Verbundvorhaben: UMZUG - Netzstabilität durch Momentanreserve in stromrichterdominierten Netzen (Umbruch zwischen stromrichter- und generatorbasiertem Energiesystem); Teilvorhaben: Ertüchtigung von Batteriespeichern und PV-Speicher-Kombikraftwerken mittels virtueller Synchronmaschinen
Zeitraum
2021-02-01 – 2024-01-31
Bewilligte Summe
424.562,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EI4020A
Leistungsplansystematik
Systemdienstleistungen [EB1810]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI4)
Förderprogramm
Energie
Um die Ausbauziele für die erneuerbaren Energien nicht zu gefährden, muss ein stabiler Betrieb des deutschen Energieversorgungssystems auch ohne fossile Erzeuger möglich sein. Dies ist seit längerem Thema von Untersuchungen, aber bisher werden intrinsische, hochdynamische Stabilisierungsdienstleistungen fossiler Erzeuger noch nicht von erneuerbaren Erzeugern geliefert. Dies betrifft hauptsächlich die sog. Momentanreserve, die auch durch Stromrichter als 'Virtuelle Synchronmaschinen' (VSM) geliefert werden kann. Dies und damit verbundene Fragestellungen sollen im Rahmen dieses Vorhabens zur Praxistauglichkeit entwickelt werden mit Fokus auf angepassten Anlagenkonzepten, der DC-seitigen Kopplung von Speichertechnologien in PV-Kraftwerken, Schwarzstart und Inselbetrieb mit Batteriespeichern und die Erprobung der erarbeiteten technischen Konzepte in einem Großdemonstrator. Zunächst erfolgt die Modellbildung rund um die virtuelle Synchronmaschine (VSM) auf vier Ebenen: von Stromrichtern, über Erzeugeranlagen, dynamischen Netzvorgängen, bis zur Netzschutztechnik, mit Fokus auf der Anlagenebene. In der anschließenden Gesamtsystemanalyse wird der Bedarf an VSM bestimmt. Ein weiteres Arbeitspaket widmet sich dem Schwarzstart und Inselbetrieb von parallel betriebenen VSMs und der Entwicklung eines geeigneten Anlagenreglers zur Koordinierung der Stromrichter im Kraftwerk. In einem nächsten Schritt wird die DC-seitige Anbindung von Speichern in PV-Kraftwerken mit VSM-Funktionalität erarbeitet. Dies beinhaltet eine tiefgreifende Anforderungsanalyse an den DC-DC-Konverter, Unterstützung bei dessen Entwicklung, sowie die Entwicklung des Energiemanagementsystems. Die erarbeiteten Lösungen werden anschließend in einem Großdemonstrator erprobt und validiert. Dabei wird die VSM und der DC-DC-Konverter in PV-und Speicher-Kraftwerksanwendungen getestet. Abschließend werden Analysen zu zukünftigen Systemdienstleistungsmärkten inkl. regulatorischer Anpassungen durchgeführt.