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Netzzustandsberechnung im Verteilnetz - Integration in ein Leitsystem

Das Projekt "Netzzustandsberechnung im Verteilnetz - Integration in ein Leitsystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von PSI AG für Produkte und Systeme der Informationstechnologie, Geschäftsbereich Elektrische Energie durchgeführt. Dieses Forschungsvorhaben ist Teil des thematischen Verbundes Smart Area Aachen. In diesem Forschungsvorhaben wird vom IAEW ein Verfahren zur State Estimation für den Einsatz in der Verteilungsnetzebene neu entwickelt sowie im Netzgebiet der STAWAG implementiert und erprobt. Die bekannten Verfahren zur State Estimation von Hoch- und Höchstspannungsnetzen können dabei als Orientierung verwendet werden. Eine direkte Anwendung ist aufgrund grundsätzlich verschiedener Anforderungen sowie der wesentlich höheren Anzahl an Betriebsmitteln auf Verteilungsnetzebene nicht möglich. So stellt die State Estimation hohe Anforderungen an die Messwertausrüstung, die für die Verteilungsnetze in der Regel nicht erfüllt sind. Um trotzdem einen konsistenten und vollständigen Netzzustand ermitteln zu können, sind daher Modelle und Verfahren zu entwickeln, mit denen nicht verfügbare Messwerte abgeschätzt werden können sowie Position und Art zusätzlicher Messtechnik im Netz optimal ermittelt werden. Um die Funktionalität, die Leistungsfähigkeit und die Nutzbarkeit des Verfahrens für die Betriebsführung zu demonstrieren, wird als Feldtest ein Testsystem in das PSI-Leitsystem der STAWAG im Mithörbetrieb integriert und die vom Verfahren geschätzten Zustandswerte des Netzes mit realen Messwerten verglichen. Der neu entwickelte State Estimator für die Verteilungsnetzebene kann zukünftig einen wesentlichen Beitrag zur Integration von dezentraler Stromerzeugung auf Basis erneuerbarer Energien leisten. Weiterhin kann er wertvolle Informationen bei der Fehlerortung nach Störungen geben und so wesentlich zur Steigerung der Versorgungszuverlässigkeit beitragen.

Teilvorhaben: BIOMASSE

Das Projekt "Teilvorhaben: BIOMASSE" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MTU Onsite Energy GmbH durchgeführt. Die Elektrifizierung unseres Lebensumfeldes nimmt unter anderem durch die digitale Vernetzung ständig zu. Im Falle eines langandauernden großflächigen Stromausfalls hat das gravierende Folgen. Die Analysen den Büros für Technikfolgenabschätzung beim deutschen Bundestag zeigen, dass eine solcher Ausfall einer nationalen Katastrophe nahekommen könnte und sehen dringenden Handlungsbedarf. Durch die Energiewende sind in Deutschland gleichzeitig nahezu flächendeckend dezentrale Erzeugungsanlagen (Wasserkraft, Wind, Biomasse, Photovoltaik, ) installiert die aber in diesem Fall bisher nicht genutzt werden können. Können diese zur Elektrifizierung von Inselnetzen nutzbar gemacht werden, ließe sich daraus, zumindest für besondere Konstellationen und sensible Verbraucher (z.B. Krankenhäuser, Einsatzzentralen, ) ein deutlich verbessertes Versorgungsniveau erreichen. Ziel des Projektes LINDA ist es ein allgemeines, über alle Spannungsebenen skalierbares Konzept zu entwickelnd, welches einen stabilen Inselnetzbetrieb zusammen mit dem vorhandenen Mix von dezentralen Energieversorgungsanlagen ermöglicht. Dieses Konzept wird den strukturierten Aufbau des Inselnetzes aus der betriebsführenden Netzleitstelle, ein selektives Lastmanagement, den sicheren Betrieb sowie die Resynchronisation und unterbrechungsfreie Integration in das (wiederkehrende) übergeordnete Netz umfassen. Dieses Konzept soll vorwiegend auf den bereits verwendeten Betriebsanlagen und den vorhandenen Energieversorgungsanlagen mit ihrem bestehenden Regelverhalten aufsetzen und ohne eine neu aufzubauende schwarzfallfeste Kommunikationsinfrastruktur auskommen. Damit soll es in verschiedenen Netzgebieten ohne hohe Startinvestitionen anwendbar zu sein. Darüber hinaus wird im Projekt auch eine Weiterentwicklung der dezentralen Energieanlagen, der Schutz- und der Netzleittechnik vorangetrieben um damit das Potential für Inselnetzversorgung im Falle eines langandauernden Stromausfalls noch weiter zu erhöhen. Die MTU ist im Projekt LINDA im Rahmen Weiterentwicklung von Biomassekraftwerken für einen Inselbetrieb und Netzwiederaufbau zur selektiven Stromversorgung engagiert. Darüber hinaus wird die Projektgruppe das Konzept in mehreren Versuchen in einem ausgewählten Mittelspannungsnetzbezirk erproben.

