Simulation of Demand Side Management with frequency-dependent load profiles in isolated grids

Abstract

Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des VerfassersZsfassung in engl. SpracheUm jene Fragen klären zu können, die sich bei einer Realisierung von Demand Side Management (DSM) speziell im Haushaltsbereich stellen, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Simulationsmodell entwickelt, das einerseits Verbraucher im Haushalt, andererseits die Auswirkungen von verschiedenen DSM-Systemen auf deren Leistungsaufnahme nachbilden kann.Dazu wurden die Verbrauchergruppen in einem Haushalt in ihrem Verhalten nachgebildet. Die einzelnen Verbrauchergruppen werden mit Hilfe von so genannten Geräteklassen modelliert. Dabei wurde darauf geachtet, dass das simulierte Verhalten dieser Geräteklassen möglichst ähnlich der von realen Geräten ist.Die zu untersuchenden DSM-Systeme sollen einen einfachen Aufbau aufweisen und ohne zusätzliche Kommunikation zwischen den Verbrauchern auskommen. Die Information über die Notwendigkeit eines Eingriffs in die Leistungsaufnahme der Verbraucher soll aus der Netzfrequenz ermittelt werden. Dazu wurden verschiedene Algorithmen entwickelt, mit denen ein DSM-System ausgestattet werden kann. Diese Algorithmen lassen sich zu verschiedenen DSM-Systemen kombinieren um die Auswirkungen von diesen untersuchen zu können.Mit Hilfe von bereits bekannten Lastgängen, durchgeführten Messungen und weiteren Daten konnte ein Modell der Verbraucher für einen gemittelten Tageslastgang erstellt und überprüft werden. Dieses Modell diente in weiterer Folge als Grundlage für erste Untersuchungen von DSM-Systemen. Mit Hilfe dieser Ergebnisse können bereits erste Anforderungen an eine Realisierung von DSM gewonnen werden.In order to answer the questions that arise especially in the household sector with an implementation of Demand Side Management (DSM), a simulation model was developed in this thesis, which can reproduce the behavior of household devices on the one hand and the effects of various DSM-systems on their power consumption on the other hand.For this purpose, the different groups of consumers in a household were simulated in their behavior. Each group of consumers is modeled by using so called device-classes. Care was taken that the simulated behavior of these classes is as similar as possible to that of real devices.The DSM-systems to be examined should not require any additional communication between the con-sumers and have a simple structure. The information on the need for an intervention in the power con-sumption of the devices is to be determined from the line frequency. Thus, different algorithms a DSM-system can be equipped with have been developed. These algorithms can be combined to form different DSM-systems to examine the effects they may have.With the help of already known load curves, through measurements and additional data, a model of the devices of a household for an average daily load was established and verified.This model was used subsequently as the basis for initial investigations of different DSM-systems. Using these results, initial demands for a realization of DSM can already be obtained.12