Dresdner Wissenschaftler erzielen Erfolg für Stabilisierung des Elektroenergienetzes
ARESS – Der Asynchrone, Rotierende Energie-System-Stabilisator soll als ein integraler Bestandteil der vorhandenen Netzstruktur dafür sorgen, dass Energieversorgung trotz der volatilen Verfügbarkeit der erneuerbaren Energiequellen zuverlässig funktioniert. Forscher der TU Dresden unter Leitung der Professoren Hofmann und Bernet vom Elektrotechnischen Institut (ETI) entwickeln (gemeinsam mit der Firma Siemens Energy Global GmbH Co. KG, der TU Dortmund, der Firma Amprion GmbH und der Leibniz Universität Hannover) eine Anlage zur Stabilisierung des Elektroenergienetzes.
Hochspannungsleitung in Brandenburg – Foto © Gerhard Hofmann für Solarify
Die ständig steigende Zahl von Erzeugern aus volatilen Quellen wie Wind und Sonne ist mit neuen Anforderungen an Elektroenergienetze verbunden. Um eine zuverlässige Elektroenergieversorgung nach der Energiewende zu gewährleisten, müssen die Netze Lastschwankungen, Netzfehler und Spannungs- sowie Frequenzschwankungen bewältigen können. Dafür werden Projektpartner in den kommenden vier Jahren spezielle Netzwerkkomponenten entwickeln: einen geregelten Modularen Multilevel-Matrixumrichter (M3C) und einen doppeltgespeisten Drehstrom-Asynchrongenerator mit Schwungrad. Der M3C wird eine Netzanpassung des Generators und eine bedarfsorientierte Regelung der Gesamtanlage ermöglichen, während das Schwungrad als eigentlicher, rotierender Energiespeicher fungiert. Beide bilden das sogenannte ARESS-System.
An der TU Dresden soll das ARESS-System regelungstechnisch in stationären und nichtstationären Arbeitspunkten untersucht werden. Dafür entwickeln die Forscher Modelle des Systems und seiner Teilkomponenten in verschiedenen Genauigkeitsstufen. Diese werden genutzt, um Regelungsstrategien für das gewünschte Systemverhalten zu entwerfen und simulativ zu untersuchen.
Zurzeit bauen die Ingenieure der TU Dresden und der Firma Siemens gemeinsam einen Demonstrator auf, der aus einer doppeltgespeisten Asynchronmaschine mit Schwungrad, einem M3C und einer neuartigen Regelungsplattform besteht. Er wird am Elektrotechnischen Institut testweise in Betrieb genommen. So kann nachgewiesen werden, dass dieses System in der Lage ist, bei Instabilitäten im Netz (z. B. durch Kurzschlüsse oder Frequenzschwankungen) das Netz mittels an der TU Dresden entwickelter, ausgeklügelter Regelalgorithmen zu stabilisieren.