Verbundvorhaben: MARiE – Dynamische Modellierung zur Analyse und Regelung intelligenter Energienetze; Teilvorhaben: Entwicklung und Implementierung kanonischer Basismodelle netzgebundener Wechselrichter
Zeitraum
2020-05-01 – 2024-03-31
Bewilligte Summe
88.783,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EI4012B
Leistungsplansystematik
Sicherer Systembetrieb [EB1811]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI4)
Förderprogramm
Energie
Die Bundesregierung hat sich im Koalitionsvertrag das Ziel gesetzt, den Anteil erneuerbarer Energien (EE) an der Stromversorgung bis zum Jahr 2030 auf 65% zu steigern. Um dies zu gewährleisten, ohne die Netzstabilität und damit die Versorgungssicherheit zu gefährden, müssen zahlreiche Herausforderungen bewältigt werden. Hierbei sind zwei wichtige Aspekte, dass ein Großteil der EE sowie auch Energiespeicher über Wechselrichter an das Netz gekoppelt ist und dass die meisten EE an die Mittel- und Niederspannungsebene angeschlossen sind. Diese Änderungen in Struktur und Dynamik der Stromnetze erfordern neue Formen der systemdienstlichen Regelungen, die vorab modelliert und praktisch validiert werden müssen, um auch zukünftig einen zuverlässigen und effizienten Netzbetrieb sicherzustellen. Hierfür ist es unabdingbar reduzierte Modelle geregelter Wechselrichter zu entwickeln, die sowohl numerisch und analytisch handhabbar sind, als auch verlässliche Aussagen über das tatsächliche Systemverhalten zulassen. Die Hauptinnovation des Vorhabens ist daher die Entwicklung einer Open-Source Software in der Programmiersprache Julia, die experimentell validierte kanonische Basis-Modelle geregelter netzgebundener Wechselrichter sowie neueste, netzstützende Regelungskonzepte aus der Forschung integriert. Dies mündet in eine Neurelease der von uns entwickelten 'PowerDynamics.jl'-Bibliothek als 'PowerDynamics.jl 2.0' (PDB2). Das Open-Source-Prinzip garantiert dabei eine nachhaltige Verwertung sowie einen auch zukünftig raschen Forschungstransfer. Mit Hilfe geeigneter Modellreduktionsverfahren werden gemeinsam mit dem FG RuN kanonische Modelle netzgebundener Wechselrichter entwickelt, in Julia implementiert und in PDB integriert. Im nächsten Schritt werden die Modelle um geeignete Regelungskonzepte zur Erbringung von Systemdienstleistungen durch EE ergänzt und ebenfalls in PDB integriert.