Zuverlässige Detektion von elektrischen Inselnetzen. Grundlage für einen zellulären Netzbetrieb.

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Peter Schegner
• Fachliche Zuordnung: Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 266767012

Durch die intensive Förderung von Erzeugungsanlagen, die regenerative Energien nutzen, werden viele mit fossilen Energieträgern betriebene Großkraftwerke zunehmend unrentabler und werden stillgelegt. Neben der Wirkleistungserzeugung müssen dadurch viele grundlegende Systemdienstleistungen wie Blindleistungsbereitstellung, Regelreserven und Aufrechterhaltung der Spannungsqualität in steigenden Maße auch von kleineren, verteilten Erzeugungsanlagen übernommen werden. Durch diesen Umbau des elektrischen Versorgungsnetzes ist mit zunehmender Häufigkeit das Auftreten von ungewollten Inselnetzen, welche zu einer unkontrollierten und damit potentiell gefährlichen Weiterversorgung führen können, verbunden. Ein ungewolltes Inselnetz ist dabei ein Teilnetz, das nach einer betrieblich herbeigeführten Trennung vom vorgelagerten Netz nicht den spannungslosen Zustand annimmt, obwohl dieser das Ziel der Trennung war.Die bisherigen Untersuchungen zeigen, dass auf dem Gebiet der ungewollten Inselnetze noch viel Forschungsbedarf besteht und weiterhin grundlegende Untersuchungen zu den Übergangsvorgängen sowohl vom Verbund zum Inselnetz als auch umgekehrt und den Wechselwirkungen zwischen verschiedenen dezentralen Erzeugungsanlagen durchgeführt werden müssen. Insbesondere die bislang als worst-case angenommene RLC-Parallelschaltung hat sich im Vergleich zur realen Netzlast als unkritisch erwiesen. Die bislang getroffene Annahme, dass eine Untersuchung des Verhaltens der DEA mit RLC-Lasten ausreichend ist, konnte damit widerlegt werden. Nachdem dieses Verhalten für NS-Ortsnetze im bisherigen Projektverlauf bereits erfolgreich ermittelt und analysiert werden konnte, ist es von großer Bedeutung die Untersuchung auf MS-Verteilnetze und Messungen mit realen 3-phasigen Wechselrichtern auszuweiten. Das Auftreten von ungewollten Inselnetze in verschiedenen realen Verteilnetzen in den vergangenen Jahren belegt, wie aktuell die Problematik ist. Gleichzeitig fehlt es weiterhin an grundlegenden Kenntnissen und Erfahrungen im Umgang mit diesem Phänomen.Der durch den fortschreitenden Zubau von DEA verfolgte Ansatz der verteilten Erzeugung birgt das Potential zur sicheren Versorgung von Teilnetzen auch bei Ausfall des überlagerten Verbundnetzes. Dafür müssen jedoch bereits im Zuge dieses stetigen Systemumbaus frühzeitig Konzepte zum gewollten Inselnetzbetrieb und damit dem zellularen Netzbetrieb integriert werden. Im Rahmen dieses Projektes soll daher untersucht werden, auf welche Weise elektrische Speicher und Konzepte zur gezielten Lastbeeinflussung in ein gewolltes Inselnetz integriert werden können. Durch dieses erweiterte Inselnetzkonzept soll auch im Falle von möglichen Großausfällen eine kontrollierte Weiterversorgung großer Netzteile gewährleistet werden. Eine intelligente Regelung der einzelnen Teilnetze soll entworfen werden, um eine sichere Resynchronisation zu ermöglichen und den ungestörten Verbundnetzbetrieb ohne Ausfallzeiten wiederherzustellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen