PV-DIESEL-GLOBAL - Next Generation Renewable-Diesel-Hybridkraftwerke für die globale Energiewende in netzfernen Regionen; Teilvorhaben "Schutz, Automatisierung und Regelung in hybriden Inselnetzversorgungen"

Abstract

Durch den Einsatz von intelligenten Systemlösungen für Diesel-Hybridkraftwerke mit einem hohen Anteil an erneuerbarer Erzeugung kann ein Großteil des derzeit eingesetzten Dieselkraftstoffes durch umweltfreundliche Energie aus Sonne und Wind ersetzt werden. Mit dem Übergang von einem zentralen Inselnetz, das ursprünglich ein konventionelles Kraftwerk sowie ein an einem Ort gebündeltes PV- bzw. PV-Diesel-Hybridkraftwerk umfasste, hin zu einer dezentralen Einspeisung aus erneuerbaren Energiequellen, die eine Vielzahl von Einzelanlagen umfasst, ist die Entwicklung neuer Konzepte für Netzschutz, Netzregelung und das Einspeisemanagement der Erzeuger erforderlich. Im Projekt wurden vom Fraunhofer IEE verschiedene Anwendungsfälle von Hybridsystemen untersucht und typisiert. Besonderes Augenmerk der Arbeiten lag auf Untersuchungen über den Einfluss ungesteuert arbeitender verteilter Erzeugungsanlagen in Inselsystemen. Eine Stabilitätsanalyse bezüglich der Interaktionen von Stromrichtern im Inselnetz wurde durchgeführt und der notwendige Anteil netzbildender Anlagen bestimmt. Um die gewonnenen Erkenntnisse praktisch zu veranschaulichen, wurde ein Demonstrator zur Betriebsführung von Inselnetzen entwickelt, der auch Stabilitätsuntersuchungen umfasst. Schließlich wurden Studien zur Schutztechnik von Netzinseln durchgeführt, um notwendige Anpassungen an Schutzkonzepten zu identifizieren. Datei-Upload durch TIB By employing intelligent system solutions for diesel hybrid power plants with a high share of renewable generation, a significant portion of the currently used diesel fuel can be replaced with environmentally friendly energy from solar and wind. The transition from a central island grid, which originally included a conventional power plant as well as a locally concentrated PV or PV-diesel hybrid power plant, to a decentralized feed-in from renewable energy sources, which encompasses a variety of individual plants, necessitates the development of new concepts for grid protection, grid control, and feed-in management of the generators. In the project, various application cases of hybrid systems were investigated and categorized. Special attention was given to studies on the impact of uncontrolled distributed generation systems in island systems. A stability analysis regarding the interactions of inverters in the island grid was conducted, and the necessary share of grid-forming plants was determined. To practically illustrate the findings, a demonstrator for the operation management of island grids was developed, which also includes an online stability assessment. Finally, studies on the protection technology of grid islands were carried out to identify necessary adjustments to protection concepts.