NETZ:KRAFT

Netzwiederaufbau unter Berücksichtigung zukünftiger Kraftwerkstrukturen

Der zunehmende Anteil von Erneuerbare-Energie-Anlagen (EEA) beeinflusst den Netzwiederaufbau (NWA). NWA-Konzepte und das Verhalten von EEA müssen daher aufeinander abgestimmt und weiterentwickelt werden. Dabei müssen die Möglichkeiten und Grenzen beim Einsatz von EEA im Zusammenspiel mit konventionellen Anlagen für Netzebenen und Netzregionen ermittelt werden.

Im Mittelpunkt des Projekts NETZ:KRAFT standen zwei zentrale Fragen:

  • Ist es möglich, vorhandene Konzepte für zukünftige Kraftwerksstrukturen so weiter
    zu entwickeln, dass der NWA möglich bleibt?
  • Ist es möglich, dezentrale Anlagen aktiv für Versorgungsinseln zu nutzen
    und somit die Ausfallzeiten zu minimieren?

Das Projekt NETZ:KRAFT hat Möglichkeiten der aktiven Nutzung von EEA im NWA-Prozess und zur Versorgung von Netzinseln aufgezeigt und diese an Trainingssimulatoren und in Labordemonstrationen umgesetzt.


Zur Nutzung dieser Möglichkeiten müssen in der Netzleitstelle sowohl Informationen über verfügbare Einspeiseleistung vorliegen als auch erweiterte und verbesserte Steuerungsmöglichkeiten bereitgestellt werden. Wichtig ist, dass EEA beim NWA die Netzfrequenz stützen. Technisch können EEA im NWA notwendige Funktionalitäten zur Frequenz- und Spannungshaltung erbringen. Die aktuellen Anforderungen an EEA beinhalten jedoch kein für den NWA optimales Anlagenverhalten und die technischen Anschlussrichtlinien sollten entsprechend ergänzt werden. Hierfür wurden Empfehlungen erarbeitet. Für eine betriebliche Umsetzung muss der nötige Anteil dieser Funktionalitäten noch quantifiziert und auch der rechtliche Rahmen weiterentwickelt werden.

Projekt Netzkraft Fraunhofer IEE: Phasen des Netzwiederaufbaus und mögliche Beiträge von dezentralen Erneuerbare-Energie-Anlagen
© Fraunhofer IEE
Phasen des Netzwiederaufbaus und mögliche Beiträge von dezentralen Erneuerbare-Energie-Anlagen

Wissenschaftliches
Poster

Projekt NETZ:KRAFT

Projekt-Präsentation

NETZ:KRAFT

 

M. Braun, J. Brombach, C. Hachmann, D. Lafferte, A. Klingmann, W. Heckmann, F. Welck, D. Lohmeier, H. Becker (2018), „The Future of Power System Restoration - Using Distributed Energy Resources as a Force to Get Back Online“, IEEE power & energy magazine, Nov/Dec 2018

http://www.nxtbook.com/nxtbooks/pes/powerenergy_111218/index.php#/32, DOI: 10.1109/MPE.2018.2864227

 

Wissenschaftliche Zeitschriften

G. Lammert, K. Yamashita, L. D. Pabon Ospina, H. Renner, S. Martinez Villanueva, P. Pourbeik, F.-E. Ciausiu, M. Braun, 2017, „International Industry Practice on Modelling and Dynamic Performance of Inverter Based Generation in Power System Studies”, CIGRE Science & Engineering, vol. 8, pp. 25-37, 2017.

