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Netzwerkhierarchien mit Ebenen

Sie können Ebenen zur Strukturierung einer natürlichen Hierarchie in einer Netzart verwenden. Ebenen repräsentieren in der Regel Bereiche für Druck, Spannung oder andere Eigenschaften des Netzwerks.

Ebenen für die Teilübertragung und Verteilung in einem Stromversorgungssystem.

Netzwerkorganisation

Versorgungssysteme sind für die Bereitstellung einer Versorgungsressource in Netzwerken strukturiert.

Ein Stromversorgungsunternehmen ist in der Regel in Ebenen wie Übertragung (Hochspannung), Verteilung (Mittelspannung) und sekundär (Niederspannung) aufgeteilt. Ein Strom-Feature kann sich nur in einer oder einer anderen Ebene befinden. Dies wird mit einer partitionierten Ebenendefinition modelliert.

Gas- und Wasserversorgungsbetriebe weisen Ebenen für das Sammeln von Gas oder Wasser, die Übertragung von Gas oder Wasser über große Entfernungen und die Verteilung von Gas oder Wasser an den Empfänger auf. Zum Modellieren der unterschiedlichen Sektoren für ein Netzwerk werden Ebenengruppen in der Netzart verwendet. In einer Gasnetzart als Beispiel enthält die Ebenengruppe "Verteilung" unterschiedliche Ebenen für System, Druck und Isolation. Ein Feature, wie zum Beispiel ein Bauteil, kann sich in zwei unterschiedlichen Ebenen in einer Ebenengruppe befinden. Dies wird mit einer hierarchischen Ebenendefinition modelliert.

Weitere Informationen zur Netzwerkorganisation finden Sie über die Links zu den Themen in Architektur.

Strukturierte Ebenen in einem Stromversorgungssystem.

Ebenenhierarchien können auf eine der beiden folgenden Arten modelliert werden: durch eindeutige Netzarten oder durch Ebenen in einer Netzart. Die obige Grafik zeigt eine typische Struktur der Hierarchien in einem Stromversorgungsnetz. Dabei werden die beiden Möglichkeiten veranschaulicht.

Zuerst wird die Stromübertragungsebene als eindeutige Netzart modelliert. Dieser Schritt wird benötigt, weil die Stromübertragung von einer anderen Abteilung beim Stromversorger bearbeitet wird als die Stromverteilung. In der Regel gibt es rechtliche Vorgaben zur Trennung der Vorgänge auf den Übertragungs- und Verteilungsebenen für elektrischen Strom. Aufgrund dieser Vorgaben stellen zwei getrennte Netzarten für Übertragung und Verteilung die beste Lösung dar.

Als zweites wird die Hierarchie innerhalb der Netzart für die Stromverteilung mit zwei Ebenen (wie oben dargestellt) erzielt. Die Ebene für die mittlere Spannung beginnt am unteren Anschlusspunkt des ausgehenden Schalters des Umspannwerks. Dort werden die Spannungen der Übertragungsebene in mittlere Spannungen umgewandelt. Die Spannung durchläuft dann alle Leitungen und Bauteile, bis sie den oberen Anschlusspunkt des Verteilungstransformators erreicht. Dort wird der elektrische Strom in Niedrigspannung umgewandelt. Die Ebene der Niedrigspannung beginnt entweder auf der unteren Seite eines Verteilungstransformators oder, im Falle eines elektrischen Spot- oder Grid-Netzwerks, auf der unteren Seite eines Rückflussverhinderers. Dies stellt die beste Lösung für die Modellierung der Netzwerkhierarchie in einer Netzart dar, die von einer Abteilung oder einem Abschnitt verwaltet wird.

Ebenen

Eine Netzart kann eine oder mehrere Ebenen aufweisen. Beispiel: Die oben abgebildete Netzart für die Stromübertragung weist nur eine Ebene, die Ebene für Hochspannung, auf.

