemente wie SVC, STATCOM, TCSC, UPFC
• Modelle für DC-Netze: Batterien, Spannungsquellen, Photovoltaikanlage, Kabel
• Verschiedene Knotentypen: Slack, PQ, PV, PC, SC, PI, IC. Mehrere Slack-Elemente möglich
• Regelfunktionen: Verteilter Slack, mehrfache Blindleistungsregelung, Regler-Konfliktmanagement, Fernregelung
• Anwender-definierte Leistungsaustausch-Regelung zwischen Area/Zonen
• Vor- und Anwender-definierte Skalierungsfaktoren für schnelle Last- und Produktionsänderung
• Messdaten-Import und Lasten-Estimation
• Berechnung von Sensitivitäten (PDTF-Faktoren, Verluste, diskrete / kontinuierliche Transformator-Stufen)
• Leistungsstarke Konvergenzüberwachung mit Initialisierung
• Netzdaten-Validierung und Anzeige von fehlerhaften Elementdaten
• Abhilfemassnahmen (Ereignis-Definition)
• Überprüfung von Limiten und automatische Konvertierung der Knotentypen

Ergebnisse

Es existieren verschiedene Möglichkeiten die Ergebnisse nach einer Berechnung darzustellen:

• Überlastete Elemente oder Knoten mit Spannungen ausserhalb vordefinierter Grenzwerte werden hervorgehoben
• Ergebnisse in einer Tabelle können sortiert und gefiltert werden
• Viele Darstellungsmöglichkeiten (Strickdicken, Farbenbereich, Pie Charts, usw.)
• Ergebnisse lassen sich in verschiedene Formate exportieren
• Ergebnisse verschiedener Szenarien lassen sich vergleichen

Video: Einführungs-Video für den Lastfluss sehen Sie hier.

Broschüre: Einführungs-Broschüre für den Lastfluss sehen Sie hier.

Ausfallanalyse

Die Ausfallanalyse oder N-1 Analyse wird verwendet um die Sicherheit eines Netzes zu bestimmen. Dabei werden Netzelemente ausgeschaltet und es wird überwacht, ob es, bei gleichem Erzeugungs- und Belastungszustand, Überlastungen oder Spannungsverletzungen im Netz gibt. Die während der Analyse auszufallenden Knoten oder Elemente bzw. Liste der gleichzeitig auszufallenden Netzelemente (Common Mode) müssen vor der Berechnung definiert bzw. importiert werden.

Die Ausfallrechnung basiert auf der Lastflussberechnung. Alle Ausfälle mit Ihren Grenzwert-Verletzungen werden rapportiert. Die Ergebnisse werden in Tabellen und Charts dargestellt. Spezielle Tools werden bereitgestellt um die Schwere der Grenzwertverletzungen einzustufen.

Abhilfemassnahmen (Ereignis-Definition)

Das Modul Abhilfemassnahmen (Remedial Action Schemes RAS) ist ein separates Modul und kann im Zusammenhang mit den Modulen Lastfluss und Ausfallrechnung lizenziert werden.

Der Anwender kann spezifische Ereignisse für eine Serie von Lastflussberechnungen  definieren. Mit diesen Ereignissen kann der Status des Netzes während der Simulation verändert werden, so z.B. kann bei einer Grenzwert-Verletzung die Leistungsproduktion so umverteilt werden, dass die Verletzung aufgehoben werden kann. Dieses Modul enthält, zusätzlich zu den bereits im Lastfluss zur Verfügung stehenden Regelmöglichkeiten, leistungsstarke Funktionen um das Netz zu überwachen und regeln.