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Leitwarte mit Zukunft

Mit dem Projekt Dyna Grid Center entwickelte Siemens zusammen mit Partnern aus Forschung und Wissenschaft die nächste Generation von Netzleitwarten.

10. Oktober 2018
Bei dem Projekt Dyna Grid Center entwickelte Siemens zusammen mit Partnern aus der Forschung und Wissenschaft die nächste Generation von Netzleitwarten. Assistenzsysteme machen erstmals dynamische Vorgänge, die die Energiewende in das Stromnetzt bringt, sichtbar und geben gezielte Handlungsempfehlungen, um das Netz zu optimieren und Blackouts zu verhindern, so Siemens. (Bild: Siemens)

Assistenzsysteme machen erstmals dynamische Vorgänge, die die Energiewende in das Stromnetzt bringt, sichtbar und geben gezielte Handlungsempfehlungen, um das Netz zu optimieren und Blackouts zu verhindern.

„Wir brauchen in Zukunft Leitwarten, die das hochdynamische Stromnetz mit einer Autopilot-Funktionalität selbständig regeln und stabil halten“, sagte Prof. Dr. Rainer Krebs, Leiter der Beratungseinheit für den Betrieb und Schutz von Stromnetzen in der Siemens-Division Energy Management.

„Die dynamische Leitwarte ist ein unabdingbarer Bestandteil für eine erfolgreiche Energiewende. Sie beherrscht die zunehmende Netzdynamik, hält die Netzstabilität aufrecht und gibt konkrete Handlungsempfehlungen, um Ausfällen vorzubeugen.“

Die nächste Generation der Leitwarte wird damit zu einem zentralen Bestandteil des Aktionsplans Stromnetz, der im August 2018 von der Bundesregierung vorgestellt wurde, so Siemens in einer Mitteilung. Mit zunehmender Anzahl dezentraler Erzeugungsanlagen bei gleichzeitig reduzierter konventioneller Kraftwerksleistung nimmt die Störanfälligkeit des elektrischen Energieversorgungssystems zu. Auch das Zeitfenster, das bleibt, um auf kritische Störungen zu reagieren, wird dadurch immer kleiner. Verbesserte Steuerungs- und Regelungstechniken für die Leitwarten, die das Netz überwachen und aus der Ferne steuern, sind daher unabdingbar.

Im Projekt Dyna Grid Center erforschte Siemens nach eigenen Angaben, wie man dynamische Vorgänge, ausgelöst durch die ungleichmäßige Lastverteilung im Stromnetz, sichtbar macht und gezielt darauf reagiert. Entwickelt wurden Assistenzsysteme für das Übertragungsnetz. Wie beim Auto hat das System zwei Kernaufgaben: Erstens das System selbsttätig so zu regeln, dass die Fahrt oder der Netzbetrieb jederzeit möglichst ruhig und stabil bleibt.

Zweitens das frühzeitige Erkennen von Hindernissen oder Störungen, damit diese umfahren oder vermieden werden. „Damit erkennt der Operator in der dynamischen Netzleitwarte die Dynamik im Netz und es werden ihm Maßnahmen an die Hand gegeben, um zu tun, was heute nicht möglich ist: Auf verifizierte dynamische Netzzustände gezielt zu reagieren“, so Siemens.

Um das Netz zu beobachten, nutzten die Wissenschaftler eine Labor-Netzleitwarte, die an der Technischen Universität Ilmenau steht, und koppelten sie an ein simuliertes Stromnetz, das die Otto-von-Guericke Universität in Magdeburg betreibt.

Sogenannte Phasor Measurement Units (PMUs) übermitteln alle 20 Millisekunden die Höhe und den Phasenwinkel von Strom und Spannung und ergänzen damit die bisher im Sekundenbereich übermittelten Messwerte um eine hochdynamische Komponente.

Die PMU-Messdaten sind zeitlich synchronisiert und können so direkt miteinander verglichen werden. So werden unerwünschte Schwingungen und transiente Übergangsvorgänge im Netz sichtbar, heißt es.

In Ausgabe 9/2018, Erscheinungstermin ist am 12. November 2018, stellt energiespektrum das Projekt detailliert vor.