englisch
IMOWEN

Windpark-Cluster sicher ins Netz integrieren

Projektstatus
Begonnen
Grafische Darstellung des IMOWEN-Gesamtsystemkonzeptes.
IMOWEN-Gesamtsystemkonzept. Zusammenspiel des WCMS, Prognose und den untergeordneten Windparkregelverfahren.
Quelle: Fraunhofer IWES

Das Projekt IMOWEN befasst sich mit der intelligenten Einbindung einer großen Anzahl von Windparks in das Spannungs- und Blindleistungsregelungskonzept eines 110-kV-Verteilnetzbereichs. Mehrere Windparks mit einem Abstand von jeweils maximal 80 Kilometern werden dabei aus Sicht des Netzbetriebs zu einem Windpark-Cluster zusammengefasst. Das Windpark Cluster Management System (WCMS) des Fraunhofer IWES wird dahingehend weiterentwickelt, dass es komplexe Netzstrukturen – bestehend aus einer Vielzahl an Städten, großen Windparks, weiteren regenerativen Energien, konventionellen Kraftwerken etc. – erfasst, analysiert und dann mithilfe angepasster moderner Optimierungsverfahren geeignete Sollwerte für die Windparks ableiten kann.

Die Projektteilnehmer um Projektleiter David Sebastian Stock erarbeiten ein neuartiges Konzept für eine effektive Spannungs- und Blindleistungsregelung des 110 kV-Verteilnetzes. Es setzt sich dabei einerseits aus der übergeordneten Optimierung des WCMS zusammen. Außerdem wollen die Forscher Methoden entwickeln, mit denen es möglich sein wird, die Windvorhersage in einem Zeithorizont von 15 Minuten bis zu drei Stunden genauer vorauszusagen.
Ein weiterer Punkt im Projekt ist eine unterlagerte Windparkregelung, die zum Beispiel Wechselwirkungen eines Clusters untersucht. Ziel ist es, die Blindleistungseinspeisung der Windparks automatisiert so anzupassen, dass Windenergie dabei helfen kann, die Bilanz des Blindleistungsbedarfs einer ganzen Netzregion stabil zu halten.

Grafische Darstellung einer Herausforderung im derzeitigen Netzbetrieb: Einhalten der Blindleistungsbilanz zwischen den Übergabeknoten des Übertragungs- und 110-kV Verteilnetzes.
Herausforderung im derzeitigen Netzbetrieb: Einhalten der Blindleistungsbilanz zwischen den Übergabeknoten des Übertragungs- und 110-kV Verteilnetzes. Quelle: Fraunhofer IWES

In der bisherigen Praxis arbeiten Windenergieanlagen mit einem fest eingestellten Wirk-Blindleistungsverhältnis, der so genannten cosφ-Regelung. Das bedeutet, dass die Spannung unmittelbar am Windparks eingestellt werden kann. Diese Praxis stößt bei vielen Einspeisungen, wie sie in großen Windparks Windpark-Clustern bestehen, jedoch an seine Grenzen. Würde die cosφ-Regelung hier angesetzt, so würden die Anlagen insgesamt eine zu hohe Blindleistung einspeisen. Diese könnte dann unter Umständen nicht mehr in den vorgeschriebenen Bereichen gehalten werden. Mit der zu entwickelnden Clusterführung von Windparks soll es gelingen, die Grenzen einzuhalten und gleichzeitig innerhalb der vorgegebenen Spannungsgrenzen zu bleiben.

Projektablauf

In den ersten Schritten des Projektes werden die Forscher die zu untersuchende Netzregion in einer Software modellieren. Das entstandene Modell dient anschließend dazu, die neuen Optimierungsverfahren zu entwickeln und testen. Als ersten Meilenstein wollen die Forscher das entwickelte Netzmodell mit dazu entworfenen Optimierungsansätzen verknüpfen. Außerdem untersuchen die Projektpartner Wechselwirkungen zwischen den Spannungs-Regelungssystemen. Dazu wollen sie ein Entwurfsmodell erstellen, an dem sie Wechselwirkungen identifizieren und analysieren können und Maßnahmen für einen schwingungsfreien Clusterbetrieb erarbeiten wollen.

Projektlaufzeit

08/2014 – 08/2017

Kontakt

David Sebastian Stock
Projektleiter
Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES)
Königstor 59
34119 Kassel
+49(0)561-7294-458
+49(0)561-7294-260

Forschungsförderung

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

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