Verbundvorhaben: UMZUG - Netzstabilität durch Momentanreserve in stromrichterdominierten Netzen (Umbruch zwischen stromrichter- und generatorbasiertem Energiesystem); Teilvorhaben: Netzbildende Stromrichter, DC-DC-Konverter für PV-Speicher-Kraftwerke und Netzschutz
Zeitraum
2021-02-01 – 2024-07-31
Bewilligte Summe
1.366.035,36 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EI4020C
Leistungsplansystematik
Systemdienstleistungen [EB1810]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI4)
Förderprogramm
Energie
Bei dem Ausbau dezentraler, regenerativer Erzeugeranlagen (DEA) sind die Anforderungen der Netzstabilität zu berücksichtigen. Auf der Basis einer umfassenden technischen Analyse der deutschen Netzsituation wird der Umfang geprüft, in dem DEA zum stabilen Netzbetrieb beitragen können. Dazu werden das Konzept der virtuellen Synchronmaschine (VSM) und die Integration von Batteriespeichern in PV-Kraftwerke untersucht. Die TU Dresden (TUD) untersucht hierbei die Modellierung, Auslegung und Regelung der Stromrichter der DEA einschließlich der DC-DC-Wandler zur Integration von Batteriespeichern. Nach Analyse, Modellierung und Simulation erfolgt die experimentelle Überprüfung an Labormustern. Ferner betrachtet die TUD veränderte Fehlerstrombedingungen in Netzen mit einem großen Anteil von DEA. Schutzgeräte und -konzepte werden unter Annahme zukünftiger Randbedingungen bewertet. Wichtige Erkenntnisse werden in einem Leitfaden zusammengefasst. In AP1 werden Anforderungen, Modelle und Simulationen auf den unterschiedlichen Ebenen Stromrichter, Erzeugeranlage, Netzmodell und -schutztechnik unter Berücksichtigung des Konzepts der virtuellen Synchronmaschine (VSM) erarbeitet. Die TUD modelliert Stromrichter und analysiert die Netzschutztechnik. Ergebnisse fließen in die Gesamtsystemanalyse in AP2 ein, in dem die TUD an der Anpassung von Netzschutzkonzepten mitarbeitet. Begleitend zu AP3 wird der Stromrichter-Parallelbetrieb im Inselnetz inklusive experimenteller Untersuchungen, sowie Inselnetzdetektion und Fault-ride-Through(FRT)-Verhalten vertieft. In AP4 wird ein VSM-fähiges PV-Speicher-Kraftwerk entwickelt. Hierzu wird ein geeignetes Konzept für einen DC-DC-Wandler abgeleitet und einen kostenoptimalen Demonstrator zur Speicherintegration umgesetzt. In AP5 wird ein anforderungsgerechter Schutzgeräteprototyp entwickelt und im Rahmen des Combined Test Lab in AP6 aufgebaut, getestet und validiert. Wichtige Erkenntnisse werden zur Erstellung des Leitfadens in AP8 zusammengefasst.