Institut für Elektroenergiesysteme und Hochspannungstechnik

Smart Grid

Beschreibung

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Am Institut für Elektroenergiesysteme und Hochspannungstechnik wird an Netzführungsstrategien und Regelungskonzepten geforscht, um einen hohen Anteil von dezentralen Energieerzeugern und Elektrofahrzeugen im Netz zu integrieren.

Dezentrale und regenerative Energieerzeuger und die Bereitstellung von Energie für Elektrofahrzeuge stellt eine große Herausforderung an das Energieversorgungsnetz dar. Neuartige Netzführungsstrategien und Regelungskonzepten bieten die Möglichkeit die vorhandenen Betriebsmittel optimal zu nutzen, um eine Integration mit geringen Investitionskosten zu ermöglichen.

   Smart Grid   Quelle: EnBW   Smart Grid   

Integration von Elektromobilität

Smart GridMan geht davon aus, dass die unkoordinierte Ladung von Elektrofahrzeugen an kritischen Netzpunkten zur Überlastungen der Netzinfrastruktur und somit zu Netzausfällen führen kann. Seitens der Erzeugung sind ebenfalls Engpässe zu erwarten, da die Ladung von Elektrofahrzeugen voraussichtlich abends, also zum Zeitpunkt höchsten Verbrauchs, stattfinden wird. Die dazu benötigte Ladeenergie muss heute noch zu einem großen Teil fossil erzeugt werden, wodurch die Elektromobilität im Vergleich zum konventionellen Verbrennungsmotor nur wenig CO2 einsparen kann.

Erst durch neuartige Integrationskonzepte können gezielt erneuerbare Energien zur Ladung der Fahrzeuge genutzt werden. Damit könnte in Zukunft eine emissionsfreie Mobilität ermöglicht werden, welche verschiedenste regenerative Energiequellen nutzen kann. Steigt der Anteil der regenerativen Erzeugung weiter an, müssen Speicher im Netz die fluktuierende regenerative Erzeugung ausgleichen, um die Netzqualität zu stabilisieren. Elektrofahrzeuge könnten zur Zwischenspeicherung überschüssiger regenerativer Energie verwendet werden. Diese Energie kann dann zu Zeiten hoher Netzlast und niedriger Erzeugung wieder aus der Fahrzeugbatterie ins Netz zurückgespeist werden, und dadurch Lastspitzen reduzieren.

Es werden am Institut verschiedene Lade-/Integrationskonzepte entwickelt und analysiert, die je nach Komplexität und Grad der Interaktion zwischen Fahrzeug und Smart Grid unterschiedlichste Netzdienstleistungen ermöglichen. Die Konzepte werden innerhalb konkreter Simulationsmodelle realer Verteilungsnetze untersucht und verifiziert. Im Projekt MeRegioMobil, an dem das IEH beteiligt ist, können diese Integrationsstrategien an realen Fahrzeugen getestet werden.

Integration von Dezentralen Einspeisern

Quelle: http://blog.toptarif.deUm die dynamische interaktion aller Komponenten im Energieübertragungsnetz modellieren zu können ist die analytische Beschreibung von Erzeugern, Verbrauchern und dem Übertragungsnetz notwendig. Mittels des erstellten Modells und unter Nutzung von Online-Messwerten ist es möglich den Netzzustand zu schätzen und damit zu berechnen wie Einspeiser und Speicher agieren sollen.

Mit der Kenntnis des Netzzustandes und mit der Möglichkeit diesen über die Einspeisern beeinflussen zu können sind die entwickelten Regelungsstrategien eine Möglichkeit, um eine Vielzahl von Problemen, die durch einen hohen Anteil von dezentralen Einspeisern entstehen zu umgehen.

  • Einhaltung des Spannungsbandes
  • Vermeidung einer Überlastung des Transformators oder Leitungen
  • Optimaler Einsatz von FACTS
  • Dämpfung von Leistungspendelungen
  • Vermeidung von Netzrückwirkungen

Durch den ermittelten Netzzustand können Überlastungen des Transformators oder von Leitungen vorhergesagt und durch eine passende Regelung vermieden werden. Mittels einer passenden Steuerung von Stromrichter und FACTS ist es möglich die Netzstabilität zu erhöhen, Übertragungskapazität des Netzes zu maximieren und eine Einhaltung des Spannungsbandes sicher zustellen.