Forschungsprojekt BesGASa

Beschleunigung der Energiewende durch Grid Forming mit Windparks und Strategien für kritische Netzsituationen zur Ablösung von Synchronmaschinen

Credit:

BMWE

Mit dem zunehmenden Ausbau erneuerbarer Energien dominieren zukünftig dezentrale Erzeugungsanlagen die Stromversorgung. Um die Netzstabilität auch ohne die (technisch vorteilhafte) Trägheit konventioneller Kraftwerke sicherzustellen, müssen Windenergieanlagen (WEA) sogenannte netzbildende Eigenschaften erhalten. Bisher arbeiten Anlagen primär netzfolgend, sie richten sich also nach dem Netz. Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderte Verbundprojekt BesGASa (sinngemäß „ohne Gas"; abgeleitet aus dem slavischen Sprachgebrauch) entwickelt Strategien, um WEA in Spannungsquellen umzuwandeln, die aktiv zur Netzstabilisierung beitragen. Damit soll die Abhängigkeit von fossilen Reservekapazitäten reduziert und die Versorgungssicherheit in kritischen Netzsituationen, etwa beim Netzwiederaufbau nach einem Blackout, gewährleistet werden.

Forschungsprojekt BesGASa

 

Laufzeit

Januar 2025 bis Dezember 2027

Förderung durch

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Projektbeteiligte

  • Institut für Vernetzte Energiesysteme
  • WRD Wobben Research and Development GmbH
  • Universität Kassel

Das Projekt adressiert die technische Herausforderung, dass netzbildende WEA grundlegend neue Wechselwirkungen mit dem Netz erzeugen. Es gilt, Regelungskonzepte für Umrichter, Betriebsführungen und Windparksteuerungen zu entwickeln, die sowohl im Verbund als auch im Inselbetrieb stabil funktionieren. Besonderes Augenmerk liegt auf der aktiven Unterstützung des Netz-Wiederaufbaus nach einem Ausfall: Netzbildende Windparks sollen die Frequenzstabilität verbessern, sobald erste Netzstrukturen wiederhergestellt sind. Um die hohen Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, werden umfangreiche systemische Fallstudien durchgeführt, um zukünftige Anforderungen an Netzanschlussregeln (Grid Codes) zu antizipieren und Entwicklungsrisiken für die Industrie zu minimieren.

Am Institut für Vernetzte Energiesysteme liegt der Forschungsschwerpunkt im Projekt BesGASa auf der systemischen Betrachtung und der Entwicklung von Regelungsarchitekturen für zukünftige Windparks. Das Team erarbeitet Szenarien für künftige Netzanschlussbedingungen und entwickelt darauf aufbauend Parkregelungskonzepte, die die koordinierte Einbindung netzbildender WEA ermöglichen. Ein wesentlicher Arbeitsbereich ist die Validierung dieser Konzepte in Model-in-the-Loop (MiL) und Hardware-in-the-Loop (HiL) Umgebungen. Zudem widmet sich das DLR der Entwicklung passiver Methoden zur Erkennung ungewollter Inselnetzbildungen im Mittelspannungsnetz und definiert Kommunikationsprotokolle zwischen Windpark und Netzbetreiber. Diese Arbeiten bilden eine wichtige Grundlage für die sichere Betriebsführung elektrischer Netze in einem regenerativ geprägten Energiesystem.

Abteilungen, Forschungsgruppen und Handlungsfelder mit Bezug zum Projekt BesGASa:

Abteilung

Energiesystemtechnologie

Die Abteilung Energiesystemtechnologie fokussiert sich auf die Interaktion zwischen systemrelevanten Technologien innerhalb dezentraler vernetzter Strukturen, insbesondere auf der Nieder- und Mittelspannungsebene.

Forschungsgruppe

Flexibilitäten und Systemdienstleistungen

Die Forschungsgruppe Flexibilitäten und Systemdienstleistungen befasst sich mit der Frage, welche Werkzeuge, Betriebsführungsstrategien und zusätzliche Infrastrukturen erforderlich sind, um Stromnetze stabil, zuverlässig und robust betreiben zu können.

Forschungsgruppe

Netztechnologie

Die Forschungsgruppe Netztechnologie bildet das komplexe Zusammenspiel zwischen Erzeuger- und Abnehmerseite in intelligent gesteuerten Smart Grids im Labor ab, um dessen Funktionsweise auf Soft- und Hardwareebene zu verstehen und zu optimieren.

Handlungsfeld

Netzmanagement: Strom-, Gas- und Wärmenetze

Damit Energie nicht nur bilanziell, sondern auch real zur richtigen Zeit am richtigen Ort zur Verfügung steht, müssen Strom- und Gasnetze im Hinblick auf kommende Herausforderungen analysiert, in ihrer Betriebsführung angepasst, infrastrukturell modernisiert und teilweise erweitert werden.

Handlungsfeld

Strategien für nachhaltige Energiesysteme

Die Energiewende ist ein dynamischer Prozess, der fortlaufend an neue Einflüsse wie technische Innovationen oder gesellschaftlich ausgehandelte Rahmenbedingungen angepasst werden muss.

Kontakt

Flexibilitäten und Systemdienstleistungen

Forschungsgruppe
Institut für Vernetzte Energiesysteme