Neues Verfahren zum Blindleistungs-Management

Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) hat zusammen mit Partnern aus dem Netzbetrieb und der Universität Kassel Verfahren entwickelt, mit denen Netzbetreiber Erzeugungs- und andere Anlagen in der Mittel- und Hochspannungsebene so ansteuern können, dass sie bedarfsgerecht Blindleistung bereitstellen.

Ein weiterer Schwerpunkt des Projekts lag auf dem Austausch von Blindleistung zwischen den verschiedenen Netzebenen. In einem netzbetreiberübergreifenden Feldtest haben Allgäunetz und LEW Verteilnetz die Verfahren erfolgreich in der Praxis erprobt, teilte Fraunhofer jetzt mit.

„Solange die konventionellen Kraftwerke einen großen Teil der Stromerzeugung schultern, ist die Versorgung mit Blindleistung im Verteilnetz quasi ein Selbstläufer“, erklärte dazu Professor Martin Braun, Bereichsleiter Netzplanung und Netzbetrieb beim IEE und Professor an der Universität Kassel: „In einer zunehmend dezentralisierten Erzeugungslandschaft wird diese Aufgabe jedoch weit komplexer. Mit unserem Forschungsprojekt RPC2 zeigen wir, wie sich die Verteilnetze mit innovativen dezentralen und zentralen Verfahren für das Management von Blindleistung stützen lassen.“

RPC2 steht für „Reactive Power Control 2“ und wurde im Rahmen der Förderinitiative „Zukunftsfähige Stromnetze“ vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz finanziert. Neben Allgäunetz, LEW Verteilnetz und der Universität Kassel war die PSI Software AG als assoziierter Partner an dem Vorhaben beteiligt. Geleitet wurde das mittlerweile abgeschlossene Gesamtprojekt vom Fraunhofer IEE.

Live-Messdaten aus dem Verteilnetz halfen bei der Entwicklung

In der ersten Phase von RPC2 haben die Fraunhofer-Forscher neue Verfahren zur Anforderung von Blindleistung aus dezentralen Erzeugungsanlagen, aus Kompensationsanlagen sowie aus der Trafostufung im Hoch- und Mittelspannungsnetz entwickelt. Diese Verfahren haben die Wissenschaftler dann in die „beeDIP“-Software des Fraunhofer IEE implementiert – eine Plattform, die es erlaubt, Leitwarten um externe Komponenten zu erweitern, Daten und Algorithmen zu integrieren sowie neue Konzepte für die Betriebsführung zu testen. Damit wiederum war es möglich, die entwickelten Verfahren mit Live-Messdaten aus den Leitwarten von Allgäunetz und LEW Verteilnetz zu speisen. 

Vor dem Feldversuch haben die Wissenschaftler die Verfahren zur Blindleistungsregelung ausführlich im Labor getestet und anschließend die Blindleistungsrechner in den Verteilnetzen implementiert. Mit den aus dem jeweiligen Netzleitstellensystem exportierten Messwerten und Schaltzuständen konnten die Demonstratoren Berechnungen zur Optimierung des Blindleistungsflusses im eigenen sowie im gekoppelten 110-kV-Verteilnetz des Nachbarn durchführen. Daraus haben die Rechner dann Einstellvorschläge für ausgewählte Erzeugungs- sowie industrielle Kompensationsanlagen abgeleitet. Diese Vorschläge hat das Personal der Leitstellen schließlich über einen manuellen Steuerbefehl per Fernwirktechnik umgesetzt.

„Die Ergebnisse des Feldtests zeigen, dass die einzelnen Anlagen die geforderten Blindleistungswerte mit den entwickelten Verfahren punktgenau liefern können“, fasste Fraunhofer-Forscher Frank Marten zusammen. „Damit sind sie in der Lage, aktiv einen wichtigen Beitrag zum Blindleistungshaushalt des Netzes zu leisten.“