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IREN2

Regenerative Energiesysteme ins Stromnetz integrieren

Projektstatus
Erste Ergebnisse
Das Untersuchungsgebiet ist durch einen hohen Anteil erneuerbarer Erzeugung gekennzeichnet, vor allem PV, aber auch Windeinspeisung. © HKE
Das Untersuchungsgebiet ist durch einen hohen Anteil erneuerbarer Erzeugung gekennzeichnet, vor allem PV, aber auch Windeinspeisung. © HKE

Das Ziel des Forschungsprojektes IREN2 ist es, ein neues Regelungssystem für Microgrids zu entwickeln. Das ist notwendig, um die stetig wachsende Menge von regenerativ erzeugtem Strom unter den Anforderungen an die Netzbetriebsführung zu integrieren. Ein Schwerpunkt im Projekt neben der Entwicklung der Regelung ist die Einsatzplanung Microgrids. Mit Simulationen untersuchen die Forscher Grenzen für Systemdienstleistungen, die ein topologisches Kraftwerk in die Netzbetriebsführung einbringen kann.

Kennzeichnend für Microgrids ist die Möglichkeit, zeitweise als elektrische Insel zu agieren. Das ist zum Beispiel dann vorteilhaft, wenn das überlagerte Netz einen Fehlerfall aufweist. Microgrids können in diesem Fall eigenständig betrieben werden und ihr Gebiet weiterhin mit elektrischer Energie versorgen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens untersuchen die Ingenieure zudem die Möglichkeit, einen Netzaufbau „von unten“ zu realisieren. Konkret bedeutet das, dass Microgrids selbstständig angefahren werden können, bevor sie an das Verbundnetz angeschlossen werden.

Nach einer Simulation des stationären und dynamischen Betriebsverhaltens wollen die Entwickler um Projektleiter Dr. Michael Metzger die Verifizierung der theoretischen Ergebnisse in einem realen Netz vornehmen.

Projekt erfolgreich gestartet

Bereits zum Projektstart haben die Verantwortlichen eine Auftaktveranstaltung durchgeführt und die Bürger aus Wildpoldsried über ihr Vorhaben informiert. So konnten sie die Anwohner zur Mitarbeit ermutigen. Außerdem haben bereits im Jahr 2014 die Arbeiten an einem Microgrid in Wildpoldsried begonnen. Die Projektpartner haben in ihren ersten Schritten sowohl Hardwareseitig als auch Softwareseitig die notwendigen Materialien und Programme beschafft. Anschließend haben sie eine erste Modellierung und Simulation der einzelnen Komponenten begonnen.
Grundsätzlich sind topologische Kraftwerke in Größenordnungen konventioneller Kraftwerke denkbar, in der Machbarkeitsstudie des Projekts IREN2 behandeln die Ingenieure allerdings zunächst ein Umspannwerk auf der 110 kV-Ebene.

Erneuerbare Energien in topologischen Kraftwerken

Topologische Kraftwerke werden für die Netzbetriebsführung die Möglichkeit schaffen, die Systemstabilität mit weniger konventionellen Kraftwerken am Netz sicher zu stellen. Damit sie dieses leisten können, müssen einige Herausforderungen bewältigt werden:

  • Wie lassen sich viele dezentrale Erzeuger so koordinieren und ihre Einspeisung vorhersagen, dass sie einen signifikanten Beitrag zur Frequenz- und Spannungsregelung im Übertragungsnetz leisten können?

  • Wie lassen sich eventuell entstehende Engpässe im Verteilungsnetz vorhersagen und entsprechend berücksichtigen?

  • Wie lässt sich die von den dezentralen Erzeugern bereitstellbare Kurzschlussleistung überwachen und kommunizieren?

Inwieweit die beschriebenen Systemdienstleistungen von topologischen Kraftwerken erbracht werden können und welche Schwierigkeiten hierbei auftreten können, ist Gegenstand des Forschungsprojekts.

Die Meilensteine des Projekts im Überblick

  • Installation der Umrichter und IKT

  • Simulation des Gesamtsystems

  • Betrieb des Inselnetzes

  • Demonstrator topologisches Kraftwerk

  • Test und Bewertung

Ein Vorteil des Projektes ist die Möglichkeit, die im Untersuchungsgebiet installierten elektrischen Komponenten und Regelungstechnik nach der Projektlaufzeit für weitere Untersuchungen verwenden zu können. Neben den Industriepartnern Siemens AG, Allgäuer Überlandwerk GmbH, AllgäuNetz GmbH & Co. KG und IDKOM Networks GmbH begleiten die RWTH Aachen und die Hochschule Kempten das Projekt wissenschaftlich. Sie sind unter anderem für die mathematische Modellbildung, Simulation und Optimierung der Regelung des Microgrids zuständig. Weiterhin befassen sich die Hochschulpartner mit der Funktionsweise und dem Einsatz  eines Topologischen Kraftwerks sowie dem Aufbau, der Inbetriebnahme und den Tests des realen Microgrids.
Zusätzlich zu den Projektpartnern ist der zuständige Übertragungsnetzbetreiber Amprion in das Forschungsvorhaben eingebunden.

Projektlaufzeit

07/2014 – 04/2018

Kontakt

Dr. Michael Metzger
Projektkoordinator
Siemens AG, Corporate Technology, CT REE ENS
Otto-Hahn-Ring 6
81739 München
+49 (0)1520-1577-792

Links

IREN2
Weiterführende Informationen gibt es auch auf der Homepage des Projekts

IRENE
Website des Vorgängers des laufenden Projekts

Intelligente Netze
auf der Homepage der Siemens AG

IEES
Institut für elektrische Energiesysteme der Hochschule Kempten

Energiedaten
Aktuelle Energiedaten aus dem Untersuchungsgebiet von IREN2

Forschungsförderung

Das Informationssystem EnArgus bietet Angaben zur Forschungsförderung, so auch zu diesem Projekt.

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