FLOW-R: Flexibler Ortsnetz Spannungs- und Wirkleistungs-Regler

Das FLOW-R Projektteam.

Motivation

Durch die dargebotsabhängige Einspeisung von regenerativen Stromerzeugern ist der Energiefluss stark schwankend. Dabei kann die Transportleistung sogar die Nachfrage übersteigen. Vor allem in ländlichen Regionen mit vielen PV-Anlagen erreichen die Niederspannungsnetze ihre thermische Belastungsgrenze. Wird diese überschritten, kann dies zu Abschaltungen der Anlagen und im schlimmsten Fall zu Auslösungen der Schmelzsicherungen führen. Daher ist eine Veränderung der Betriebsführung dieser Netzebene erforderlich.

Mit Hilfe von Informations- und Kommunikationstechnologien kann die Aufnahmefähigkeit der Niederspannungs-Verteilnetze für die zunehmende regenerative Energieerzeugung erhöht und die Netzqualität optimiert werden – ohne kostenintensiven Ausbau der Verteilnetze selbst.

Aufgabenstellung

Mit dem „Flexiblen Ortsnetz Spannungs- und Wirkleistungs-Regler“ (FLOW-R) wird ein neues Betriebsmittel entwickelt und getestet, das eine lokalselektive Spannungsregelung in einem vermaschten Niederspannungsbetrieb ermöglicht. Dabei soll die Möglichkeit zur Regelung der Leistungsaufteilung auf die vorhandenen Stränge bestehen.

Die Regler werden dazu sinnvoll im Smart Grid angeordnet und durch vernetzte Regelalgorithmen verbunden. Um den Übergang von Ist- zu Zielnetzen wirtschaftlich zu ermöglichen, ist die Skalierbarkeit und Ausbaufähigkeit der Lösung wesentlich. Ziel ist, dass die FLOW-Rs durch ihre Mobilität und der einfachen Wiederverwendung an anderer Stelle einen Ortswechsel durchführen können, falls sich die Netzsituation verändert.

Vorgehensweise

Das Projekt umfasst die wissenschaftliche Erarbeitung des neuen Konzeptes, die industrielle Umsetzung und Erprobung prototypischer FLOW-R sowie die betriebs- und volkswirtschaftliche Kosten-Nutzen-Analyse.

Zunächst werden mathematische Modellbildungen für verschiedene Netztopologien erstellt und Algorithmen zur Netzregelung entworfen. Zusätzlich findet die Entwicklung eines Kommunikationskonzeptes zur lokal-autarken Vernetzung der FLOW-Rs statt. Dazu sind die Konzeption und der Aufbau einer Sicherheitsarchitektur zum Schutz vor Fremdzugriff notwendig. Nach dem Aufbau der Betriebsmittel und Implementierung der Regelalgorithmen wird eine Labor- und Felderprobung zur Verifizierung der Simulationen und Sicherstellung der Funktion durchgeführt.

Power Plus Communications leitet das Arbeitspaket „Kommunikations- und Sicherheitskonzept“. Dabei wird die bestehende Breitband-Powerline-Infrastruktur für den Einsatz der Netzregelung anhand der im Projektvorhaben entstehenden FLOW-Rs weiterentwickelt werden. Die im Projekt entstehenden Erfahrungen und Konzepte zur Sicherheitsarchitektur zum Schutz des Regelkonzeptes lokaler FLOW-Rs dienen der Weiterentwicklung und werden zum Schutz weiterer Applikationen zukünftiger Stromnetze eingesetzt.

FLOW-Rs

Gefördertes Verbundprojekt

FLOW-R wird im Rahmen des 6. Energieforschungsprogramms des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie, Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit sowie Bildung und Forschung gefördert. Das Projekt läuft seit Mitte 2014 bis Mitte 2017.

Folgende Verbundpartner sind beteiligt:

Weitere Informationen finden Sie auf der offiziellen Seite