DemAnDS - Demonstration der Interoperabilität zukünftiger AC- und DC-Systemstrukturen

Abstract

Das Projekt DemAnDS untersucht die Herausforderungen durch den zunehmenden Einsatz von Stromrichtern in Stromnetzen, insbesondere beim Rückgang konventioneller Erzeugung. Mit dem steigenden Anteil über Stromrichter angebundener erneuerbarer Energien, verändern sich die Netzstrukturen grundlegend. Dies kann lokal zu stromrichterdominierten Netzgebieten mit geringer Kurzschlussleistung und Schwungmasse führen, was zu Stabilitätsproblemen führen kann. Wichtige dabei zu betrachtende Aspekte sind Frequenzstabilität, Spannungsbildung und die Reduktion der Kurzschlussleistung, sowie die Interoperabilität der Stromrichteranlagen. Das Projekt zielt darauf ab, die technische Realisierbarkeit und Stabilität in Netzgebieten mit hoher Stromrichterdurchdringung zu analysieren. Dazu werden Methoden und Testverfahren weiterentwickelt. Das Projekt verfolgt dabei vier Kernziele: die Entwicklung von Stabilitätsbewertungsmethoden, Weiterentwicklung von Versuchsständen für Schutz- und Regelungskonzepte, der Nachweis der Anwendbarkeit der ENTSO-E-Standardschnittstelle und die Ableitung von Anforderungen an Stromrichterregelungs- und AC-Schutzkonzepte. Der Schwerpunkt liegt hier auf Frequenz- und Zeitbereichsanalysen, wobei EMT-Simulationen als zuverlässige, aber komplexe Methode gelten. Frequenzbereichsanalysen sind nützlich, um erste Stabilitätsbewertungen durchzuführen, bieten jedoch keine eineindeutige durchweg zuverlässige Bewertung. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Weiterentwicklung und Validierung von Hardware-in-the-Loop (HiL)-Versuchsständen, um die in simulationsbasierten Szenarien getesteten Ansätze in realitätsnahen Umgebungen zu überprüfen, dabei wird auch die Anwendbarkeit der ENTSO-E Schnittstelle nachgewiesen. Die Ergebnisse des Projekts DemAnDS liefern wichtige Erkenntnisse zur Sicherung der Netzstabilität, der Bewertung von Schutz- und Regelung und zur Notwendigkeit der Standardisierung bei der Analyse der Stabilität in zukünftigen, stromrichterdominierten Netzen. Datei-Upload durch TIB The DemAnDS project is investigating the challenges posed by the increasing use of power converters in power grids, particularly with the decline of conventional generation. With the increasing share of renewable energies connected via converter systems, grid structures are undergoing fundamental changes. This can lead to converter-dominated grid areas with low short-circuit power and inertia, which can cause stability issues. Important aspects to be considered are frequency stability, voltage formation and the reduction of short-circuit power, as well as the interoperability of converter systems. The project aims to analyse the technical feasibility and stability in grid areas with a high level of converter penetration. To this end, methods and test procedures are being further developed. The project has four core objectives: to develop stability assessment methods, to further develop test stands for protection and control concepts, to demonstrate the applicability of the ENTSO-E standard interface and to derive requirements for power converter control and AC protection concepts. The focus here is on frequency and time domain analyses, with EMT simulations considered a reliable but complex method. Frequency domain analyses are useful for conducting initial stability assessments, but do not provide a clear-cut, consistently reliable assessment. Another important aspect is the further development and validation of hardware-in-the-loop (HiL) test stands to verify the approaches tested in simulation-based scenarios in realistic environments, thereby also demonstrating the applicability of the ENTSO-E interface. The results of the DemAnDS project provide important insights into ensuring grid stability, evaluating protection and control, and the need for standardisation when analysing stability in future converter-dominated grids.