Hybride Kompensationsanlage für die Erbringung von Systemdienstleistungen in Mittelspannungsnetzen

Die zunehmende Integration dezentraler Erzeugungsanlagen in Mittel- und Niederspannungsnetzen erfordert die Erweiterung und Ertüchtigung der elektrischen Netze. Die Netzbetreiber sind hierbei bestrebt, erforderliche Netzerweiterungen aus wirtschaftlichen Gründen mit möglichst geringem Aufwand zu realisieren. Daher werden die Netze zunehmend an ihren Auslegungsgrenzen betrieben. Ebenso steigt die räumliche Ausdehnung insbesondere der Mittelspannungs-Netze und damit auch der technische Aufwand zum Beispiel zur Fehlerbehandlung. Der Einsatz intelligenter Betriebsmittel kann hier einen entscheidenden Beitrag dazu leisten, notwendige Netzausbaumaßnahmen zu reduzieren oder zumindest zu verzögern und damit Kosten einzusparen.

Ziel des Projektes war die Entwicklung und Realisierung einer hybriden Kompensationsanlage sowie deren Erprobung im Verteilnetz in Haßfurt. Im Gegensatz zu den heute eingesetzten Komponenten ist dieser in der Lage, in Mittelspannungsverteilnetzen verschiedenartige Systemdienstleistungen mit einer einzigen Anlage bereitzustellen. Zu den  Aufgaben zählten die Erdschlussstromkompensation, insbesondere unter Berücksichtigung neuer Anforderungen wie der Kompensation höherfrequenter Harmonischer Schwingungen und Wirkstromanteile, die Oberschwingungskompensation, die Stabilisierung des Netzes durch Einspeicherung und Rückspeisung von Energie bei variierender regenerativer Einspeisung sowie die Blindleistungskompensation.

Das System umfasste einen multifunktionalen Umrichter, ein Speichersystem bestehend aus einer RedOx-Flow-Batterie und einem Schwungmassenspeicher sowie die entsprechenden Mess-, Steuerungs- und Kommunikationseinrichtungen. Durch die Kombination von Speichersystemen mit unterschiedlichen Eigenschaften – RedOx-Flow-Batterien zur längerfristigen Speicherung und Bereitstellung größerer Energiemengen und Schwungmassenspeichern zur kurzfristigen Speicherung und Bereitstellung größerer Leistungen – kann ein solches System flexibel auf wechselnde Anforderungen bezüglich Wirk- und Blindleistungsmanagement reagieren.