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Systemdienstleistungen mit Speichern

Eckdaten

Name des Projekts
Systemdienstleistungen mit Speichern
Projektkategorie
Lastmanagement und Speicher
Ausführender Partner
Förderzeitraum
01.12.2016 – 30.11.2020
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi.IIIC4)

Kontaktdaten

Dr. Georg Pangalos
Tel.: +49 (0)40 42875 9317
georg.pangalos@isit.fraunhofer.de

Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie ISIT
Anwendungszentrum Leistungselektronik für Regenerative Energiesysteme
Steindamm 94
20099 Hamburg

Projektziele

Allgemeines Ziel der Aktivität „Systemdienstleistungen mit Speichern“ ist die Entwicklung eines Betriebsführungskonzeptes für einen Energiespeicher im Verteilnetz, sodass dieser netzdienlich eingesetzt werden kann. Der Fokus liegt hierbei auf innovativen Verfahren und ebenfalls innovativen Aspekten der Netzdienlichkeit, beispielsweise der Erbringung von schnellen frequenzstützenden Maßnahmen.

Es ist gut sich darauf vorzubereiten, dass zu einem Zeitpunkt die frequenzstützenden Effekte konventioneller Kraftwerke sehr gering sein werden. Auch wenn durch unser riesiges Verbundnetz die Sicherheit noch gewährleistet ist, machen wir uns Gedanken was im Störfall und einer damit einhergehenden Abspaltung vom Verbundnetz passieren könnte. Auch in diesem Fall wollen wir Lösungen bereithalten, um die Sicherheit des Netzbetriebs zu gewährleisten.

Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie ISIT

Im Fokus

Batteriespeichersystem, neuartige Systemdienstleistungen, Betriebsführungskonzepte für Systemdienstleistungen, Messungen zur Spannungsqualität

Projekthintergrund

Im Fokus der Aktivitäten steht die Erforschung und Analyse der technischen Eigenschaften von Erzeugungs- und Speicheranlagen, um innovative und marktfähige Konzepte zu modellieren und zu testen und um damit neue und adäquate Systemdienstleistungen zu entwickeln. Hierbei wird das Ziel verfolgt, bei  100% Erneuerbaren Energien über die dann weiterentwickelte Sektorenkopplung (Strom, H2, Wärme) aktuelle und zukünftige Märkte zu flexibilisieren und höchste Systemsicherheit zu gewährleisten.

Der stetige Zubau an erneuerbaren Energien, speziell Windstrom, erfordert neuartige Konzepte zur Erzielung einer Fahrplanfähigkeit von Windstrom. Überdies müssen die EEG-Erzeuger auf Verteilnetzebene einen zunehmenden Beitrag zur Bereitstellung von Systemdienstleistungen wie etwa Frequenzhaltung, Spannungshaltung und Engpassmanagement leisten. Besonders bei der Frequenzhaltung führt der Zubau an über Umrichter angeschlossenen Erneuerbaren Energien zu einer Reduktion der direkt mit der Frequenz gekoppelten rotierenden Massen großer Generatoren in konventionellen Kraftwerken. Das entstehende Problem sind größere und schnellere Frequenzabweichungen.

Projektschritte

Es sollen Betriebsführungskonzepte für neuartige Systemdienstleistungen entworfen werden die einen sicheren Netzbetrieb auch bei weiterem Zubau Erneuerbarer Energien ermöglichen. Zunächst erfolgen diese Untersuchungen simulatorisch, sollen aber auch in einem Feldtest mit dem 2 MW  Batteriespeicher der der Firma Wind to Gas Energy GmbH & Co. KG nahe Brunsbüttel verifiziert werden.

In Kooperation mit der Firma Wind to Gas Energy GmbH & Co. KG, der ARGE Netz GmbH & Co. KG und den beiden Netzbetreibern Schleswig-Holstein Netz AG und TenneT TSO GmbH werden am Energiespeicher der Wind to Gas Energy GmbH & Co. KG sowie an zwei weiteren Netzanschlusspunkten in Schleswig-Holstein Messungen zur Spannungsqualität (Netzspannung, Frequenz, Oberwellengehalt) zeitlich und räumlich aufgelöst durchgeführt.

Durch Einbeziehen der geografischen Lage der Messstellen werden die Auswirkungen von netzstabilisierenden Maßnahmen mit schnellen Energiespeichern auf die Frequenz- und Spannungshaltung messtechnisch bestimmt.  

Erwartete Ergebnisse

Ein lokal parametrisiertes Teil-Netzmodell wird entwickelt und mögliche Kombinationen von Systemdienstleistungen ermittelt. Es werden die technischen Voraussetzungen bestimmt, um mit Energiespeichern multiple Systemdienstleistungen anbieten zu können. Ein Betriebsführungskonzept für optimierte und multiple Systemdienstleistungen mit schnellen Speichern mittels flexibler Primärregelleistungserbringung, Blindleistungsbereitstellung und Erbringung von Momentanreserve wird entwickelt. Als weiteres Ergebnis wird die Bestimmung der optimalen Größe und Charakteristik von Speichersystemen zur Reduktion des Einspeisemanagements in der Modellregion bestimmt.

Aktueller Stand

Ein theoretisches Konzept zur Verbesserung der Spannungsqualität wurde entworfen und befindet sich momentan in der Weiterentwicklung. Die Messtechnik wurde beschafft und wird für die Installation vorbereitet.

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