Designetz
Zuverlässige Erkennung unzulässiger Netzzustände im Kontext der Energiewende
Das Verbundprojekt Designetz wurde zum 01. Januar 2017 gestartet und läuft bis Ende 2020. Das Verbundprojekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) gefördert.
Das Institut für Elektrische Energiesysteme beteiligt sich als einer der saarländischen Partner im Forschungsprojekt Designetz in den Arbeitspaketen AP3 Netzbetrieb und Systemdienstleistungen und AP6 IKT-Baukasten und integrierte Daten- und Diensteplattform mit den Arbeitsgebieten Netzberechnung und Netzschutztechnik.
Das Institut für Elektrische Energiesysteme beteiligt sich als einer der saarländischen Partner im Forschungsprojekt Designetz in den Arbeitspaketen AP3 Netzbetrieb und Systemdienstleistungen und AP6 IKT-Baukasten und integrierte Daten- und Diensteplattform mit den Arbeitsgebieten Netzberechnung und Netzschutztechnik.
Vorhaben des Instituts in Designetz
Im Rahmen des Teilvorhabens des Instituts für Elektrische Energieversorgung werden die Einflüsse dezentraler Erzeugungsanlagen und flexibler Lasten auf die Arbeitsweise der Netzschutzsysteme in Hoch-, Mittel- und Niederspannungsnetzen aufgezeigt, Lösungen identifiziert, geprüft und demonstriert. Dabei werden ein eigenes Netzberechnungsprogramm und eine Sekundärprüfeinrichtung mit Schutzgeräten verwendet. Netzbetreiber und Betreiber dezentraler Erzeugungsanlagen und flexibler Lasten können praxisgerechte Problemlösungen ohne Eingriff in den Netzbetrieb erarbeiten und demonstrieren. Die Lösungen werden auf Massentauglichkeit überprüft und sind als Referenzlösungen im Sinne von „Blaupausen“ verwendbar.Damit können die beteiligten Akteure unzulässige Netzzustände prädiktiv erkennen und Maßnahmen zur Vermeidung von Versorgungsstörungen treffen.
11. FNN-/ETG-Tutorial Schutz- und Leittechnik, 18./19. Februar 2020, Berlin
Ergebnisse des Teilvorhabens der htw saar werden in der Posteraustellung der Fachtagung vorgestellt.
6. LIESA-Kongress Oktober 2019 - Designetz und htw saar
Das Institut für Elektrische Energiesysteme präsentierte seine Kompetenzen in den Arbeitsgebieten Netzschutztechnik und Netzberechnung mit Dezentralen Erzeugungsanlagen zusammen mit den saarländischen Designetz Partnern während des 6. LIESA-Kongresses.
5. LIESA-Kongress Oktober 2018 - Designetz und htw saar
Das Institut für Elektrische Energiesysteme präsentierte seine Kompetenzen in den Arbeitsgebieten Netzschutztechnik und Netzberechnung mit Dezentralen Erzeugungsanlagen zusammen mit den saarländischen Designetz Partnern während des 6. LIESA-Kongresses.
10. FNN-/ETG-Tutorial Schutz- und Leittechnik, 20./21. Februar 2018, Berlin
Erste Ergebnisse des Teilvorhabens der htw saar wurden in dem Plenumvortrag "Netzschutz und LVRT-Betrieb – Schutzanalyse (nur) mit Lastflussberechnung" des Tutorials vorgestellt.
Netzschutz und LVRT-Betrieb – Schutzanalyse (nur) mit Lastflussberechnung
Posterausstellung "Erdschlussortung in kompensiert und isoliert betriebenen Netzen – Praxisnahe Untersuchung von Erdschlussortungsverfahren mit einem Transientenprogramm"
Netzschutz und LVRT-Betrieb – Schutzanalyse (nur) mit Lastflussberechnung
Posterausstellung "Erdschlussortung in kompensiert und isoliert betriebenen Netzen – Praxisnahe Untersuchung von Erdschlussortungsverfahren mit einem Transientenprogramm"
Kurzfassung zum Poster Erdschlussortung
Im Rahmen der Energiewende steigt der Anteil elektrischer Energie durch PV- und Windkraftanlagen stetig an. Die Energieerzeugung erfolgt somit zunehmend dezentral in der Verteilnetzebene. Aus diesem Grund ist es notwendig vorhandene Netze sukzessive auszubauen, um die Stromtragfähigkeit zu erhöhen. Unter Berücksichtigung der Akzeptanz in der Bevölkerung findet dieser Ausbau überwiegend durch Kabelnetze statt. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an die Versorgungsqualität und die Personensicherheit, was sich unmittelbar auf die Wahl der Sternpunktbehandlung auswirkt. In der Vergangenheit wurden Mittelspannungsnetze ursprünglich mit freiem Sternpunkt betrieben. Die kapazitiven Erdschlussströme lagen in zulässigen Größenordnungen, sodass eine Selbstlöschung stets gewährleistet war. Aufgrund des Ausbaus der Energieversorgungsnetze ist zunehmend eine Erdschlusskompensation erforderlich. Gerade durch den zunehmenden Kabelanteil in den Netzen ist ein erhöhter kapazitiver Erdschlussstrom zu erwarten. In Deutschland dominiert somit die Resonanz-Sternpunkterdung.
