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Forecast of Renewable Curtailment in Distribution Grids Considering Uncertainties

Memmel, Elena und Schlüters, Sunke und Völker, Rasmus und Schuldt, Frank und von Maydell, Karsten und Agert, Carsten (2021) Forecast of Renewable Curtailment in Distribution Grids Considering Uncertainties. IEEE Access, 9, Seiten 60828-60840. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/ACCESS.2021.3073754. ISSN 2169-3536.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Kurzfassung

Renewable energies curtailment induced by grid congestions increase due to grown renewable energies integration and the resulting mismatch of grid expansion. Short-term predictions for curtailment can help to increase the efficiency of its management. This paper proposes a novel, holistic approach of a short-term curtailment prediction for distribution grids. The load flow calculations for congestion detection are realized by taking different operational security criteria into account, whereas the models for the node-injections are adjusted to the characteristic of each grid node specifically. The determination of required curtailment based on the resulting congestions considers uncertainties of component loading and its corresponding probability. The forecast model is validated using an actual 110 kV distribution grid located in Germany. In order to meet the requirements of a forecast model designed for operational business, prediction accuracy, and its greatest source of error are analyzed. Furthermore, a suitable length of training data is investigated. Results indicate that a six month time period for maintenance gains the highest accuracy. Curtailment prediction accuracy is better for transmission system operator components than for distribution system operator components, but the Słrensen Dice factor for the aggregated grid shows a high match of historic and predicted curtailment with a value of 0.84 and a low error for curtailed energy, which makes 2.23% of the historic curtailed energy. The model is a promising approach, which can contribute to improvement of curtailment strategies and enable valuable insight into distribution grids.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/142664/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Forecast of Renewable Curtailment in Distribution Grids Considering Uncertainties
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Memmel, ElenaElena.Memmel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0619-5905NICHT SPEZIFIZIERT
Schlüters, Sunkesunke.schlueters (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2186-812XNICHT SPEZIFIZIERT
Völker, RasmusRasmus.Voelker (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schuldt, FrankDLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme e.V.https://orcid.org/0000-0002-4196-2025NICHT SPEZIFIZIERT
von Maydell, KarstenKarsten.Maydell (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0966-5810NICHT SPEZIFIZIERT
Agert, Carstencarsten.agert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4733-5257NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:16 April 2021
Erschienen in:IEEE Access
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:9
DOI:10.1109/ACCESS.2021.3073754
Seitenbereich:Seiten 60828-60840
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:2169-3536
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Power system operation, distribution grid, power flow analysis, congestion management, renewable power curtailment, short-term prediction, probabilistic uncertainty quantification
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Energiesystemdesign
HGF - Programmthema:Digitalisierung und Systemtechnologie
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SY - Energiesystemtechnologie und -analyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Energiesystemtechnologie
Standort: Oldenburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Vernetzte Energiesysteme > Energiesystemtechnologie
Hinterlegt von: Memmel, Elena
Hinterlegt am:21 Jun 2021 11:13
Letzte Änderung:24 Mai 2022 23:47

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