Verbundvorhaben: Inselnetz_optimal - Integration eines möglichst hohen regenerativen Energieanteils in Inselnetzen

Abstract

Power/Energy Management Systeme (EMS) sind von zentraler Bedeutung für zukünftige Inselnetze, die sich durch einen hohen Anteil an volatiler Erzeugung, Energiespeichersysteme und der Steuerung der Nachfrage auszeichnen. Energiespeicher mit netzbildenden Umrichtern sind notwendig, um solche Inselnetze stabil zu betreiben. Im Projekt wurde zum einen durch Analysen, Simulationen und Labortests gezeigt, dass eine isochrone Regelung von mehreren netzbildenden Umrichtern möglich ist. Durch die isochrone Regelung lassen sich Stabilitätsprobleme im Zusammenhang mit Statikregelungen vermeiden. Außerdem wurden die Methoden zur Analyse der Stabilitätsprobleme im Zusammenhang mit netzbildenden Umrichtern weiterentwickelt. Zum anderen konnten anhand des realen Inselnetzes auf Suðuroy, Färöer-Inseln, die wirtschaftlichen Vorteile eines Ansatzes für ein EMS basierend auf modellprädiktiver Regelung gegenüber einem manuellen Netzbetrieb eingehend gezeigt werden. In quasistationären Simulationen wurde bestätigt, dass der stabile und sichere Netzbetrieb weder im Normalbetrieb noch bei Störungen, wie beispielsweise dem Ausfall einer Erzeugungseinheit, gefährdet ist. Zudem wurde eine langfristige und damit wirtschaftliche Auswertung der isochronen Regelung im Vergleich zur Statikregelung für den Betrieb mittels des parallel entwickelten EMS durchgeführt. Durch das Projekt ergaben sich neue Erkenntnisse zur Verbesserung der Betriebsführung von Inselnetzen sowie zur Stabilität und der Reglerdynamik für die isochrone und die statikbasierte Regelung netzbildender Umrichter. Da die Ergebnisse des Projektes anhand eines realen Systems ermittelt wurden, ist anzunehmen, dass diese auf weitere Anwendungen übertragen werden können. Neben elektrischen Inselnetzen sind hier Microgrids zu benennen.