Ziele
Die deutsche Regierung hat für den Ausbau regenerativer Energien anspruchsvolle Ziele. So soll deren Anteil am Bruttostromverbrauch in Deutschland in 2030 mindestens 50% betragen. Zur Zielerreichung sind innovative Konzepte zur markt- und netzorientierten Integration von regenerativen Energien notwendig.
Insbesondere der Zubau von Windkraft- und Photovoltaikanlagen ist ein treibender Faktor in der Transformation des Energieversorgungssystems. Vornehmlich werden diese Anlagen auf der Verteilungsnetzebene angeschlossen und stellen die Netze vor neue Herausforderungen, die nach den aktuellen Rahmenbedingungen mit hohen Ausbaukosten der Netze verbunden sind. Dadurch ergibt sich die Notwendigkeit neuartige Netzstrukturen und deren Betriebsführung wirtschaftlich und technisch zu untersuchen. Zugleich sind wettbewerbsfähige Lösungen für erneuerbare Energieanlagen notwendig, die zeitnah ihren Anspruch auf Subventionen verlieren werden.
Der Projektvorschlag IREN2 nimmt sich diesen Herausforderungen an und soll Möglichkeiten der Nutzung von regenerativen Anlagen sowie weiteren steuerbaren Erzeugern und Lasten in neuartigen netzkonformen Betriebsstrategien untersuchen.
Als Teil der Lösungen werden zwei Konzepte vorschlagen, um die regenerativen Anlagen in den Verteilungsnetzen in die Energiewende integrieren zu können. Zum einen werden inselnetzfähige Microgrids zur Abkopplung bestimmter Netzregionen vorgeschlagen, die bei einem Fehlerfall in einer überlagerten Netzebene das Versorgungsgebiet weiterversorgen können. Zum anderen wird das Konzept der topologischen Kraftwerke empfohlen. Topologische Kraftwerke beschreiben Netzabschnitte, deren Erzeuger und Verbraucher gemeinsam wie ein konventionelles Kraftwerk gesteuert werden können. Als topologisches Kraftwerk kann ein Netzabschnitt zur Systemstabilität insbesondere im Übertragungsnetz beitragen und somit Aufgaben der konventionellen Kraftwerke übernehmen.
Somit setzt sich IREN2 drei grundsätzliche Ziele:
1. Regulierungskonforme Integration von Netzbetriebsführung und Energiemarkt.
2. Nachweis der Realisierbarkeit von Microgrids als Inselnetze
3. Einsatz und Betrieb von Microgrids als Topologische Kraftwerke
Diese Netzstrukturen sollen im Rahmen dieses Projektes nach wirtschaftlichen und technischen Kriterien untersucht werden. Die Untersuchungen bezüglich wirtschaftlicher Kriterien zielen vor allem auf die kostengünstigste Ausbauvariante unterschiedlicher Netzstrukturen sowie die Analyse verschiedener Betriebsstrategien ab. Die technischen Analysen beziehen Stabilitätsuntersuchungen und Entwicklung von Schutzkonzepten mit ein.
Erprobt und validiert werden sollen die Betriebsstrategien in einem Versorgungsgebiet im Allgäu. Diese Region zeichnet sich durch einen sehr hohen Anteil Erneuerbarer Energie aus und wurde in den Vorgängerprojekten bereits mit Messtechnik und neuen Betriebsmitteln wie beispielsweisen einem Lithium-Ionen-Speicher ausgestattet. Die Durchdringung an Erneuerbaren Energie liegt in dieser Region über dem erklärten Ziel der Bundesregierung für das Jahre 2020 und bietet sich somit ideal für die Untersuchungen neuartiger Konzepte an.
