Netzregelung

Netzregelung durch Energiespeicher im Niederspannungsnetz
Bundesministerium für Bildung und Forschung
Unser Kooperationspartner
energis-Netzgesellschaft mbH
energis-Netzgesellschaft mbH
Abschlussbericht
Abschlussbericht
  • Netzintegration von Solarstromerzeugung - Auswirkungen auf die Niederspannungsnetze
    Veröffentlichung EW Dossier, März 2010
    EW Jg. 109 (2010), Teil 1: Heft 5 und Teil 2: Heft 6
  • Projektübersicht zum Statusseminar 2008 in Dresden (Download PDF)
Projektschwerpunkte
Das FuE-Vorhaben „Netzregelung durch Energiespeicher im Niederspannungsnetz“ hat zum Ziel, die Verteilung elektrischer Energie im Niederspannungsnetz durch den Einsatz innovativer Energiespeicher zu verbessern. Die betrachteten Energiespeicher werden mit Hilfe leistungselektronischer Schaltungen 1- bzw. 3-phasig in Abhängigkeit der maximal einzuspeisenden Leistung an das Niederspannungsnetz angebunden. Es ist geplant, die Netzanbindung so zu gestalten, dass Netzrückwirkungen und Netzverluste d.h. die Wirkleistungsverluste durch die Verteilung der elektrischen Energie minimiert werden. Hinsichtlich der Netzrückwirkungen werden insbesondere folgende Gesichtspunkte berücksichtigt:

Spannungshaltung
  • Die Einhaltung des zulässigen Spannungsbandes von Un±10% ist aus sicherheitstechnischen Gesichtspunkten aber auch aus Sicht der Energieffizienz und damit der Reduktion von Umweltbelastungen erforderlich.

Minimierung der Netzverluste
  • Die lokale Speicherung elektrischer Energie in Energiespeichern mit leistungselektronischer Anbindung ermöglicht es, die Netzverluste z.B. durch Vermeidung vonEnergierückspeisungen in die überlagerte Netzspannungsebene zu verringern.

Minimierung der Oberschwingungsbelastung
  • Der verstärkte Einsatz nicht-linearer Energieverbraucher und leistungselektronisch angebundener Energieeinspeisungen erhöht ohne geeignete Maßnahmen den Oberschwingungsgehalt im Niederspannungsnetz. Der Einsatz lokaler Energiespeicher mit leistungselektronischer Schaltungen ermöglicht die aktive Kompensation vonOberschwingungen.

Im Rahmen des FuE-Vorhabens sollen sowohl die im Niederspannungsnetz stark wachsende Anzahl dezentraler, regenerativer Energieeinspeisungen wie z.B. Photovoltaikanlagen als auch der Einsatz von Technologien zur Steigerung der Energieeffizienz z.B. Drehstromantriebe mit Stromrichtertechnik berücksichtigt werden. Als mögliche Energiespeicher werden Bleiakkumulatoren, Li-Io-Akkumulatoren und Doppelschichtkondensatoren untersucht. Im Rahmen des FuE-Vorhabens sind folgende Schwerpunkte geplant:

  • Entwicklung und Untersuchung von Verfahren zur aktiven Spannungsregelung und zur Reduktion der Netzverluste durch Einsatz von kombinierten Wirk-/Blindleistungsspeichern mit leistungselektronischer Netzanbindung.
  • Untersuchung der Netzrückwirkungen insbesondere der Oberschwingungsbelastung im Niederspannungsnetz, die durch den Einsatz von Photovoltaikanlagen und von Technologien zur Steigerung der Energieeffizienz verursacht werden können, Entwicklung aktiver Kompensationsmaßnahmen durch den Einsatz elektrischer Energiespeicher mit leistungselektronischer Netzanbindung.
  • Entwicklung von Steuerungs- und Regelungsverfahren für leistungselektronische Schaltungen zur Anbindung elektrischer Energiespeicher an das Niederspannungsnetz unter der Randbedingung minimaler Netzrückwirkungen.
  • Bewertung der derzeit im Niederspannungsnetz eingesetzten Schutzkonzepte und schutztechnischer Einrichtungen unter der Randbedingung einer zunehmenden Anzahl dezentraler Energieeinspeisungen mit leistungselektronischer Netzanbindung, Überprüfung der Fehlerort- und Fehlerartselektivität heute realisierter Schutzkonzepte, Entwicklung neuer Schutzkonzepte.

Die Ergebnisse des Vorhabens werden dazu verwendet, die heute geltenden Grundsätze zur Planung von Niederspannungsnetzen zu bewerten, zu überarbeiten, anzupassen sowie neue Grundsätze zu entwickeln, um die von Industrie, Gewerbe und privaten Haushalten mit elektrischer Energie unter den sich  ändernden technischen, wirtschaftlichen und umweltspezifischen Randbedigungen auch zukünftig  sicherstellen zu können. Es ist geplant, die im Rahmen des FuE-Vorhabens gewonnenen Erkennntnisse in laufenden Netzplanungsvorhaben der Niederspannungsebene vergleichend zu verwenden, um die  Änderungen hinsichtlich der Aus- und Umbaumaßnahmen des betrachteten Niederspannungsnetzes zu identifizieren. Es werden hier sowohl die technischen, wirtschaftlichen als auch umweltspezifischen Aspekte betrachtet.