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Projekt
STABEEL: Stabilität dezentraler Erzeuger im Elektroenergiever-sorgungsnetz bei der Erbringung von Systemdienstleistungen
Fachliche Zuordnung
Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe
Förderung
Förderung seit 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 442893506
Die Transformation des Elektroenergiesystems im Rahmen der Energiewende erfordert in Hinblick auf die Vielzahl an regelungstechnisch zu erschließenden dezentralen Erzeugungsanlagen (DEAs) anpassungsfähige Betriebsführungskonzepte zur Wahrung der Spannungshaltung. Derzeit greift man z. B. durch Vorgabe zentral optimierter Arbeitspunkte aktiv in den Blindleistungshaushalt von Netzen ein. DEAs unterliegen durch die Quelle der Primärenergie einer technischen Fluktuation und sind zunehmend auch einer ökonomischen Fluktuation ausgesetzt. Sie werden verstärkt in der Direktvermarktung vertrieben, sodass es in Folge der forcierten Fahrplantreue am Übergang zwischen den 15-min-Vermarktungsintervallen zu hohen Leistungsgradienten kommen kann. Die Anlagenregelung sollte demnach Frequenz- und Spannungssprünge, bedingt durch zeitsynchrones Anlagenverhalten, sicher beherrschen können, um unerlaubtes Überschwingen oder Instabilität auszuschließen. Problematisch ist jedoch, dass jede DEA für sich allein regelt und nur die Kenngrößen am eigenen Messpunkt verar-beitet. Die Auswirkung der Gesamtheit aller Stelleingriffe auf das Netz wird seitens der einzelnen DEAs nicht berücksichtigt. Dieser dezentrale Regelungsansatz führt zu theoretisch interessanten und anspruchsvollen regelungstechnischen Fragestellungen.Gegenstand des Projektes ist die Erarbeitung anwendungsbezogener Entwurfsrichtlinien zur Bewertung der Stabilität von dezentralen Anlagenregelungen in Elektroenergieversorgungsnetzen. Wichtig ist dabei zum einen die regelungstheoretisch exakte Formulierung und damit Sicherstellung der Stabilität – auch im Falle von Teilsystemausfällen –, und zum anderen die praktische Anwendbarkeit der Kriterien in Form einfach handhabbarer Richtlinien. Dabei beziehen sich die Untersuchungen auf die Regelung der Blindleistung zur Einhaltung gewünschter Spannungsverteilungen.In diesem Sinne sollen auch Fragen zur Robustheit der Stabilitätsaussagen gegen Parameterunbestimmtheiten und netztypischen Störgrößen behandelt werden. Dazu sollen Methoden entwickelt werden, die es dem Netzbetreiber u. a. erlauben, mit geringem messtechnischen Aufwand eine Bewertung der aktuellen Stabilitätsreserve unter voller Berücksichtigung des Parameterraums in einem Netzgebiet durchzuführen. Des Weiteren sollen Verfahren zur Detektion und Isolation von fehlerhaften Anlagenregelungen oder veränderten Reglerstrukturen entwickelt und erprobt werden. Mit diesen vielschichtigen Ansätzen wird versucht, sich der Problemstellung theoretisch anspruchsvoll (Residuengenerator oder Mustererkennung) als auch mit einer praktischen Fallback-Lösung (Sensorbasis) zu nähern. Die Erkenntnisse können als Grundlage für künftige Forschungsvorhaben im Bereich der automatisierten Netzbetriebsführung dienen.Die im Rahmen des Projektes gewonnenen Erkenntnisse werden an einem bei den Antragstellern physikalisch vorhandenen leistungsfähigen dynamischen Netzwerkmodell praktisch erprobt.
DFG-Verfahren
Sachbeihilfen
