/  01. Oktober 2018  -  31. Dezember 2021

Innovationen in der Systemführung bis 2030 (InnoSys 2030)

Projektpartner ÜNB: TenneT TSO GmbH, 50Hertz Transmission GmbH, Amprion GmbH, TransnetBW GmbH, VNB: Avacon Netz GmbH, EWE Netz Gmbh, Mitteldeutsche Netzgesellschaft Strom mbH, Westnetz GmbH, Netze BW GmbH; Forschung: TU Dortmund, TU Ilmenau, FAU Erlangen-Nürnberg, RWTH Aachen University, Fraunhofer FKIE; Hersteller: PSI Software AG - Geschäftsbereich PSI Energie EE, Siemens AG
Förderer BMWi
Projektlaufzeit 01.10.2018 - 31.12.2021
Bearbeiter Thomas Degner, Kristina Jurczyk, Lothar Löwer, Frank Marten, Denis Mende, Luis Pabon, Mario Richter, Sebastian Stock, Diana Strauß-Mincu, Sebastian Wende-von Berg

 

Die Energiewende ist das zentrale Element zum Erreichen der klimapolitischen Ziele der Bundesregierung und durchdringt alle Bereiche der elektrischen Energieversorgung. Um den steigenden Strom-Transportbedarf zu bewältigen, sind zusätzlich zum Netzausbau innovative Konzepte in der Systemführung erforderlich. Diese Konzepte sollen die Chancen der Digitalisierung nutzen und zukünftig verfügbare neuartige Betriebsmittel optimal einsetzen. Das Forschungsprojekt InnoSys 2030 untersucht, wie das verfügbare Netz in Zukunft noch mehr Leistung bei mindestens gleichbleibender Systemsicherheit transportieren kann. Damit leistet es einen wichtigen Beitrag zur Reduzierung von Netzeingriffen. Gleichzeitig wird die Transportkapazität des Netzes besser ausgenutzt, was dazu beiträgt, dass mehr erneuerbare Energie ins Netz eingespeist werden kann.

Die Energiewende ist das zentrale Element zum Erreichen der klimapolitischen Ziele der Bundesregierung und durchdringt alle Bereiche der elektrischen Energieversorgung. Um den steigenden Strom-Transportbedarf zu bewältigen, sind zusätzlich zum Netzausbau innovative Konzepte in der Systemführung erforderlich. Diese Konzepte sollen die Chancen der Digitalisierung nutzen und zukünftig verfügbare neuartige Betriebsmittel optimal einsetzen. Das Forschungsprojekt InnoSys 2030 untersucht, wie das verfügbare Netz in Zukunft noch mehr Leistung bei mindestens gleichbleibender Systemsicherheit transportieren kann. Damit leistet es einen wichtigen Beitrag zur Reduzierung von Netzeingriffen. Gleichzeitig wird die Transportkapazität des Netzes besser ausgenutzt, was dazu beiträgt, dass mehr erneuerbare Energie ins Netz eingespeist werden kann.

Für den Netzbetrieb neuartige Komponenten sind dabei unter anderem so genannte leistungsflusssteuernde Betriebsmittel wie zum Beispiel Flexible AC Transmission Systems (FACTS), Hochspannungs-Gleichstromübertragung (HGÜ) und Phasenschiebertransformator (PST). Diese Leistungsflusssteuerbarkeit ist zum einen eine gewünschte neue Flexibilität im Netzbetrieb zum anderen aber gleichzeitig auch ein neuer Freiheitsgrad der in der Systemführung passend genutzt und netzoptimal entschieden werden muss. An dieser Stelle kommen leistungsflusssteuernde Algorithmen, die am Fraunhofer IEE entwickelt werden, zum Tragen. Diese unterstützen den Systemführer zukünftig bei der netzoptimalen Sollwertermittlung für derartige Komponenten. Die Algorithmen basieren dabei auf mehrdimensionalen nichtlinearen Modellen. Mit diesem intelligenten Einsatz leistungsflusssteuernder Betriebsmittel kann eine gleichmäßigere und höhere Auslastung des Netzes erreicht werden, um mehr EE-Anlagen ins Netz zu integrieren, ohne die Netz- und Versorgungssicherheit zu gefährden. Die für die beschriebenen Funktionen und Werkzeuge notwendigen Optimierungsalgorithmen und deren Integration in entsprechende Optimierungsumgebungen werden im Rahmen des Teilvorhabens des Fraunhofer IEE entwickelt, implementiert, validiert und demonstriert.

Gleichzeitig wird bei einer höheren Systemauslastung die Online-, Netz- und Systemsicherheitsüberwachung wichtig. Die dynamische Stabilität des Übertragungsnetzes wird zunehmend durch das dynamische Verhalten von Wind- und Photovoltaikanlagen in Verteilungsnetzen bestimmt. Dies muss auch in der Systemführung berücksichtigt werden. Die entsprechenden Methoden und Verfahren zur dynamischen Netzsicherheitsrechnung (Dynamic Security Assessment) werden in dem Projekt entwickelt und implementiert.