Testzentren | Labore

IEE – SysTec

Testzentrum für intelligente Netze und Elektromobilität

Im Testzentrum für intelligente Netze und Elektromobilität entwickelt und testet das Fraunhofer IEE neue Betriebsmittel und Betriebsverfahren für intelligente Nieder- und Mittelspannungsnetze, neue Regelungsverfahren für stromrichterdominierte Verbund- und Inselnetze, neue Konzepte für Stromrichter und elektrische Maschinen sowie DC-Technologien Ein besonderer Schwerpunkt ist die Netzintegration und Netzkopplung von Elektrofahrzeugen und deren Versorgung mit Strom aus erneuerbaren Energien sowie der Test von Photovoltaiksystemen, Windenergieanlagen, Speicher- und Hybridsystemen unter realen Bedingungen.

Für den Aufbau von Anlagen bietet ein ca. 80.000 m² großes Freigelände genügend Platz mit sehr guten Bedingungen für Solar- und Windenergie. Weiterhin gibt es auf dem Freigelände konfigurierbare Verteilnetzabschnitte (Niederspannung und Mittelspannung).

Das Testzentrum SysTec gliedert sich in sechs Laborbereiche:

  • PNI - Prüflabor Netzintegration
  • TPE - Test- und Prüfzentrum Elektromobilität
  • EMA - Elektrische Maschinen
  • DCT - Gleichstrom (DC)-Technik (im Aufbau)
  • HST - Hybrid System Testfeld
  • SGLV - Intelligentes Niederspannungsnetz
  • PVT - Photovoltaik Testfeld

Im östlichen Bereich des Geländes befindet sich eine Halle mit derzeit drei Laboren:

Das Prüflabor Netzintegration (PNI) enthält einen Prüfplatz für Nieder- und Mittelspannungs-Stromrichter, elektrische Maschinen oder Netzbetriebsmittel. Elektrische Eigenschaften und insbesondere Systemdienstleistungen von dezentralen Erzeugern im Leistungsbereich bis zu 6 MVA können dort entwickelt und getestet werden. Zwei mobile Prüf-Container, mit denen das Netzfehlerverhalten (Fault-Ride-Through) von Erzeugungsanlagen bei Über- und bei Unterspannung vermessen werden können, sind in das Labor integriert.

Das TPE - Test- und Prüfzentrum Elektromobilität ist mit Experimentieranlagen zur Netzintegration von Elektrofahrzeugen und Stromspeichern ausgestattet. Neben Hardwaresimulatoren für Batterien, Lade- und Rückspeiseeinheiten, Ladesäulen und Netzsimulatoren gibt es einen Power Hardware-in-the –Loop (PHIL) Teststand mit einem Echtzeit-Netzsimulationssystem zur Untersuchung neuer Regelungsverfahren und Betriebsführungsalgorithmen für elektrische Energieversorgungssysteme. Ein Rollenprüfstand für Elektrofahrzeuge mit Fahrprofilnachbildung und dem Einsatz von virtuellen Batterieemulator ermöglichen kombinierte Batterie-/Fahrprofil-Untersuchungen.

Im Labor für Elektrische Maschinen (EMA) werden neuartige Generatorkonzepte für Windkraftanlagen (z.B. für Leichtbau-Ring-Generatoren >10 MVA) im Einklang mit der Stromrichtertechnik und der Regelung erforscht und anhand von skalierten Prototypen unter Last demonstriert.  

Das Hybrid System Testfeld (HST) umfasst ein frei konfigurierbares Hybridsystem, welches auch für Mikronetz-Konfigurationen eingesetzt werden kann. Das System und die Geräte lassen sich in die übrige SysTec-Umgebung integrieren. Die Komponenten (Windenergieanlage, PV-Generatoren, Dieselgeneratoren, elektrische Speicher, steuerbare Lasten) sind über konfigurierbare Nieder- und Mittelspannungsnetzabschnitte verbunden.

Im Laborbereich Intelligentes Niederspannungsnetz (SGLV) befinden sich frei-konfigurierbare Niederspannungsnetze, Haushaltsnachbildungen mit Smart-Metern sowie dezentral verteilte Photovoltaikanlagen, Wärmepumpensysteme, Verbraucherlasten, Ladesäulen für Elektrofahrzeuge und weitere Komponenten zur Untersuchung und Demonstration eines intelligenten Netzbetriebs und Automatisierungstechnologien in der Niederspannung.

Im Photovoltaik Testfeld werden Photovoltaik Module und PV-Wechselrichter unter Freifeldbedingungen getestet.

Ein weitere Halle mit einem Laborbereich für Gleichstrom-Technologien (DCT) ist derzeit in Planung.

Dienstleistungen | Produkte (Auswahl)

  • Prüfung von Erzeugungsanlagen gemäß verschiedener Netzanschlussrichtlinien (Niederspannung, Mittelspannung)
  • Messtechnische Überprüfung des Verhaltens (Auslösekennlinien) von Schutzeinrichtungen an Verteilnetzkomponenten
  • Netzqualitätsmessungen und Leistungsanalysen
  • Bestimmung von Energieerträgen und umfassende Charakterisierung von Photovoltaik-Modulen und Systemen unter realen Betriebsbedingungen
  • Test von Hybridsystemen, kleinen Windkraftanlagen sowie Einzelkomponenten im Testfeld und im Labor sowie mit Hardware-Nachbildungen unter definierten Betriebsprofilen
  • Ganzheitliche Untersuchungen und Prüfungen für die Netzintegration und das Energiemanagement von Elektrofahrzeugen
  • Untersuchungen des Fahrzeuges in Kombination mit virtuellen Batterien auch im Fahrbetrieb (Rollenprüfstand)
  • Echtzeitnetzsimulationen zum Test von Leitstellen und der Netzintegration von Anlagen (Hardware-in-the-Loop)
  • Entwicklungsbegleitende Tests zur Integration von Komponenten in Inselnetze. Untersuchungen für netzbildende Stromrichter und Batteriestromrichter im Parallel- und Einzelbetrieb mit verschiedenen Lasten und regenerativen Erzeugern.
  • Untersuchung von Betriebsführungsstrategien für Einzelanlagen und Hybridsysteme
    (z.B. Photovoltaik, Speicher, Wärmepumpe, Kraft-Wärme-Kopplung)