TRANSSTABIL-EE. Transiente Stabilität in zukünftigen Verbundnetzen mit hohem Anteil an erneuerbaren Energien Zwischenergebnis September 2016

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1 TRANSSTABIL-EE Transiente Stabilität in zukünftigen Verbundnetzen mit hohem Anteil an erneuerbaren Energien Zwischenergebnis September 2016 Laufzeit: April 2015 März 2018 Förderkennzeichen A Berlin, 23. September 2016 Daniel Duckwitz Fraunhofer

2 Transstabil-EE Herausforderungen und Projektziele Transstabil-EE # 2 Fraunhofer D. Duckwitz Häufigkeit Netzträgheit nimmt ab: T A, EE < TA, 0 Großstörung mit Teilnetzbildung 100% Stromrichter-Durchdringung Kurzschlussleistung nimmt ab Leitungsausfall, Generatorausfall, Kurzschluss Größere Regionen Netzverhalten wird zunehmend von Stromrichter-Regelungen beeinflusst. Stabiler Netzbetrieb bei bis zu 100% Stromrichter-Durchdringung Regelungsverfahren für PV, Wind und Lasten Stabilität bei transienten Störungen ( 0 30 Sekunden ) Verzicht auf Must-Run Kraftwerke

3 Transstabil-EE Lösungsansätze Transstabil-EE # 3 Fraunhofer D. Duckwitz Netzbildende Regelung für Windparks (Virtuelle Synchronmaschine) Hochdynamische PV Parkregelung mit Speicherintegration Modellprädiktive Regelung für Windparks Netzdienliche Regelung für leistungselektronische Lasten

4 Transstabil-EE Validierung und Demonstration Transstabil-EE # 4 Fraunhofer D. Duckwitz Netzstudien an Testsystemen (Zwei-Zonen-, 9- Bus-System): Vergleich Neue vs. Klassische Regelungsverfahren z.b. Szenario Teilnetzabtrennung Demonstration: Netzbildender Windpark im Mittelspannungsnetz Workshops mit Netzbetreibern, Anlagenherstellern, Wissenschaft Quelle: UCTE Final Report System Disturbance on 4 November 2006

5 Transstabil-EE IWES Virtuelle Synchronmaschine mit Stromgrenze für transiente Netzstützung Transstabil-EE # 5 Fraunhofer D. Duckwitz, C. Glöckler, F. Welck Basis-VSM: Stromrichter werden durch Modell der Synchronmaschine geregelt inhärente netzstützende Reaktion bei Netzfehlern Aber: Überströme bis zu 10-fachem Nennstrom Innovation: VSM mit Stromgrenze Überströme werden bei schweren Netzfehlern sicher begrenzt Inhärente Reaktion bleibt erhalten Keine Überdimensionierung notwendig Labortest Simulation

6 Transstabil-EE SMA Parkregelung für PV-Großanlagen Transstabil-EE # 6 SMA Solar Technology AG A. Knobloch, A. Paetzold, O. Führer Neue Regelungsverfahren Umsetzung hoher dynamischer Anforderungen an die Parkregelung Verfahren zur Bereitstellung von Leistungsreserven Berücksichtigung der Speicher-Einbindung Übernahme von Ergebnissen aus Simulationen zur automatischen Parametrierung Informations- und Datenschnittstellen

7 Transstabil-EE Universität Kassel Transiente Stabilität durch MPR von Windparks Transstabil-EE # 7 Universität Kassel M. Theißen, K. Schaab, O. Stursberg Weshalb Modell-prädiktive Regelung (MPR)? Systemverhalten wird modellbasiert vorausberechnet Optimale Stelleingriffe werden situationsangepasst berechnet Betrachtete Systeme: Windkraftanlagen vom Typ doppelt gespeister Asynchron-Generator (DFIG) Netzmodell: Single-Machine-Infinite-Bus (SMIB) bzw. umfangreichere Netze erheblich bessere Reglerperformanz mit MPR (blau) als mit Standardregler (rot)

8 Transstabil-EE Universität Rostock Regelungsverfahren für Lasten Transstabil-EE # 8 Universität Rostock T. Rump Netzselbstregeleffekt ist wichtig für transiente Stabilität Ziel: netzdienliche Regelung für leistungselektronisch angeschlossene Lasten Forschungsgegenstand: Modellierung von elektrischen Lasten (Pumpenantrieb, Batterieladegerät) Übertragung/Entwicklung von netzdienlichen Regelungsstrategien Untersuchung der Auswirkung auf das Netz und die Last Technisch-wirtschaftliche Bewertung Quelle:

9 Transstabil-EE # 9 Fraunhofer D. Duckwitz Transstabil-EE Transiente Stabilität in zukünftigen Verbundnetzen mit hohem Anteil an erneuerbaren Energien Verbundkoordination Daniel Duckwitz daniel.duckwitz@iwes.fraunhofer.de 0561 / Projekt Transstabil-EE Förderkennzeichen A