SI/502668

Schlussbericht

Der Übergang von synchronen Generatoren zu inverterbasierten dezentralen Energieerzeugern in modernen Stromnetzen stellt Stabilitätsherausforderungen dar, da netzfolgende Wechselrichter nicht in der Lage sind, die Trägheitsreaktionen synchroner Generatoren nachzubilden. Netzbildende Wechselrichter hingegen können diese Eigenschaften imitieren und die Stabilität, Zuverlässigkeit und Resilienz des Netzes verbessern, insbesondere bei Stromausfällen. Ziel dieses Projekts ist es, die Vorteile und Risiken netzbildender Wechselrichter zu untersuchen, insbesondere durch die Bewertung ihres Einflusses auf die Zuverlässigkeit und Resilienz eines gemeinschaftlichen Mikronetzes. Darüber hinaus soll ein Rahmenkonzept für Netzwiederherstellung und Resilienz entwickelt sowie die Entscheidungsfindung für den Einsatz neuer dezentraler Energiequellen verbessert werden. Zu diesem Zweck werden Regelungsalgorithmen für netzbildende Wechselrichter entwickelt und experimentelle Hardware aufgebaut und in einer Laborumgebung eines gemeinschaftlichen Mikronetzes getestet. Die erste Phase des Projekts umfasst die theoretische Entwicklung der Primärregelung eines netzbildenden Wechselrichters, des Überlastschutzes sowie des Managements unsymmetrischer Lasten. In der zweiten Phase werden zwei experimentelle Wechselrichter aufgebaut, in ein gemeinschaftliches Labormikronetz integriert sowie programmiert und getestet. Dadurch kann das Forschungsteam die Fähigkeit netzbildender Wechselrichter demonstrieren, ein gemeinschaftliches Mikronetz unter realen Bedingungen zu erzeugen und aufrechtzuerhalten, sowie verschiedene praktische Vorgänge wie Schwarzstart, Synchronisation und Kurzschlusstests durchführen. Die dritte und letzte Phase des Projekts erweitert den Ansatz um eine energietechnische Systemperspektive, bei der die Ergebnisse der Implementierungsexperimente unter realistischen Netzbedingungen bewertet werden. In diesem Zusammenhang wird besonderes Augenmerk auf die Rolle netzbildender Wechselrichter bei der Verbesserung der Netzzuverlässigkeit und -resilienz gelegt. Darüber hinaus werden potenzielle Vorteile und damit verbundene Risiken in Niederspannungsnetzen in einer Simulationsumgebung analysiert, basierend auf den Erkenntnissen aus den Implementierungsexperimenten.