Fuchstal leuchtet

Verbundprojekt Inselnetzbetrieb in einem stromrichterdominierten Mittelspannungsnetz. Teilprojekt: Untersuchung und Modellierung der Randbedingungen zum kontinuierlichen Betrieb eines stromrichterbasierten Inselnetzes auf Basis von erneuerbaren Energien mit Sektorkopplung.

Inselnetzbetrieb in einem stromrichterdominierten Mittelspannungsnetz.

Forschungsgebiet:

Laufzeit:
01.08.2023 - 31.07.2027
Projektstatus:
laufend
Einrichtungen:
Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Institut für nachhaltige Energiesysteme (ISES)
Projektleitung:
Prof. Dr. Georg Kerber
Förderprogramm:
7. Energieforschungsprogramm
Drittmittelart:
Bund
Projektart:
Forschung
Im Vordergrund die Wärme- und Batteriespeicher, hinten mittig die vier Windkraftanlagen der Gemeinde
(Gemeinde Fuchstal)

Die Energiewende hat grundlegende Veränderung der Energieversorgung zur Folge. Die Stromerzeugung basiert zunehmend auf Millionen kleinen, stromrichterbasierten Erzeugern. Entsprechend fallen wesentliche Systemdienstleistungen der Großkraftwerke mit Synchrongeneratoren weg.

Im Reallabor Fuchstal wird mittels Praxisversuchen die Frage geklärt, wie in der Praxis ein stabiler Netzbetrieb in einem Netz ohne zentrale Regelungsstruktur, das ausschließlich von Stromrichtern gespeist und belastet wird, möglich ist.

Im Teilprojekt „Untersuchung und Modellierung der Randbedingungen zum kontinuierlichen Betrieb eines stromrichterbasierten Inselnetzes auf Basis von erneuerbaren Energien mit Sektorkopplung“ wird davon ausgegangen, dass das Notversorgungsinselnetz grundsätzlich stabil und sicher betrieben werden kann.

Hier wird der Fokus auf die Betriebsführung im Mittel-bis langfristigen Zeitbereich und dem für den stabilen Inselnetzbetrieb notwendigen Energiemanagement gelegt. Auch die Bedienbarkeit, Schnittstelle zum Bedienpersonal zur Störungssuche bzw. Institut für Nachhaltige Energiesysteme ISES Entscheidungsunterstützung (z.B. Abschaltreihenfolge) ist hier relevant, da für diesen Betriebsfall deutlich andere Anforderungen als im Normalbetrieb gelten.

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Ein weiter Aspekt sind die Erfassung und Modellierung der Oberschwingungsstörpegel, welche im Fall einer reinen stromrichterbasierten Technologie nicht mehr mit den Standard-Methoden beschrieben werden können. Wesentliche andere Aufgaben bestehen in der Planung der Feldversuche sowie der gesamt Projektkoordination.


Das Forschungsprojekt besteht den folgenden Teilbereichen:

  • Entwicklung von Regelungsstrategien für netzbildende Stromrichter mit integrierten Batteriespeichern - Untersuchungen zu unerwünschten Wechselwirkungen und der Analyse des Zusammenspiels von
    Stromrichterregelungen
  • Betrachtung der Systemstabilität in Reaktion auf Laständerungen
  • Untersuchung der Schutztechniken und selektive Abschaltmechanismen und Evaluierung von Anpassungen zur Erfüllung der Anforderungen im Inselnetzbetrieb
  • Kritische Überprüfung der bestehenden Netzparallelbetriebsparameter im Hinblick auf zukünftige Netzstabilität und Überprüfung notwendiger Anpassungen oder Überarbeitungen gemäß technisch geltender Anschlussregeln Konzipierung und Evaluierung
    eines Regelungskonzepts für stromrichterbasierte Verbundnetze auf Basis des untersuchten stromrichterbasierten Mittelspannungsnetzen

Folgende Forschungsfrage soll beantwortet werden:

  • Wie ist in der Praxis ein stabiler Netzbetrieb in einem Netz ohne zentrale Regelungsstruktur möglich, das ausschließlich von Stromrichtern gespeist und belastet wird?

Projektförderung

Projektträger

Logo Projektträger Jülich PtJ

Projektpartner

Gemeinde Fuchstal

Technische Hochschule Augsburg (THA)

Technische Universität Braunschweig

Assoziierte Partner

LEW Verteilnetz GmbH

Adressierte Nachhaltigkeitsziele (SDGs)

Icon Sustainable Development Goals SDG Nachhaltigkeitsziel Saubere Energie