Einhergehend mit dieser Entwicklung steigen die Herausforderungen für die zuverlässige Erkennung von Erdschlüssen an. Die Fortschritte im Bereich der Prozessor- und Speichertechnologien ermöglichen eine zeitlich hochauflösende Analyse der transienten Ausgleichsvorgänge im Falle eines Erdschlusses. Daraus resultierend ergeben sich neue Qualitäten im Bereich der transienten Erdschlusserfassung. Ausgehend von dieser Betrachtung soll im Rahmen dieser Masterthesis das Standard-Erdschlusswischer- und das QU-Verfahren in einem Transientenprogramm implementiert werden.
Gerade zu Forschungszwecken bieten derartige softwaregestützte Simulationen viele Freiheitsgrade, um weitere Untersuchungen durchzuführen. Dazu zählt zum Beispiel die Berücksichtigung von Fehlerübergangswiderständen. Gerade bei granithaltigen Bodenarten kann der spezifische Erdwiderstand je nach Erdfeuchte bis zu einem Wert von 50 kΩm ansteigen. In dem verwendeten Transientenprogramm können Übergangswiderstände im Erdschlussfall frei parametriert und die Auswirkungen auf die Algorithmen untersucht werden. Ein weiteres Beispiel ist der Anschluss dezentraler Erzeugungsanlagen. Dieser erfolgt in der Regel über Wechselrichter an das vorgelagerte Netz. Dadurch steigen die Anteile von Harmonischen in den Spannungen an, was sich bei einem Erdschluss unmittelbar auf die Erdschlussortung auswirken kann. Diese und viele weitere Fragestellungen können mit Hilfe der implementierten Verfahren untersucht werden.
Einhergehend mit dieser Entwicklung steigen die Herausforderungen für die zuverlässige Erkennung von Erdschlüssen an. Die Fortschritte im Bereich der Prozessor- und Speichertechnologien ermöglichen eine zeitlich hochauflösende Analyse der transienten Ausgleichsvorgänge im Falle eines Erdschlusses. Daraus resultierend ergeben sich neue Qualitäten im Bereich der transienten Erdschlusserfassung. Ausgehend von dieser Betrachtung soll im Rahmen dieser Masterthesis das Standard-Erdschlusswischer- und das QU-Verfahren in einem Transientenprogramm implementiert werden.
Gerade zu Forschungszwecken bieten derartige softwaregestützte Simulationen viele Freiheitsgrade, um weitere Untersuchungen durchzuführen. Dazu zählt zum Beispiel die Berücksichtigung von Fehlerübergangswiderständen. Gerade bei granithaltigen Bodenarten kann der spezifische Erdwiderstand je nach Erdfeuchte bis zu einem Wert von 50 kΩm ansteigen. In dem verwendeten Transientenprogramm können Übergangswiderstände im Erdschlussfall frei parametriert und die Auswirkungen auf die Algorithmen untersucht werden. Ein weiteres Beispiel ist der Anschluss dezentraler Erzeugungsanlagen. Dieser erfolgt in der Regel über Wechselrichter an das vorgelagerte Netz. Dadurch steigen die Anteile von Harmonischen in den Spannungen an, was sich bei einem Erdschluss unmittelbar auf die Erdschlussortung auswirken kann. Diese und viele weitere Fragestellungen können mit Hilfe der implementierten Verfahren untersucht werden.
4. LIESA-Kongress Oktober 2017 - Designetz und htw saar
Das Institut für Elektrische Energiesysteme präsentierte seine Kompetenzen in den Arbeitsgebieten Netzschutztechnik und Netzberechnung mit Dezentralen Erzeugungsanlagen (VDE-AR-N 4110, 4120, 4105) zusammen mit den saarländischen Designetz Partnern während des 4. LIESA-Kongresses.
4. LIESA-Kongress am 26. Oktober 2017 in der Kongresshalle Saarbrücken
4. LIESA-Kongress am 26. Oktober 2017 in der Kongresshalle Saarbrücken
Designetz - Ein Projekt, 3 Bundesländer, 46 Partner
In Designetz, dem technisch bislang umfassendsten Demonstrationsprojekt zur Integration Erneuerbarer Energien in das Versorgungssystem, vereinen 31 Verbundpartner sowie 15 assoziierte Partner der Energiewirtschaft, Industrie, Informations- und Kommunikationstechnik, Wissenschaft und Forschung ihre Kompetenzen. Durch eine effektive und zielgerichtete Zusammenarbeit aller Partner über die Bundesländer Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz und das Saarland hinweg, wird Designetz viele Einzellösungen zu einem Gesamtsystem vereinen, Musterlösungen entwickeln und somit einen entscheidenden Beitrag zur Energiewende leisten.