Schlüsselwörter
(Deutsch)
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Netzsicherheit, optimale Übertragungsleistung, Abhängigkeit des Netzbetriebes von meteorologischen Einflüssen, Vereisungsprognosen, Leiterseil-Grenztemperaturen
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Das primäre Ziel ist das Aufzeigen des Einflusses von meteorologischen Grössen auf den Netzbetrieb und die Netzsicherheit ausgehend von umfangreicher Datenbasis. Anhand von langen historischen Temperatur-Messreihen werden die Leiterseil-Grenztemperaturen beurteilt. Zusätzlich sollen die Möglichkeiten und Grenzen von flexiblen
Limiten aufgezeigt werden. Der Einfluss auf den Lastfluss wird dargelegt. Vereisungsvorhersagen für Pilotleitungen werden basierend auf einem hochaufgelösten Prognosemodell gerechnet. Modell-Resultate werden mit operationellen Prognosen der maximalen Lufttemperatur verglichen und Verbesserungsmöglichkeiten gesucht.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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The project will deliver methods to calculate and predict the change in conductor temperature with changing weather conditions. This will help to improve the use of existing overhead power lines without compromising the safety. Weather-related loads on overhead lines may influence the operation or even damage the infrastructures. A high-resolution weather forecast model will be tested and improved to foresee wet snow and in-cloud icing events.
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Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
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Dieser Bericht dokumentiert den Stand der Arbeiten im BFE Forschungsprojekt „Optimierung des Betriebes von Freileitungen aus meteorologischer Sicht“.
Die Datenbank der Meteodat GmbH wurde mit den Daten der drei neuen Messstellen an der Berninaleitung, den Erweiterungen an der Lukmanierleitung sowie der beiden Messstellen an der Habsburg-leitung aus dem benachbarten Projekt „Temperaturabhängige Kapazitätsausnutzung für Freileitungsnetze“ (TeKaF) ergänzt. Die Meteotest konnte die Integration der Bildinformationen der Web-Kameras in deren Datenbank abschliessen. Damit steht eine optimale Datenbasis für die geplanten Auswertungen bereit.
Die Bestimmung von monatlichen Leiterseil-Grenztemperaturen steht kurz vor dem Abschluss. Die Modellierungen der Leiterseiltemperatur mit verschiedenen bekannten Modellen sind im Gange. Das Aufsetzen der Modelle für die Vereisungsprognosen ist erfolgt.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Meteodat GmbH
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Steinegger,Urs
Dierer,Silke
Sattinger,Walter
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Deutsch)
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Der Fokus dieses Projekts lag auf der Erforschung der Wetterabhängigkeit der Leiterseiltemperatur sowie der Messung und der Vorhersage von Vereisung an Freileitungen. Es konnten drei neue Messstellen an der Berninaleitung errichtet werden. Diese Stationen liefern wertvolle Informationen zu diesem Leiterseilabschnitt mit zeitweise hoher Strombelastung. Die Datenbank der Meteodat GmbH wurde laufend mit den Daten dieser neuen Messstellen, der Lukmanierleitung sowie der beiden Messstellen an der Habsburgleitung ergänzt.
Modellierungen der Leiterseiltemperatur mit verschiedenen bekannten Modellen wurden ausgeführt und verifiziert. Die Arbeiten führten zu vergleichbaren Resultaten und guten Übereinstimmungen mit den Messungen. Unsicherheiten bestehen bei der Festlegung der Emissivität und der Reflektivität der Leiterseile. Prognosen der Leiterseiltemperatur oder der Ampacity (Ampère Capacity) können mit den bekannten Modellen gerechnet werden. Vorschläge für ein Vorgehen bei den meteorologischen Parametern liegen vor. Die Lufttemperaturprognosen der letzten sieben Jahre wurden verifiziert und Vergleiche mit anderen Prognosemodellen angestellt. Die Prognosen weisen ein stabiles hohes Genauigkeitsniveau auf.
