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Optimized Power Flow Control to Minimize Congestion in a Modern Power System

Bodenstein, Max und Liere-Netheler, Ingo und Schuldt, Frank und von Maydell, Karsten und Hartmann, Alexander und Agert, Carsten (2023) Optimized Power Flow Control to Minimize Congestion in a Modern Power System. Energies, 16 (12), Seite 4594. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/en16124594. ISSN 1996-1073.

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

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/1996-1073/16/12/4594

Kurzfassung

The growing integration of renewable energy sources (RES) into the power system causes congestion to occur more frequently. In order to reduce congestion in the short term and to make the utilization of the power system more efficient in the long term, power flow control (PFC) in the transmission system has been proposed. However, exemplary studies show that congestion will increase also in the distribution system if the transmission system is expanded. For this reason, the potential of PFC to reduce congestion in a model of a real 110 kV distribution system is investigated. Several Unified Power Flow Controller (UPFC) devices are optimized in terms of their number and placement in the power system, their size, control parameters, and costs, by using a Parallel Tempering approach as well as a greedy algorithm. Two optimization variants are considered, one reducing the number of degrees of freedom by integrating system knowledge while the other does not. It is found that near a critical grid state and disregarding costs, PFC can reduce congestion significantly (99.13%). When costs of the UPFCs are taken into account, PFC can reduce congestion by 73.2%. A basic economic analysis of the costs reveals that the usage of UPFCs is profitable. Furthermore, it is found that the reduction in the solution space of the optimization problem leads to better results faster and that, contrary to expectations, the optimization problem is simple to solve. The developed methods allow not only for the determination of the optimal use of UPFCs to minimize congestion, but also to estimate their profitability.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/198301/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Optimized Power Flow Control to Minimize Congestion in a Modern Power System
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Bodenstein, Maxmbodenstein (at) gmx.netNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Liere-Netheler, IngoIngo.Liere-Netheler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8187-6861NICHT SPEZIFIZIERT
Schuldt, Frankfrank.schuldt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4196-2025NICHT SPEZIFIZIERT
von Maydell, Karstenkarsten.maydell (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0966-5810NICHT SPEZIFIZIERT
Hartmann, AlexanderAlexander.Hartmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Agert, CarstenCarsten.Agert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4733-5257NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:8 Juni 2023
Erschienen in:Energies
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:16
DOI:10.3390/en16124594
Seitenbereich:Seite 4594
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Bonfiglio, AndreaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mazza, AndreaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
Name der Reihe:Power System Modeling and Control
ISSN:1996-1073
Status:veröffentlicht
Stichwörter:power flow control; distribution system; congestion management; renewable energy integration; curtailment; UPFC; FACTS; optimization; load flow analysis
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: Jung, Dr. Daniel
Hinterlegt am:24 Okt 2023 09:28
Letzte Änderung:24 Okt 2023 09:28

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