从能源转型路径到测量需求：低电压电网的情景研究
系统与控制
2026-04-01 v1 系统与控制
摘要
电动汽车、热泵以及屋顶光伏的渗透率不断提高，正在对低电压配电网施加热力和电压应力。本研究将三条德国能源转型路径 (2025-2045 年) 与状态估计性能需求关联，并在两个 SimBench 参考网络上评估，考虑三种设备质量水平 (良好、中等、差) 和三种 VDE Forum Netztechnik/Netzbetrieb (VDE FNN) 测量构型，这些构型在变压器和母线级仪器设备 availability 上有所不同。拥堵仅由变压器过载和电压带违例引起，单个输电线不会超过热设计值。设备质量是主要影响因素：在良好设备下，拥堵在 2045 年几乎不存在 (1/26 情景)，在中等设备下从 2035 年开始出现 (10/26)，在差设备下从 2025 年开始出现 (25/26)，达到 208% 的峰值变压器负荷。若无变压器仪器设备，电压估计误差始终保持在 6-35%， regardless of 智能表的渗透率。增加一个变压器测量可将误差降低 3 倍至 24 倍，达到中位数以下 1.1% 的误差水平。每母线测量实现了相当 comparable 的准确度，并在差设备下的农村网络中优于仅变压器配置 (0.8% vs. 1.1%)。在城市网络上，差设备和中等设备下的变压器和母线级仪器设备可满足 VDE FNN 电压准确度目标，无需客户侧传感器。这些发现表明，优先部署变压器仪器设备是实现电网可观测性的有效第一步，同时将当前以消费为导向的计量部署 supplemented with 基于风险的部署准则，以当地拥堵暴露为依据。
引用
@article{arxiv.2603.28945,
title = {From Energy Transition Pathways to Measurement Requirements: A Scenario-Based Study of Low-Voltage Grids},
author = {Nane Zimmermann and Lukas P. Wagner and Luca von Rönn and Florian Strobel and Paul Hüttmann and Felix Gehlhoff},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.28945},
year = {2026}
}