Stromnetz auch mit erneuerbaren Energien unter Kontrolle
Das Aufkommen dezentraler erneuerbarer Energiequellen (distributed renewable energy sources, DRES) lässt den sicheren Betrieb nationaler Elektrizitätsnetze zu einer großen Herausforderung werden. Problematisch ist dabei der bidirektionale Leistungsfluss, den die Energieversorger regeln müssen, um die Dienstleistung in akzeptabler Qualität und zu vertretbaren Kosten anbieten zu können. Das von der EU finanzierte Projekt INCREASE (Increasing the penetration of renewable energy sources in the distribution grid by developing control strategies and using ancillary services) bot nun Managementlösungen an. Die Arbeit widmete sich der Bewirtschaftung erneuerbarer Energiequellen in Nieder- und Mittelspannungsnetzen. Zweck des Ganzen war, Hilfsdienste wie insbesondere die Spannungsregelung und die Bereitstellung von Reservekapazitäten zuzulassen. Die Forscher entwickelten eine Simulationsplattform, welche die Entwicklung von Lösungen und die Bewertung der Lösungen bei Überlastung ermöglicht. Die Plattform gestattet des Weiteren die Untersuchung des Einflusses von DRES auf Verteilungsnetze. Das Team untersuchte regulatorische Rahmenbedingungen, die Struktur der Netz- und Systemregeln der Übertragungsnetzbetreiber und untergeordnete Marktmechanismen. Infolgedessen hat die Gruppe Anpassungen vorgeschlagen, die zum effektiven Betrieb des Netzes erforderliche Hilfsdienste einschließlich flexibler Marktprodukte erlauben. Die Empfehlungen umfassten einen dreistufigen Ansatz zur maximalen Einbindung erneuerbarer Energien. Auf der ersten Stufe werden lokale Parameter zur Regelung genutzt, um Systemzuverlässigkeit und Stabilität zu gewährleisten. Eine zweite Regelungsstufe mündet in einem optimalen System, minimiert den Verlust an erneuerbaren Energien und stellt eine gerechte Verteilung sicher. Die zweite Stufe der Regelung hängt von einem Multiagenten-Aggregatorkonzept sowie der Koordinierung von Steuerungs- und Wechselrichtersystemen zur Steuerung von Überlastungen ab. Die letzte Ebene war die Dienstleistungsschicht. Laut Projektempfehlungen erreicht man eine Optimierung über mehrere Strategien, die in flexiblen Energieprodukten resultieren, die Hilfsdienste bereitstellen können. Zu den Regelungsmechanismen zählt ein Ampelsystem, das den Verteilernetzbetreibern die Kontrolle über Zeitpläne verschafft. Die Projektlösungen bedeuten eine effizientere Ausnutzung der Netzkapazität, was eine höhere Durchdringung mit dezentralen erneuerbaren Energiequellen bei reduzierten Kosten gestattet. Die Wissenschaftler verifizierten die Empfehlungen mit Hilfe von Simulationen sowie Labor- und Feldversuchen in Belgien, den Niederlanden, Österreich und Slowenien. Mit den Resultaten von INCREASE lässt sich das wachsende Problem der dezentralen Energieressourcen in Stromnetzen lösen. Sie bedeuten außerdem verbesserte Stabilität und senken Kosten.
Schlüsselbegriffe
bidirektionaler Leistungsfluss, bidirektionale Stromeinspeisungen, dezentrale erneuerbare Energiequellen, INCREASE, Verteilungsnetz