Freileitungen in der Schweiz wurden an den fünf Standorten Lagalb, Chrinde, Grimsel, Mittelplatte und Scheltenpass mit Webcams ausgestattet, um das Wissen über Vereisungshäufigkeit und Eislasten an Freileitungen in verschiedenen Regionen der Schweiz zu erweitern. Bei starken Vereisungsereignissen war die Vereisung der Kameras selber ein Problem, da die installierten Kameras nicht beheizt sind. Im Allgemeinen war die Bildqualität aber gut und die Resultate bezüglich Datenverfügbarkeit sehr positiv. Aus den Kamerabildern wurden Perioden meteorologischer und instrumenteller Vereisung bestimmt. Für die fünf betrachteten Leitungen wurden Vereisungsvorhersagen mit dem numerischen Wettermodell WRF durchgeführt. Die Vorhersagen liefen sehr zuverlässig und haben das Potenzial, einen Beitrag zu einer sicheren und effizienten Betriebsführung der Freileitungen zu liefern. Die meteorologische Vereisung wurde in den Vorhersagen für die Standorte Lagalb, Chrinde, Grimsel und Mittelplatte gut wiedergegeben. Es werden jeweils Trefferquoten von mindestens 80% erreicht. An einigen Standorten traten mit etwa 30% zudem recht geringe Fehlalarmquoten auf.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Meteodat GmbH
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Steinegger,Urs
Cattin,René
Sattinger,Walter
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Englisch)
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Within the SFOE project „Optimisation of power system management from a meteorological point of view“ the focus had been put on the weather dependence of the line temperature as well as on the measurement and forecast of icing on the power lines. Three new measuring stations had been built on the Bernina line. The database of the Meteodat GmbH had been extended with this high resolution data and is updated regularly with all the collected information. This excellent poll of data remains available for further evaluation.
Modelling and verification of in use models had been performed. The results of different models are comparable. The setting of the emissivity and the reflectivity pose unsolved uncertainties. Forecasts of the line temperature or of the ampacity can be delivered. For the settings of the meteorological parameters suggestions are on hand.
Five sites have been equipped with Web cams with the aim to improve the knowledge about ice loadings and the frequency of icing. The quality of the pictures was appropriate with a little more uncertainties during night. Icing of the camera itself turned out to be a problem during strong icing events. With the installation of a heating surface this problem can be reduced. The test installations in general delivered good results for the data availability. Based on the pictures periods with meteorological and instrumental icing had been detected. During three winters knowledge about icing of power lines in Switzerland so far lacking could be gained. For the spots equipped with Web cams forecasts of icing had been performed for two winters. The results of the used numerical weather model (WRF) for some stations had been reliable. For the lowest spot the error rate was quite high. One likely source of misjudgement is the temperature of the line not yet taken into account. With high currents the line temperature rises high above the air temperature and therefore ice accumulation may be prevented. Forecasts of icing can reach high quality and showed the potential to improve safe operational management of power lines.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Meteodat GmbH
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Steinegger,Urs
Cattin,René
Sattinger,Walter
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Schlussbericht
(Französisch)
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Le projet «Optimisation de la gestion de réseau de transport d’électricité du point de vue météorologique« de l’OFEN a mis au point la dépendance de la température des lignes à haute tension des facteurs météorologiques et la mensuration puis la prédiction de la congélation des lignes. Dans le cadre du projet, on a établi trois nouvelles stations situées à la ligne Bernina. La base de données de la Meteodat GmbH a été enrichie avec ces données à haute résolution et elle est actualisée avec toutes les informations acquises. Il est possible d’en tirer profit aussi dans le futur.
Les modèles, qui sont appliqué par les gestionnaires du réseau de transport d’électricité, ont été testés et vérifiés. Les résultats des différents modèles sont comparables. Ils restent des incertitudes concernant les paramètres de l’émissivité et de la réflectivité. Des prévisions de la température de lignes et de l’Ampacity (courant permanent admissible) sont faisables. Concernant les paramètres météorologiques des propositions ont été élaboré.
Cinq sites ont été équipés avec des webcams dans le but est d’améliorer le savoir des charges de givre et des fréquences de la formation des givrages. La qualité des images a été adéquate avec un peu plus d’incertitude pendant la nuit. Pendant les événements de forte formation de givrage les caméras ont été affectées également. En générale les installations d’essai ont délivré des bons résultats de la disponibilité des données. Les périodes de formation de givrages (givrages météorologique) et les périodes avec givrage (givrages instrumental) ont été déterminés à la base des images. Pendant trois hivers, il était possible d’acquérir des informations manquantes jusqu’à présent. Pour les endroits équipés avec des caméras, des prévisions météorologiques de la formation de givrages ont été calculées pour deux hivers. Pour la plupart des stations, les résultats du modèle numérique (WRF) était satisfaisantes. En revanche, pour l’endroit situé le plus bas, le taux d’erreur était assez haut. Une cause probable pour les estimations fausses est que la température des lignes n’était pas encore prise en compte. Les courants causent des températures des lignes beaucoup plus hautes que la température de l’air, par conséquence l’accumulation de givrage est empêchée malgré les conditions météorologiques favorables. Des prévisions de givrages exactes sont possibles. De plus c’est une possibilité de soutenir la gestion opérationnelle des lignes à haute tension pour un fonctionnement sûre.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Meteodat GmbH
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Steinegger,Urs
Cattin,René
Sattinger,Walter
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