Dynamische Trägheitsanalyse und Schätzung in Netzen mit geringer Trägheit

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Antonello Monti; Professor Dr.-Ing. Albert Moser
• Fachliche Zuordnung: Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 508338212

Mit dem Vordringen der Leistungselektronik in das Wechselstromnetz entsteht eine neue Herausforderung sowohl für die Ingenieure der Leistungselektronik als auch der Energiesysteme. Die Trägheit des Netzes nimmt rapide ab und zwingt dazu, die Grundlagen der Dynamik von Energiesystemen neu zu überdenken. Diese Herausforderung bezieht sich auf mehrere Aspekte der Dynamik von Stromversorgungssystemen. DYNASTY konzentriert sich auf diese Tatsache: die traditionelle Trennung zwischen elektromechanischer Dynamik und elektromagnetischer Dynamik verliert an Bedeutung. Folglich müssen die Modellierungsmethoden zur Bestimmung der Frequenzstabilität für große Netze überdacht werden. Dieses Problem wirkt sich sowohl auf die statische als auch auf die dynamische Stabilitätsbewertung aus. Veränderungen in der Netzdynamik sind besonders deutlich bei Netzen, die auf Inseln betrieben werden, und in dieser Hinsicht ist Taiwan ein sehr gutes Beispiel. Taipower, der taiwanesische Übertragungsnetzbetreiber, sieht sich aufgrund des zunehmenden Anteils erneuerbarer Energien mit der Herausforderung konfrontiert, eine stabile Netzfrequenz und -spannung aufrechtzuerhalten. Wir können feststellen, dass die Analyse der Dynamik von Netzen wie dem in Taiwan einen Blick in die Zukunft von derzeit robusteren Netzen wie dem Netz in Deutschland bietet. In der Praxis werden die Probleme bei unterschiedlichen Durchdringungsgraden der erneuerbaren Energien auftreten, je nach der Robustheit des Netzes. Gleichzeitig ist die an der RWTH entwickelte Erfahrung in der Modellierung von Systemen mittels Frequenzverschiebungsanalyse (FSA) ein großer Beitrag für die Forscher in Taiwan, um konkrete Probleme zu lösen, die bereits heute in ihrem Netz auftreten. Diese Veränderungen erfordern neue Werkzeuge und neue Ansätze, die in die Leitwarten der Zukunft integriert werden sollten. Um über den Stand der Technik hinauszugehen, schlägt das Projekt DYNASTY vor, die folgenden originären wissenschaftlichen Beiträge zu leisten (i) automatische Identifizierung von Eigenwerten in der neuen FSA-Domäne für die Stabilitätsbewertung; (ii) neue Formulierung der statischen Stabilitätsbewertung unter Einbeziehung von Einschränkungen im Zusammenhang mit geringer Trägheit; (iii) neue Methoden für die Identifizierung der Trägheit auf Systemebene; (iv) Validierung des Ansatzes anhand von experimentellen Daten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Taiwan
• Partnerorganisation: National Science and Technology Council (NSTC)
• Kooperationspartner: Professor Dr. Chun-Lien Su