SyNErgie

Im Zuge der Energiewende stehen Verteilnetzbetreiber vor neuen Aufgaben und Herausforderungen hinsichtlich der Systemdienstleistungen. Systemdienstleistungen sind Funktionen, die ein Stromnetz benötigt, um stabil betrieben werden zu können. Ein Aspekt ist dabei die Blindleistungsbereitstellung. Blindleistung entsteht überwiegend beim Auf- und Abbau magnetischer Felder, z. B. in elektrischen Motoren. Blindleistung kann am Verbraucher nicht in Nutz-/Wirkenergie, wie z. B. Licht oder Wärme umgesetzt werden, weshalb sie den Zusatz „Blind“ trägt. Sie pendelt vielmehr zwischen Quelle und Verbraucher, ist aber dennoch für den Betrieb der Stromnetze notwendig.  Die Blindleistungsflüsse im Stromnetz beeinflussen die Spannungshaltung und Netzstabilität. Derzeit gleichen diese „unerwünschten Blind-Ströme“ vorrangig konventionelle Kraftwerke aus. Aufgrund des sukzessiven Wegfalls der großen Atom- und Kohlemeiler benötigt das Stromnetz alternative Lösungen.

Ziel des Vorhabens SyNErgie (Systemoptimierendes Netz- und Energiemanagement für die Verteilungsnetze der Zukunft) ist das Auffinden und Überführen solcher Lösungsansätze in für Netzbetreiber anwendbare Planungs- und Betriebskonzepte (kurz Blindleistungsmanagement) für Mittelspannungsnetze (siehe Abbildung 1). Damit sollen neue Möglichkeiten geschaffen werden, den Blindleistungsbedarf von Verteilungsnetzen zu optimieren. Im Fokus stehen u. a. betriebliche Kompensationsanlagen (kompensieren Blindleistung im Netz von großen Firmen) und dezentrale Erzeugungsanlagen (z. B. PV- und Wind-Anlagen), die in der Mittelspannungsebene (20.000 V) angeschlossen sind. Über die Auswertung von Messdaten (mit Auflösungen bis in den Sekundenbereich) wird im ersten Schritt das theoretische Potenzial ausgewählter realer Anlagen erfasst. Über Hochrechnungen und Simulationen wird dann ein für das Stromnetz nutzbares Potenzial abgeleitet, welches die Basis für die Auslegung von Versuchsreihen im realen Betrieb („Feldversuch“) bildet. Im geplanten Feldversuch kommen Blindleistungsregler zum Einsatz, die einerseits autark (d. h. ohne Informationen von außen) oder mit externer Vorgabe arbeiten. Die geplanten zwei Feldversuche sind Kernstück des Projektes und finden im Raum Nürnberg und Würzburg statt und sollen die entwickelten Ansätze aus dem Projekt SyNErgie unter realistischen Bedingungen evaluieren. Das heißt: Industriebetriebe und Erzeugungsanlagen sollen aktiv Blindleistung für das Stromnetz bereitstellen. So soll der Nachweis erbracht werden, dass eine signifikante Optimierung hinsichtlich des Blindleistungsmanagements möglich ist. Durch die Erschließung dieses vorhandenen Potenzials in Verbindung mit einem netzdienlichen Einsatz erwarten die Projektteilnehmer eine signifikante Optimierung des Netzbetriebs und somit einen wichtigen Beitrag für die Energiewende. Zum aktuellen Zeitpunkt finden die finalen Abstimmungen zwischen den ausgewählten Betrieben und dem Projektverbund aus SyNErgie statt, bevor es Ende des 2. Quartals 2017 in die praktische Erprobung gehen soll.

 

 

Neben der direkten Regelung von Erzeugungsanlagen und betrieblichen Kompensationsanlagen umfassen die Projektziele von SyNErgie auch die Verbesserung von Modellierungsgrundlagen für Lastflusssimulationen und die Regelung von Umspannwerkstransformatoren. Wie gut die Simulation die Realität wiedergibt, zeigt Abbildung 2. Die sogenannten Wirk-Blindleistungswolken zeigen das Verhalten eines Mittelspannungsnetzes mit einer Fläche von rd. 450 km² über ein Jahr. Simulation und Messung sind dabei fast deckungsgleich.

Der Projektverbund setzt sich aus den beiden Verteilnetzbetreibern Main-Donau Netzgesellschaft mbH und Mainfranken Netze GmbH, den beiden Kompensationsanlagenherstellern FRAKO Kondensatoren- und Anlagenbau GmbH und KBR GmbH sowie der Ostbayerischen Technischen Hochschule (OTH) Regensburg zusammen.