Netzzustandsberechnung im Verteilnetz - Feldtest eines Netzzustandsprognoseverfahrens

Das Projekt "Netzzustandsberechnung im Verteilnetz - Feldtest eines Netzzustandsprognoseverfahrens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von STAWAG, Stadtwerke Aachen AG durchgeführt. Dieses Forschungsvorhaben ist Teil des thematischen Verbundes Smart Area Aachen. In diesem Forschungsvorhaben wird vom IAEW ein Verfahren zur State Estimation für den Einsatz in der Verteilungsnetzebene neu entwickelt sowie im Netzgebiet der STAWAG implementiert und erprobt. Die bekannten Verfahren zur State Estimation von Hoch- und Höchstspannungsnetzen können dabei als Orientierung verwendet werden. Eine direkte Anwendung ist aufgrund grundsätzlich verschiedener Anforderungen sowie der wesentlich höheren Anzahl an Betriebsmitteln auf Verteilungsnetzebene nicht möglich. So stellt die State Estimation hohe Anforderungen an die Messwertausrüstung, die für die Verteilungsnetze in der Regel nicht erfüllt sind. Um trotzdem einen konsistenten und vollständigen Netzzustand ermitteln zu können, sind daher Modelle und Verfahren zu entwickeln, mit denen nicht verfügbare Messwerte abgeschätzt werden können sowie Position und Art zusätzlicher Messtechnik im Netz optimal ermittelt werden. Um die Funktionalität, die Leistungsfähigkeit und die Nutzbarkeit des Verfahrens für die Betriebsführung zu demonstrieren, wird als Feldtest ein Testsystem in das PSI-Leitsystem der STAWAG im Mithörbetrieb integriert und die vom Verfahren geschätzten Zustandswerte des Netzes mit realen Messwerten verglichen. Der neu entwickelte State Estimator für die Verteilungsnetzebene kann zukünftig einen wesentlichen Beitrag zur Integration von dezentraler Stromerzeugung auf Basis erneuerbarer Energien leisten. Weiterhin kann er wertvolle Informationen bei der Fehlerortung nach Störungen geben und so wesentlich zur Steigerung der Versorgungszuverlässigkeit beitragen.

Teilvorhaben: WASSERKRAFT

Das Projekt "Teilvorhaben: WASSERKRAFT" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Elektrizitätswerke GmbH durchgeführt. Die Analysen des Büros für Technikfolgenabschätzung beim deutschen Bundestag zeigen, dass die Folgen eines langandauernden und großflächigen Stromausfalls einer nationalen Katastrophe nahekommen könnten. Somit ist hier dringender Handlungsbedarf gegeben. Durch den Einsatz dezentraler Energieversorgungsanlagen (Wasserkraft, Wind, Biomasse, PV, . . . ) in Inselnetzen könnte zumindest für sensible Verbraucher ein deutlich verbessertes Versorgungsniveau erreicht werden. Derartige Konzepte sind bisher noch nicht erforscht worden. Ziel des Projektes ist es ein allgemeines, über alle Spannungsebenen skalierbares Konzept zu entwickeln, welches einen stabilen Inselnetzbetrieb zusammen mit dem vorhandenen Mix von dezentralen Erzeugungsanlagen ermöglicht. Hieraus ergeben sich drei zentrale Forschungsthemen: - Konzeption und Betriebsführung von Inselnetzen mit dezentralen Energieversorgungs-anlagen und Energiespeichern und selektiver Versorgung sensibler Verbraucher. - Schnelle, möglichst unterbrechungsfreie, automatische Integration von dezentralen Inselnetzen in das übergeordnete Netz nachdem dieses wieder verfügbar ist. - Weiterentwicklung der Betriebsanlagen, der dezentralen Erzeugungsanlagen (Wasserkraftwerke, Biomassekraftwerke, PV Anlagen, Stromspeicher . . . ), der Schutzsysteme und Netzleittechnik um den besonderen Anforderungen beim Inselnetzbetrieb und der Reintegration in das übergeordnete Netz zu genügen. Dieser Lösungsvorschlag soll in einem Feldversuch exemplarisch erprobt werden. Das Vorhabensziel soll durch die Bearbeitung folgender Arbeitsschritte erreicht werden: - Weiterentwicklung von Wasserkraftwerken - Konzeption einer stabilen Stromerzeugung für den Inselnetzbetrieb - Konzeption einer beschleunigten Stromerzeugung für das Inselnetz - Erprobung der Inselnetzkonzepte im KW Feldheim und KW Rain - Erstellung verallgemeinerter System- und Notfallkonzepte.

