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Fraunhofer IFF

Forscher wollen regionale Verteilnetze mit regenerativen Energien stabilisieren

| Redakteur: Sariana Kunze

Je mehr Energie aus volatilen Quellen wie Sonne oder Wind gewinnen, desto komplexer kann das Management der elektrischen Verteilnetze werden. Ein Konsortium aus Forschungseinrichtungen und Energieunternehmen will neue Methoden entwickeln, mit denen die Zuverlässigkeit der Netze ausgerechnet mit diesen Öko-Stromquellen erhöht werden kann.

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Der überwiegende Teil der dezentral und regenerativ erzeugten Energie wird innerhalb des Verteilungsnetzes ab 110 kV abwärts erzeugt. Auswirkungen möglicher Schwankungen bei der Energieerzeugung zeigen sich deshalb vor allem in den regionalen Verteilnetzen.
Der überwiegende Teil der dezentral und regenerativ erzeugten Energie wird innerhalb des Verteilungsnetzes ab 110 kV abwärts erzeugt. Auswirkungen möglicher Schwankungen bei der Energieerzeugung zeigen sich deshalb vor allem in den regionalen Verteilnetzen.
(Dirk Mahler)

Die Betreiber regionaler Energienetze stehen vor einer Herausforderung. Mehr und mehr prägen heute viele dezentral und volatil einspeisende Energiequellen wie Windenergie- und Photovoltaikanlagen die Energieversorgung. Und das überwiegend im regionalen Kontext. Was dabei für die Umwelt gut ist, kann sich in bestimmten Situationen jedoch äußerst negativ auf die Stabilität der Verteilnetze auswirken. Denn diese regenerativen Energiequellen sind heute noch nur sehr begrenzt steuerbar und sie lassen sich zudem seitens der Netzbetreiber nur schwer prognostizieren.

Elektrische Verteilnetz stabilisieren

Aus diesem Anlass wurde im Dezember 2013 das Forschungsprojekt "Secver" ins Leben gerufen. "Secver" steht für "Sicherheit und Zuverlässigkeit von Verteilungsnetzen auf dem Weg zu einem Energieversorgungssystem von morgen". Unter der Koordination des Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF arbeiten in ihm Forschungseinrichtungen, Energieversorger, Anlagenbetreiber und Technologieunternehmen zusammen. Gemeinsam wollen sie neue Lösungen entwickeln und erproben, mit denen das elektrische Verteilnetz trotz der schwankenden Einspeisung dezentraler Öko-Stromerzeuger kontinuierlich und sicher in einem stabilen Zustand gehalten werden kann.

Dafür werden in dem Konsortium neue Optimierungsansätze in Form von Algorithmen und Systemen zur Netzüberwachung und -steuerung entwickelt. Mit ihrer Hilfe sollen schließlich neue Methoden entstehen, mit denen sich die Verteilnetze sicher überwachen und kurz- bis mittelfristige Systeminstabilitäten prognostizieren lassen.

Netzbetreiber in Echtzeit analysieren

Gesamtprojektleiter Dr. Przemyslaw Komarnicki vom Fraunhofer IFF: "Im Ergebnis werden die Netzbetreiber in Echtzeit analysieren und bewerten können, ob das Netz in einem stabilen Zustand ist. Sollte das nicht der Fall sein, wird signalisiert, wo konkret Handlungsbedarf besteht und wie sich der Systemzustand wieder verbessern lässt. Dazu sollen die Wind- und Solarkraftwerke selbst beitragen, indem sie die abgegebene Leistung optimieren und zusätzlich dafür sorgen, dass die Netzspannung im erlaubten Bereich bleibt."

Durch den Einsatz moderner Mess- und Fernwirktechnik wird es nach Abschluss der Arbeiten somit möglich sein, die notwendigen Messwerte und Steuersignale quasi in Echtzeit zu übertragen und schnell auf Systeminstabilitäten zu reagieren. Die praktische Erprobung der in "Secver" entwickelten Lösungen wird im Harz in Sachsen-Anhalt stattfinden. Das Vorhaben baut dabei auf den Ergebnissen des Vorgängerprojektes "RegModHarz"auf. In diesem Projekt hatten die Forscher bereits erfolgreich nachgewiesen, dass sich viele kleine dezentrale regenerative Energieerzeuger zu einem großen, virtuellen und zuverlässig arbeitenden Gesamtkraftwerk zusammenschalten lassen.

Das Projekt "Secver" hat eine Laufzeit von knapp zweieinhalb Jahren und wird koordiniert durch das Fraunhofer IFF. Weiterhin sind als Partner im Projekt die Otto-von-Guericke Universität Magdeburg und Fraunhofer IWES beteiligt, sowie der Verteilnetzbetreiber Avacib, der Windparkbetreiber RegenerativKraftwerke Harz und die Siemens AG. Das Projekt wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit gefördert.

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