G. Lammert, D. Premm, L. D. Pabón Ospina, J. C. Boemer, M. Braun, T. Van Cutsem, "Control of Photovoltaic Systems for Enhanced Short-Term Voltage Stability and Recovery", IEEE Transactions on Energy Conversion. (accepted for future publication)

 

Konferenzbeiträge

A. Akbulut, H. Becker, D. Mende, D. Stock, L. Hofmann, „Neighboring System as Black Start Source and Restoration Process based on the VSC-HVDC as Tie Line“, Conference Proceedings of IEEE EPE’17 ECCE Europe, Warsaw, ISBN 9789 0758 1526 9

G. Banerjee, M. Braun, "Analysis of the Impact on the Grounding System in 110 kV Grid during Bottom-up Network Restoration," 2018 International Conference on Smart Energy Systems and Technologies (SEST), Sevilla, 2018, pp. 1-6. doi: 10.1109/SEST.2018.8495738

H. Becker, T. Hennig, A. Akbulut, D. Mende, L. Hofmann, „Netzwiederaufbaukonzepte: Mögliches Zusammenspiel zwischen Windenergieanlagen und thermischen Kraftwerken”, VGB Powertech Konferenz Elektrotechnik, Leittechnik, Informationsverarbeitung im Kraftwerk – KELI 2016, Köln, Deutschland, 11.-12. Mai 2016

H. Becker, D. Mende, T. Hennig, A. Akbulut, L. Hofmann, 2016, „Power System Restoration - How could wind energy generators be included into today’s restoration plans?”, 15th Wind Integration Workshop, Wien, Österreich, 15.-17.11.2016

H. Becker, A. Naranovich, T. Hennig, A. Akbulut, D. Mende, S. Stock, L. Hofmann, „System Restoration using VSC-HVDC connected Offshore Wind Power Plant as Black-Start Unit”, Conference Proceedings of IEEE EPE’17 ECCE Europe, Warsaw, ISBN 9789 0758 1526 9

Becker, H., Bernhart, A., Brombach, J., Mende, D., Spanel, U., „Beteiligung erneuerbarer dezentraler Einspeiseanlagen an erforderlichen Systemdienstleistungen aus Sicht der Netz- und Systemführung“, Internationaler ETG-Kongress 2017, die Energiewende, Bonn

Becker, H., Mende, M., Bernhart, A., Spanel, U., Brombach, J., „Operational Options to Integrate Decentralized Generation into Restoration Processes after Severe System Blackouts", 17th international Wind Integration Workshop, Stockholm, Sweden, 2018

R. Brandl, M. Nuschke, J.A. Montoya Perez, D. Strauß-Mincu, „Towards Holistic Testing: Development of a Microgrid Controller“, Microgrid-Symposium, Newcastle, Australien, 2017

D. Fetzer, G. Lammert, K. Fischbach, M. Nuhn, J. Weide, D. Lafferte, T. Paschedag, M. Braun, „Modelling of Small-Scale Photovoltaic Systems with Active and Reactive Power Control for Dynamic Studies“, 6th Solar Integration Workshop, Vienna, Austria, November 14-15, 2016.

D. Fetzer, G. Lammert, T. Paschedag, D. Lafferte, K. Fischbach, M. Nuhn, C. Jaehner, H. Becker, L.R. Roose, M. Braun, „Reconnection of Photovoltaic Systems in Low-Voltage Diesel-Powered Microgrids“, 1st International Conference on Large-Scale Grid Integration of Renewable Energy in India, New Delhi, India, September 6-8 2017

D. Fetzer, G. Lammert, A. Ishchenkox, L. Tabit ,M. Braun, A Flexible MATLAB/Simulink RMS-Framework for Electrical Power Systems Designed for Research and Education, 2018 IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe, Sarajevo, Bosnia and Herzegovina

C. Hachmann, G. Lammert, D. Lafferte, M. Braun, „Power System Restoration and Operation of Island Grids with Frequency Dependent Active Power Control of Distributed Generation“, NEIS Conference, Hamburg, September 2017

C. Hachmann, M. Valov, G. Lammert, W. Heckmann, M. Braun, „Unterstützung des Netzwiederaufbaus durch Ausregelung der dezentralen Erzeugung im Verteilnetz“, Tagung Zukünftige Stromnetze für erneuerbare Energien, Berlin, 30.-31.01.2018

M. Jaworski, J. Jaeger, M. Retterath, “The Proactive Overload Protection System – An Approach to avoid Cascading Line Tripping “, Advanced Power System Automation & Protection 2017 (APAP), Conference, South Korea, 2017

