Verbundvorhaben: MARiE - Dynamische Modellierung zur Analyse und Regelung intelligenter Energienetze; Teilvorhaben: Aufbau und Betrieb eines Power-in-the-Loop Teststands zur Entwicklung und Validierung neuer reduzierter Modelle fur netzgebundene Wechselrichter
Zeitraum
2020-05-01 – 2024-03-31
Bewilligte Summe
430.964,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EI4012A
Leistungsplansystematik
Sicherer Systembetrieb [EB1811]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI4)
Förderprogramm
Energie
Die Bundesregierung strebt an, den Anteil erneuerbarer Energien (EE) an der Stromversorgung bis zum Jahr 2030 auf 65% zu steigern. Um dies zu gewährleisten, ohne die Netzstabilität zu gefährden, müssen zahlreiche Herausforderungen bewältigt werden. Insbesondere erfordern die Änderungen in Struktur und Dynamik der Stromnetze neue Formen der systemdienstlichen Regelungen, die vorab modelliert und praktisch validiert werden müssen. Hierfür ist es unabdingbar reduzierte Modelle geregelter Wechselrichter zu entwickeln, die sowohl numerisch und analytisch handhabbar sind, als auch verlässliche Aussagen über das Systemverhalten zulassen. Die Hauptinnovation des Vorhabens ist daher die Entwicklung kanonischer Basis-Modelle geregelter netzgebundener Wechselrichter. Die Modelle werden gemeinsam mit elena international in Julia implementiert und in der Open Source Software 'PowerDynamics.jl'-Bibliothek integriert. Dabei zeichnen sich die Modelle durch drei Besonderheiten aus: es wird eine methodisch-fundierte Modellreduktion durchgeführt; die Modelle werden experimentell validiert; dann werden sie mit neuesten Regelungskonzepten zur Erbringung von Systemdienstleistungen erweitert. Durch die Kombination dieser Innovationen entsteht erstmals eine praxistaugliche Software, die experimentell validierte kanonische Basis- Modelle netzgebundener Wechselrichter zur dynamischen Analyse und Regelung von Netzen mit hohem EE-Anteil effektiv vereint. Es wird eine Spezifikation für den Power-in-the-Loop-Teststand (PIL-TS) erstellt. Dann wird der PIL-TS aufgebaut und in Betrieb genommen. Parallel dazu werden mit geeigneten Modellreduktionsverfahren kanonische Modelle netzgebundener Wechselrichter entwickelt und in Julia implementiert. Diese werden dann in PDB integriert und mit dem PIL-TS experimentell validiert. Im nächsten Schritt werden die Modelle um Regelungskonzepte zur Erbringung von Systemdienstleistungen ergänzt. Diese werden ebenfalls im PIL-TS validiert und in PDB integriert.