Teilvorhaben: ELINESYS

Das Projekt "Teilvorhaben: ELINESYS" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von LEW Verteilnetz GmbH durchgeführt. Die Elektrifizierung unseres Lebensumfeldes nimmt unter anderem durch die digitale Vernetzung ständig zu. Im Falle eines langandauernden großflächigen Stromausfalls hat das gravierende Folgen. Die Analysen den Büros für Technikfolgenabschätzung beim deutschen Bundestag zeigen, dass eine solcher Ausfall einer nationalen Katastrophe nahekommen könnte und sehen dringenden Handlungsbedarf. Durch die Energiewende sind in Deutschland gleichzeitig nahezu flächendeckend dezentrale elektrische Energieversorgungsanlagen (Wasserkraft, Wind, Biomasse, Photovoltaik, ) installiert, die aber in diesem Fall bisher nicht genutzt werden können. Können diese zur Elektrifizierung von Inselnetzen nutzbar gemacht werden, ließe sich daraus, zumindest für besondere Konstellationen und sensible Verbraucher (z.B. Krankenhäuser, Einsatzzentralen, ) ein deutlich verbessertes Versorgungsniveau erreichen. Ziel des Projektes LINDA ist es ein allgemeines, über alle Spannungsebenen skalierbares Konzept zu entwickelnd, welches einen stabilen Inselnetzbetrieb zusammen mit dem vorhandenen Mix von dezentralen Energieversorgungsanlagen ermöglicht. Dieses Konzept wird den strukturierten Aufbau des Inselnetzes aus der betriebsführenden Netzleitstelle, ein selektives Lastmanagement, den sicheren Betrieb sowie die Resynchronisation und unterbrechungsfreie Integration in das (wiederkehrende) übergeordnete Netz umfassen. Dieses Konzept soll vorwiegend auf den bereits verwendeten Betriebsanlagen und den vorhandenen Energieversorgungsanlagen mit ihrem bestehenden Regelverhalten aufsetzen und ohne eine neu aufzubauende schwarzfallfeste Kommunikationsinfrastruktur auskommen. Damit soll es in verschiedenen Netzgebieten ohne hohe Startinvestitionen anwendbar zu sein. Darüber hinaus wird im Projekt auch eine Weiterentwicklung der dezentralen Energieversorgungsanlagen, der Schutz- und der Netzleittechnik vorangetrieben um damit das Potential für Inselnetzversorgung im Falle eines langandauernden Stromausfalls noch weiter zu erhöhen. Die LEW Verteilnetz ist im Projekt LINDA im Rahmen der Konzeptionierung des stabilen Inselnetzbetriebes sowie der Erstellung verallgemeinerter System- und Notfallkonzepte engagiert. Darüber hinaus wird die LEW Verteilnetz das Konzept in mehreren Versuchen in einem ausgewählten Mittelspannungsnetzbezirk erproben.

Teilvorhaben: SYSINNET

Das Projekt "Teilvorhaben: SYSINNET" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, Fachgebiet Elektrische Energieversorgungsnetze durchgeführt. Ziel des Projektes ist es ein allgemeines, über alle Spannungsebenen skalierbares Konzept zu entwickeln, welches nach einem Black-Out einen stabilen Inselnetzbetrieb zusammen mit dem vorhandenen Mix von dezentralen Erzeugungsanlagen ermöglicht. Hieraus ergeben sich für das Teilprojekt der TUM folgende zentrale Forschungsthemen: - Konzeption und Betriebsführung von Inselnetzen mit dezentralen Energieversorgungs-anlagen und Energiespeichern und selektiver Versorgung sensibler Verbraucher. - Schnelle, möglichst unterbrechungsfreie, automatische Integration von dezentralen Inselnetzen in das übergeordnete Netz nachdem dieses wieder verfügbar ist. - Exemplarische Erprobung des Lösungsvorschlags in einem Feldversuch. - Verallgemeinerung des Lösungsvorschlags für System- und Notfallkonzepte Das Projekt gliedert sich in 11 wesentliche Teilprojekte, die sich mit Systemfragen befassen (TP01: Systemkonzept: Betrieb von Inselnetzen bei Ausfall des übergeordneten Netzes, TP02: Systemkonzept: Integration Inselnetze in übergeordnete Netze, TP11: Einspeise-/Erzeugungsmanagement bei Inselnetzbetrieb, TP12: Lastmanagement bei Inselnetzbetrieb) wie auch mit der Weiterentwicklung von Betriebsmitteln und Komponenten (TP21: Weiterentwicklung Wasserkraftwerke, TP22: Weiterentwicklung Biomassekraftwerke, TP23: Weiterentwicklung Netzleittechnik und automatischer Lastabwurf). Das entwickelte Gesamtsystem wird in drei aufeinander aufbauenden Feldversuchen evaluiert (TP31, TP32, TP33). Das in den Feldversuchen evaluierte Lösungskonzept wird schließlich zu einem allgemeinen System- und Notfallkonzept erweitert. Für die Themenstellung relevante übergeordnete Fragestellungen wie z.B. rechtliche Aspekte oder eine Bewertung des volkswirtschaftlichen Mehrwertes durch schnelle Wiederversorgung kritischer Infrastrukturen werden analysiert (TP41).