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Inselnetz getestet

Wildpoldsried klemmt sich ab

03.05.2016 - Eine Gemeinde getrennt vom Verbundnetz. Für die Einwohner von Wildpoldsried ist das ein weiterer Schritt zum Erfolg ihres Projektes – und damit auch zum Erfolg des Forschungsvorhabens IREN2. Denn der Allgäuer Ort hat das erklärte Ziel, seine komplette Energieversorgung selbst zu übernehmen zu können. Forscher der Hochschule Kempten und der RWTH Aachen, des Netzbetreibers AllgäuNetz sowie der Industriepartner Siemens und ID.KOM stehen jetzt mit dem Einbau einer Umrichterkopplung vor dem Abschluss der ersten Stufe zum Test eines Inselnetzes.

Andreas Armstorfer steht am Eingang zu einem kleinen Raum. Im Hintergrund sind verschiedene Steuerelemente zu sehen.
Andreas Armstorfer von der Hochschule Kempten zeigt den Batteriespeicher, der auch als Netzbildner betrieben werden kann. Bild: Andreas Michels | BINE Informationsdienst

Im bestehenden Stromnetz von Wildpoldsried finden sich zur Energieerzeugung vor allem Windenergie- und Photovoltaikanlagen. Doch auch wenn die erneuerbaren Energien schon jetzt jährlich die 4,5-fache Menge des benötigten Stroms produzieren: Der Ort bezieht zeitlich gesehen an 60 Prozent des Jahres Energie aus dem Verbundnetz. Ein stabiles, eigenständiges Inselnetz muss jedoch jederzeit die benötigte Energie bereitstellen. Darum muss einerseits bei starkem Wind und Sonnenschein der Überschuss gespeichert und bedarfsgerecht zur Verfügung gestellt werden. Auf der anderen Seite müssen die Anlagen auch Systemdienstleistungen erfüllen. 

Um ein Inselnetz zu testen, greifen die Ingenieure auf eine erweiterte Batterie des Vorgängerprojektes IRENE zurück. Der 16 Tonnen schwere Energiespeicher mit den Maßen eines Überseecontainers dient dazu, Lasten auszugleichen und das Netz zu stabilisieren. Er besitzt eine Leistung von 300 kVA und kann in allen vier Quadranten betrieben werden. Durch diese flexible Betriebsweise kann sowohl Blind- als auch Wirkleistung aufgenommen und abgegeben werden. Des Weiteren kann die Batterie als Netzbildner zur Sicherstellung einer stabilen Frequenz und Spannung eingesetzt werden. 

Zur Überprüfung der Regelung des Netzbildners wurde zudem eine ohmsche Last mit 150 kW installiert, die sowohl symmetrische als auch unsymmetrische Belastungen erzeugen kann. Als nächstes installierten die Projektpartner zwei Generatoren, von denen einer mit Pflanzenöl betrieben wird.

Bernhard Rindt zeigt Besuchern die aktive Netzstation, die im Rahmen des Projektes IRENE2 für eine möglichst hohe Integration von dezentral erzeugtem Strom dient.
Berhard Rindt von egrid vor der aktiven Netzstation, in der auch ein regelbarer Ortsnetztrafo für eine möglichst große Integration von erneuerbaren Energien sorgt. Bild: Andreas Michels | BINE Informationsdienst

Neue Umrichterkopplung wird installiert

„Um das Ganze noch weiter auszureizen und zu testen, wird im Frühjahr eine Gleichstromkurzkupplung mit 500 kVA installiert, die direkt in das Inselnetz einspeist“, erklärt Andreas Armstorfer von der Hochschule Kempten. Dabei handelt es sich um eine inverterbasierte Kopplung zwischen dem Verbundnetz und dem zu testenden Inselnetz. Mit dem Konverter bringen die Ingenieure dann bewusst Störgrößen in das Inselnetz ein, um beispielsweise steuerbare Photovoltaikanlagen nachzubilden. Zudem kann die Umrichterkopplung als „virtueller Speicher“ mit nahezu unendlicher Kapazität eingesetzt werden. Die Energie dazu bezieht er aus dem Verbundnetz.

Testabläufe in mehreren Stufen

Um die Stabilität des Microgrids zu testen, bringen die Entwickler gezielt symmetrische und unsymmetrische Lastsprünge in das Netz ein. Dazu nutzen sie die Umrichterkopplung und den ohmschen Verbraucher. Weiterhin ist es wichtig, das Inselnetz wieder mit dem Verbundnetz synchronisieren zu können. Im letzten Schritt soll gezeigt werden, dass das Inselnetz mit den gewählten Komponenten und Regelungen schwarzstartfähig ist – also nach einem Stromausfall selbstständig wieder den Betrieb aufnehmen kann.

Die ersten Versuche fanden bereits in einem isolierten Testgebiet statt. Als nächstes sollen einige Verbraucher einbezogen werden, ehe im letzten Schritt das gesamte Ortsnetz „Wildpoldsried Salzstraße“ für den Test zur Verfügung steht. In diesem letzten Projektschritt werden die Haushalte der Anwohner ebenfalls vom Inselnetz versorgt. Wenn der Plan aufgeht, kann die gesamte Stromversorgung in Wildpoldsried dann autark vom europäischen Verbundnetz erfolgen. Den Einwohnern wird es gefallen – ist das doch ein weiterer Schritt zum Gelingen ihres Projektes.

IREN2

Das Ziel des Projektes IREN2 ist ein Regelungssystem für Microgrids. Das ist notwendig, um den regenerativ erzeugtem Strom unter den Anforderungen an die Netzbetriebsführung zu integrieren.

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