Netzanalyse auf Mittelspannungsniveau

Die verstärkte Nutzung der regenerativen Energie wird mit einem forcierten Ausbau der Netze und der Integration von Speichertechnologien einhergehen müssen. Die nahezu rückwirkungsfreie Energieeinspeisung aus Großkraftwerken wird in Zukunft verstärkt durch eine mehr oder minder rückwirkungsbehaftete Energieeinspeisung aus dezentralen Erzeugungsanlagen ersetzt. Um zukünftig einen stabilen Betrieb der elektrischen Versorgungsnetze aufrecht halten zu können, sind die Rückwirkungen der dezentralen regenerativen Energieerzeuger zu begrenzen. Zusätzlich werden sich die dezentralen Erzeugungsanlagen an der Erbringung von Systemdienstleistungen, Maßnahmen zur Verbesserung der Netzqualität, beteiligen müssen. Beides ist abhängig von den Netzeigenschaften.

Im BMWi-Verbundprojekt "Analyse der elektrischen Eigenschaften von Mittelspannungsnetzen in Hinsicht auf eine Optimierung bei hoher Einspeisung aus Windenergieanlagen" wird für Mittelspannungsnetze ein mobiles Mess- und Analysesystem entwickelt, erstellt, in Betrieb genommen und betrieben. Mit diesem System sollen die wesentlichen elektrischen, bisher nicht genau bekannten Eigenschaften von Mittelspannungsnetzen in Hinsicht auf den Anschluss von dezentralen regenerativen Energieerzeugern netzschonend messtechnisch erfasst und analysiert werden. Die industriellen Partner und Hochschulpartner bringen ihr Knowhow bei der Erstellung des Mess- und Testkonzeptes mit ein. Da sowohl Netzbetreiber, Windenergieanlagen-Hersteller, Zertifizierungsfirmen und Parkbetreiber maßgeblich an dem Vorhaben beteiligt sind, wird ein guter Praxisbezug gewährleistet.

Im Teilvorhaben der FuE-Zentrum FH Kiel GmbH wird der Nachweis für eine messtechnische Bestimmung der wesentlichen Netzeigenschaften auf Mittelspannungsniveau mit einer mobilen Mess- und Analyseeinrichtung erbracht. Ferner werden Beiträge zur Richtlinienarbeit und zur Normung für regenerative dezentrale Erzeugungsanlagen erarbeitet. Die Messungen erfolgen für Betrag und Phase der jeweiligen Größen. Sie werden im Frequenzbereich von 100 Hz bis etwa 10 kHz ausreichend genau und insbesondere netzverträglich durchgeführt. In Feldtests wird damit die Machbarkeit der messtechnischen Erfassung der wesentlichen Netzeigenschaften erbracht. Ferner werden erste Versuche zur aktiven Netzfilterung durchgeführt, um prototypisch zu ermitteln, wie eine aktive Filterung der Oberschwingungen im Netz mittels der Umrichter von Windenergieanlagen möglich wäre.

Projektleiter ist Dr.-Ing. Hans-Jürgen Hinrichs, Professor am Fachbereich Informatik und Elektrotechnik der Fachhochschule Kiel. Das Bundesministrerium für Wirtschaft und Energie fördert das Teilvorhaben mit einer Zuwendung aus dem Bundeshaushalt bis Ende Juni 2018.