OHA4flexgrid
Projekthintergrund
Die Steigerung der Aufnahmefähigkeit der Stromnetze, also höhere Anschlussleistungen sowie höhere Einspeise- und Bezugsmengen, gewinnt angesichts der Herausforderungen beim Netzausbau zunehmend an Bedeutung. Dazu zählen lange Lieferzeiten für Transformatoren und langwierige Genehmigungsprozesse für neue Umspannwerke. Gleichzeitig werden die thermischen Belastungsgrenzen der Betriebsmittel in Netzplanung und Netzbetriebsführung bislang sehr konservativ angesetzt: als jahreskonstanter Wert, ausgelegt auf den ungünstigsten Fall. Wertvolle Netzkapazitäten werden dadurch pauschal freigehalten.
Projektvorhaben
OHA4flexgrid schafft die Grundlagen, um durch eine gezielte und betriebssichere Höherauslastung der Netzebene 4 (Umspannung Hoch-/Mittelspannung) die Kapazitäten für den Anschluss erneuerbarer Erzeugungsanlagen, Speicher und Bezugslasten zu erhöhen und den dafür nötigen Netzausbau, vor allem den Austausch von Transformatoren und Schaltanlagen, zu verringern. Die Höherauslastbarkeit soll dabei als eine Maßnahme des Netzbetreibers abgestimmt mit weiteren Maßnahmen in Netzbetrieb und Netzplanung verankert werden.
Dazu wird zunächst das Verhalten der Komponenten bei Höherbelastung untersucht. Für den Transformator werden die Parameter des Temperaturmodells nach DIN 60076-7 aus Messwerten abgeleitet; zusätzlich entsteht ein thermodynamisches Simulationsmodell, das als Benchmark dient. Für die Schaltanlage wird ein digitaler Zwilling entwickelt, der die temperaturabhängige maximale Grenzstrombelastung ausgibt. Ergänzend werden die Schutzeinstellungen untersucht und angepasst, damit der AMZ-Schutz die Höherauslastung nicht unnötig einschränkt, unzulässige Überlastungen aber weiterhin rechtzeitig abgeschaltet werden. In diesem Zusammenhang wird auch geprüft, inwieweit sofort wirkende Entlastungsmaßnahmen, bspw. ein Batteriespeicher, höhere Belastungsgrenzen erlauben und welche Anforderungen an Reaktionszeit und IKT daraus folgen.
Aufgaben der Forschungsstelle für Energienetze und Energiespeicher
Die OTH Regensburg koordiniert das Verbundvorhaben und entwickelt mehrere Betriebsmittel- und Optimierungsmodelle, mit denen die Aufnahmefähigkeit von Mittelspannungsnetzen erhöht und in Planung und Betrieb von Netz- und Anlagenbetreibern einbezogen werden kann.
Gemeinsam mit den Herstellern werden Modelle für Transformator, Schaltanlage und Schutztechnik erarbeitet und so aufbereitet, dass sie sich über definierte Schnittstellen in die Optimierung einbinden lassen. Beim Transformator umfasst dies neben der Parameterbestimmung auch eine proaktive Kühlungsstrategie, die Lüfter vorausschauend zuschaltet. Bei der Schutztechnik sollen Parameter gefunden werden, die einen störungsfreien Betrieb auch im Höchstlastbereich erlauben.
Auf Basis von Modell- und Feldtestergebnisse werden gemeinsam mit der der Stiftung Umweltenergierecht Handlungsempfehlungen abgeleitet.
Projektpartner
Geförderte Partner
OTH Regensburg, Forschungsstelle Energienetze und Energiespeicher (FENES)
Technische Hochschule Nürnberg
M. Münch Elektrotechnik GmbH & Co. KG