Eine Ebene ist eine Untergruppierung einer Netzart, mit der die logische Hierarchie von Teilnetzen dargestellt wird. Wenn Sie eine Ebene definieren, legen Sie die Steuerbauteile für das Teilnetz fest, mit denen die Teilnetze auf diese Ebene begrenzt werden. Im obigen Beispiel würde eine Ebene mit mittlerer Spannung in einer Netzart für die Stromverteilung als Quellen-Feature-Typ des Teilnetzes einen Schalter aufweisen. Der Quellen-Feature-Typ des Teilnetzes für eine Ebene mit Niedrigspannung wäre ein Verteilungstransformator oder ein Rückflussverhinderer. Diese Steuerbauteile für Teilnetze werden verwendet, um Teilnetze innerhalb der jeweiligen Ebene zu definieren.

Jede Ebene verfügt über eine Rangstufe in der Hierarchie der Ebenen. Rangstufe 1 ist die höchste Ebene. Im obigen Beispiel weist die Ebene mit mittlerer Spannung Rangstufe 1 und die Ebene mit Niedrigspannung Rangstufe 2 auf. Manchmal verwenden verschiedene Ebenen dieselbe Rangstufe. Beispiel: Eine Gasnetzart kann Ebenen für den Druck und Ebenen für die Ventilisolierung mit derselben Rangstufe aufweisen, da die Teilnetze für die Isolierung innerhalb der Druckteilnetze verschachtelt werden können. Weitere Informationen finden Sie unter Rangstufe der Ebene.

Modellierung der Ebenentopologie

Ebenen in einer Netzart können entweder eine hierarchische Ebenendefinition oder eine partitionierte Ebenendefinition aufweisen.

Ebenen in einem Stromversorgungssystem unterliegen in der Regel einer partitionierten Ebenendefinition. Das heißt, dass es eine Abfolge der sich gegenseitig ausschließenden Ebenen (basierend auf den absteigenden Spannungsebenen) gibt. Ein Teilnetz mit mittlerer Spannung unterscheidet sich von einem Teilnetz mit Niedrigspannung. Beide Teilnetze weisen keine gemeinsamen Features auf.

Ebenen in einem Gasversorgungssystem können eine hierarchische Ebenendefinition besitzen. Das heißt, Features in einer Netzart können zu Teilnetzen in zwei verschiedenen Ebenen gehören. Beispiel: Ein Gasversorgungssystem definiert in der Regel eine Druckebene und Ebenen für die Ventilisolierung innerhalb verschachtelter Teilnetze. Ein einzelnes Druckteilnetz kann mehrere Teilnetze für die Ventilisolierung aufweisen.

Jede Ebene verfügt auch über einen Topologietyp. Dies wird pro Ebene festgelegt und gilt für alle Teilnetze in einer Ebene. "Sternförmig" ist die typische Konfiguration für eine elektrische Ebene mit mittlerer Spannung. Manche Gas- und Wasserebenen weisen auch eine radiale Topologie auf. Der Topologietyp "Vermascht" ist für Gas- und Wasserteilnetze gebräuchlich. Dieser Topologietyp wird auch für Spot- oder Grid-Netzwerke auf Stromversorgungsebenen mit Niedrigspannung verwendet. Dicht besiedelte städtische Gebiete weisen ein Grid-Netzwerk mit redundanten Quellen für hohe Zuverlässigkeit auf.

Nähere Informationen finden Sie unten im Abschnitt "Topologietypen" in Teilnetze.

Drei Ebenen mit zwei Topologietypen für die Ebenen

Beide Topologietypen werden in der Abbildung oben dargestellt. Ebene A weist einen radialen Topologietyp auf. Es gibt eine Quelle (ganz links) für das Teilnetz mit der Beschriftung A1. Ebene B weist drei Quellen auf der linken Seite und einen radialen Topologietyp auf. Teilnetz B1 weist eine Quelle und eine radiale Topologie auf. Teilnetz B2 weist zwei Quellen und keine Schleifen, also eine radiale Topologie auf. Ebene C weist eine Grid-Topologie auf. Das Teilnetz mit der Beschriftung C1 weist drei Quellen und mehrere Schleifen auf. Diese Ebene verfügt über eine Grid-Topologie.