Dokumente
Beschreibungen zum Cell-Projekt:
Weltweit geht der Trend hin regenerativer sowie dezentralen Energieerzeugung. Zu den Schlüsseltechnologien in diesem Zusammenhang gehören die folgenden:
- Windturbinen
- Solar-Photovoltaik-Module
- Biomasse-Systeme
- Brennstoffzellen
- Stirling-Motoren
- Mini-Wasserkraftwerke oder andere kleine Quellen erneuerbarer Energie.
- lokale Nutzung von Abwärme aus der Verbrennung von Primärenergien zu Elektrizität durch Gasturbinen, Mikroturbinen oder Brennstoffzellen, wobei jeweils klein dimensionierte Anlagen zur Kraft-Wärme-Kopplung zum Einsatz kommen
“ In einigen Länder, wie z.B. Dänemark, ist dieser Prozess schon weit fortgeschritten ”
Zusammen mit Demand-Side-Management (steuerbare Lasten) werden diese Technologien eine bedeutende Rolle für die künftige Energieversorgung spielen. In einigen Ländern, wie z.B. Dänemark, ist dieser Prozess schon weit fortgeschritten, und energynautics ist über verschiedene Projekte in Dänemark aktiv daran beteiligt. Einerseits kann die dezentrale Energieerzeugung zwar potentiell die Notwendigkeit reduzieren, das herkömmliche System auszubauen (neue Stromleitungen), andererseits kann aber die Steuerung einer unter Umständen sehr großen Anzahl an dezentralen Energieerzeugern neue Herausforderungen in Bezug auf sicheren und effizienten Betrieb und Steuerung der Netze darstellen.
Eine Teilantwort auf diese Herausforderungen liefern neue IT-basierte Technologien, die regenerative und dezentrale Energieerzeugung konsequent dezentral steuern. Dazu gehören u.a. Smartgrids, Microgrids, Cells und Virtuelle Kraftwerke.
Beispiel: Das Cell-Pilotprojekt
Energinet.dk, die dänische Netzbetreibergesellschaft, ist Eigentümer und Betreiber des Hochspannungsnetzes in Dänemark. Dänemark ist weltweit führend bei der Integration von erneuerbaren und dezentralen Energiequellen in Stromnetze. Derzeit liegt der Anteil der Windkraft bei etwa 25% am Gesamtverbrauch, und die herkömmliche Stromerzeugung ist zu einem großen Teil dezentral, wobei Kraft-Wärme-Anlagen im ganzen Land verteilt sind.
“ Entwicklung einer innovativen Netzmanagementtechnologie ”
Um einen noch größeren Anteil von Windenergie zu erreichen und den größten Nutzen aus der verteilten Erzeugung zu ziehen, ist Energinet.dk mit energynautics und Spirae eine Partnerschaft eingegangen, um eine innovative Netzmanagementtechnologie zu entwickeln. Das Ziel des Pilotprojekts zur Steuerung von Zellen (Cell Controller Pilot Project CCPP) besteht darin, eine Systemarchitektur zu entwickeln, die es im Falle einer regionalen Notsituation erlaubt, dass sich ein bestimmter Teil des Verteilernetzes (die Zelle) selbst vom Hochspannungsnetz abkoppelt und in einen kontrollierten Inselbetrieb umschaltet. Falls die Umschaltung zu kontrolliertem Inselbetrieb nicht erfolgreich ist, kann die Zelle selbsttätig einen Schwarzstart durchführen und damit in einen Zustand des kontrollierten Inselbetriebs eintreten.
Das CCPP ist allerdings nicht allein deshalb gestartet worden, um die Stromversorgung in den sehr seltenen (wenn auch schwerwiegenden) Fällen eines totalen Blackouts zu sichern. Es geht auch darum, ein robustes Design zu schaffen, bei dem neue Funktionen in die Zellensteuerung als reine Softwareentwicklung eingespielt werden können, ohne dass Hardware ersetzt oder neue Hardware installiert werden müsste.
Dahinter steht dieser Gedanke: Wenn in einem Notfall schnell auf Inselbetrieb umgeschaltet werden kann, dann können auch alle Funktionen des Normalbetriebs innerhalb dieses Designs erfolgreich ablaufen.
Um die Ziele von CCPP zu erfüllen, muss die Steuerungs-Software eine Reihe von Funktionen für die Pilotzelle erfüllen können, die hier kurz aufgelistet sind:
- Online-Überwachung der Gesamtlast und Produktion innerhalb der Zelle.
- Wirkleistungssteuerung von Synchrongeneratoren.
- Wirkleistungssteuerung von Windkraftanlagen und großen Windturbinen.
- Blindleistungssteuerung durch Nutzung von Kondensatorbänken von Windturbinen und Netz.
- Spannungssteuerung durch Aktivierung von automatischen Spannungsregulatoren (AVR) bei Synchrongeneratoren.
- Frequenzsteuerung durch Aktivierung von Systemen zur Geschwindigkeitssteuerung (SGS) bei Synchrongeneratoren.
- Steuerung von 60 kV-Leistungsschaltern bei 150/60 kV-Transformatoren durch den Cell Controller.
- Steuerung der Leistungsschalter von Windturbinen und von Lasten durch den Cell Controller.
- Automatische schnelle Umschaltung auf Inselbetrieb der gesamten 60 kV-Zelle im Falle eines ernsten Netzfehlers.
- Automatische schnelle Laststeuerung im Falle einer Leistungsschwankung.
- Steuerung von Spannung, Frequenz und Strom im Inselbetrieb.
- Synchronisierung einer Zelle zurück zum Parallelbetrieb mit dem Übertragungsnetz.
- Unterstützung des Schwarzstarts ins Übertragungsnetz im Falle eines Blackouts.
Innerhalb dieses Projekts ist energynautics dafür verantwortlich, den Betrieb der Zellsteuerung in Stromsystem-Simulationen zu testen, bevor die echten Tests in der Fläche stattfinden, und die Leistung der Zellsteuerung mit den Ergebnissen aus den Feldtests abzugleichen. Die ersten Tests im dänischen Netz wurden im Herbst 2008 durchgeführt.
Weitere detaillierte Beschreibungen zu diesem Projekt finden Sie u.a. hier:
Cell-Projekt (PDF | 2.95 MB)
Cell-Projekt auf Energinet.dk
Energinet.dk Pressrelease Cell-Projekt