D. Lafferte, A. Klingmann, D. Fetzer, G. Lammert, C. Hachmann, T. Paschedag, M. Braun, „Black start and island operation of distribution grids with significant penetration of renewable resources,“ Proc. 1st International Conference on Large-Scale Grid Integration of Renewable Energy in India, New Delhi, India, 6-8 September 2017

G. Lammert, K. Yamashita, H. Renner, S. Martinez Villanueva, J. Carvalho Martins, P. Aristidou, T. Van Cutsem, L. D. Pabon Ospina, M. Braun, J. C. Boemer, “Activities of the Joint Working Group CIGRE C4/C6.35/CIRED: Modelling and Dynamic Performance of Inverter Based Generation in Power System Transmission and Distribution Studies”, in 1st International Conference on Large-Scale Grid Integration of Renewable Energy in India, New Delhi, 2017.

G. Lammert, J. C. Boemer, D. Premm, O. Glitza, L. D. Pabon Ospina, D. Fetzer, M. Braun, “Impact of Fault Ride-Through and Dynamic Reactive Power Support of Photovoltaic Systems on Short-Term Voltage Stability”, IEEE PowerTech, Manchester, 2017

G. Lammert, A. Klingmann, C. Hachmann, D. Lafferte, H.Becker, T. Paschedag, W. Heckmann, M. Braun, „Modelling of Active Distribution Networks for Power System Restoration Studies“, IFAC 10th Symposium on Control of Power and Energy Systems (CPES), Tokyo, Japan, 2018

F. Mahr, J. Jaeger, „Advanced Grid-Forming Control of HVDC Systems for Reliable Grid Restoration“, IEEE PES General Meeting 2018, Portland, OR, USA, August 5-9

F. Mahr, J. Jaeger, „Frequency-Adaptive MPC of Grid-Forming VSC-HVDC Systems with Optimal Voltage Reference Tracking during Grid Restoration”, 20th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE’18 ECCE Europe), Riga, Latvia, September 17-21

M. Nuschke, „Development of a Micro-Grid-Controller for Black Start Procedure and Islanding Operation“, IEEE INDIN 17, Emden, 2017

Maria Nuschke, Ron Brandl, Juan Alvaro Montoya Perez, Diana Strauß-Mincu: „Towards Holistic Testing: Development of a Microgrid Controller“, Poster-Vortrag, Microgrid Symposium, Newcastle, Australia, 2017

M. Nuschke, R. Brandl, J.A. Montoya Perez „Entwicklung und Test eines Microgrid Controllers“, RETCon 2018, Nordhausen, 2018

L. D. Pabon, A. Correa, and G. Lammert, „Implementation and Validation of the Nordic Test System in DIgSILENT PowerFactory”, IEEE PowerTech, Manchester, UK, June 18-22, 2017

N. Schäfer, G. Arnold, W. Heckmann, „Grid code compliance testing of renewables – New requirements and testing experiences“, Proc. 1st International Conference on Large-Scale Grid Integration of Renewable Energy in India, New Delhi, India, 6-8 September 2017

M. Shan, F. Welck, W. Shan, H. Becker, S. Stock, „Operating Wind Turbines as Dynamically Controllable Loads in Grid-Restoration Scenarios”, 15th Wind Integration Workshop, Wien, Österreich, 15.-17.11.2016

U. Spanel, “DUtrain Power System Handler- the movement of an Operator Training Simulator prototype towards an Operational Training System” , IFAC-PapersOnLine, Volume 49, Issue 27, 2016, p170-177

M.Valov, M.Nuschke, „Implementation and Real-Time Validation of an
Adaptive Protection System during Microgrid Restoration”, Poster-Vortrag, Microgrid Symposium 2018, Bukarest, Rumänien, 2.-6. September 2018

M. Valov, M.Nuschke, „Implementation and Real-Time Validation of an
Adaptive Protection System during Microgrid Restoration”, EPE 2018, Iasi, Rumänien, 18.-19. Oktober 2018, DOI: 10.23919/PSCC.2018.8559892

https://ieeexplore.ieee.org/document/8559892

 

Projektberichte

NETZ:KRAFT - Projektbericht
Grundlagen der Netzwiederaufbaukonzepte der deutschen ÜNB