Technische Herausforderungen fur die Lieferung von Systemdienstleistungen durch dezentrale Erzeuger in aktiven Verteilungsnetzen

摘要

Dieser Beitrag gibt einen Uberblick uber die technischen Herausforderungen bei der Lieferung von Systemdienstleistungen durch dezentrale Erzeuger im aktiven Verteilungsnetz. Die Aussagen fussen auf konkreten Simulationsbeispielen fur aktive Verteilungsnetze und zeigen insbesondere die technischen Randbedingungen an den Schnittstellen zum Hochspannungsnetz auf. Die Verteilungsnetze werden im Nieder- und Mittelspannungsbereich modelliert. Dazu werden CIGRE Benchmark-Netze mit ihren charakteristischen Eigenschaften, Lastgangen und Erzeugungsleistungen verwendet. Fur die dezentralen Stromerzeuger werden eigene Zeitreihen verwendet. Exemplarisch erfolgen die Betrachtungen fur jeweils eine Woche in den drei unterschiedlichen Jahreszeiten. Fur die dezentralen Erzeugungsleistungen wird dabei ein mittlerer Durchdringungsgrad angenommen. Im gewahlten Ansatz fur das aktive Verteilungsnetz ubernehmen steuerbare Blockheizkraftwerke im Verbundbetrieb sowie dezentrale Speicher den erforderlichen ausgleichenden Part. Zur Analyse der durch Speicher hervorgerufenen Ausgleichsvorgange werden Simulationsmodelle fur Li-Ion-Batteriespeicher, Redox-Flow-Speicher und Schwungradspeicher erstellt und in die Netzsimulation eingebunden. Hierbei wurden insbesondere mit deren individuellen Systemeigenschaften in die Analyse miteinbezogen. Zentrale Merkmale der Speichermodelle sind das durch die Netzparameter beeinflusste Betriebsverhalten und die physikalischen Speicherparameter. Mit Hilfe der Simulationen konnen Aussagen zur Bemessung der Speicher hinsichtlich Leistungsfahigkeit und Kapazitat und zur Auswahl der Speicherorte getroffen werden. Der Speicherort beeinflusst massgeblich die vom Speicher angestossenen Netzausgleichsvorgange. Die meisten dezentralen Energieerzeuger sind uber Leistungselektronik ans Netz gekoppelt und mussen daher geregelt werden. Sobald sie an der Primarregelung und/oder Spannungshaltung beteiligt werden und durch die Anordnung im lokalen Netzabschnitt elektrisch eng gekoppelt sind, konnen Stabilitatsprobleme auftreten. Der Beitrag gibt ein einfaches Modell an, mit dem die Ursachen dieser Probleme analysiert werden konnen.