Grid-Forming: Basis für eine erfolgreiche Energiewende
Der Strom von morgen, der fast ausschließlich aus erneuerbaren Energien (EE) erzeugt wird, soll in das Stromnetz nicht nur integriert werden, sondern auch in der Lage sein, das Netz jederzeit stabil zu halten. Doch dafür fehlt den EE-Anlagen noch die Grid-forming-Eigenschaft, die sie dazu befähigt, insbesondere im Störungsfall, einen stabilen Netzbetrieb zu gewährleisten.
Mit dem Begriff Grid-Forming wird beschrieben, wie eine Stromerzeugungsanlage mit dem Stromnetz zusammenarbeitet, um es stabil zu halten und somit die Versorgungssicherheit zu gewährleisten. Konventionelle Großkraftwerke mit Synchrongeneratoren sind bisher die einzigen Stromerzeugungsanlagen mit der Grid-forming-Eigenschaft und daher weiterhin essenziell für die Netzstabilität.
Doch im Zuge der Energiewende sollen die konventionellen Kraftwerke vom Netz gehen und die Grid-forming-Eigenschaft der Synchrongeneratoren langfristig durch den Einsatz von Stromrichtern an Netzknotenpunkten von den EE-Anlagen übernommen werden. Aktuell sind EE-Anlagen gerade auf die Grid-forming-Eigenschaft der Synchrongeneratoren und auf ein von ihnen bereitgestelltes Netz zur Stromeinspeisung angewiesen. Da sie sich praktisch in dieses Netz “einhängen” und diesem letztlich folgen werden sie als “Grid-Following” bezeichnet. Ein stabiler Stromnetzbetrieb mit ausschließlich Grid-following-Anlagen ist technisch nicht möglich.
Die Lösung für mehr Grid-Forming in der künftigen Energielandschaft gibt es bereits: den Einbau von Stromrichtern mit Grid-forming Eigenschaft an ausgewählten Netzknoten. Doch bislang sind nur wenige davon am Netz angeschlossen und folglich haben sie derzeit noch Pilotcharakter.
Es ist daher notwendig, diese Stromrichter schrittweise in das Netz zu integrieren, um praktische Erfahrungen zu sammeln. Gleichzeitig muss eine durchdachte Regelung entwickelt werden, um einen zuverlässigen Betrieb sicherzustellen. Der Einsatz von Stromrichtern mit netzstabilisierenden Eigenschaften mag entsprechend noch anspruchsvoll und kostenintensiv sein. Doch durch die in Stromrichtern eingebaute Regelungstechnik kann Strom aus EE stufenlos und sehr schnell gesteuert werden. Werden Stromrichter nicht eingesetzt, leidet die Systemstabilität und die Kosten der Energiewende steigen.
Empfohlen von LinkedIn
„Grid-Forming ist ein absolutes „Must-have“ für das Gelingen der Energiewende und stellt damit einen zwingend notwendigen Paradigmenwechsel in der Regelung von Stromrichtern dar.“ Christian Schöll, Systemexperte bei TransnetBW.
Deshalb wird die Umstellung hin zu Grid-forming-Stromrichtern durch die Integration von STATCOM-Anlagen und in den neuen Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs (HGÜ)-Projekten bereits umgesetzt. So sollen die im Rahmen vom Netzentwicklungsplan 2023 (2037/2045) bestätigten Momentanreservebedarfe mit STATCOMs gedeckt werden.
Die STATCOM-GFM-Anlage ist eine stromrichterbasierte Kompensationsanlage mit der Grid-forming-Eigenschaft, die gerade u. a. am Umspannwerk von TransnetBW in Wendlingen geplant wird. TransnetBW möchte mit dieser Anlage die STATCOM-Technologie im Betrieb validieren und praktische Erfahrungen sammeln.
Partner Wirtschaftsberatung Biedermann +Honorar Dozent Quantum Physics, HTW Berlin
9 MonateIm Beitrag wird Grid Forming als Paradigmen Wechsel im Netz beschrieben. Dazu gibt es ein Bild ohne Bezeichnung und mit nicht entzifferbaren Schriften und Zeichen. So wird in einer naturwissenschaftlichen Arbeit (Elektrotechnik zählt dazu?) niemals so verwendet. Bitte verwenden sie mehr Zeit zu Qualitätssicherung ihrer Beiträge.
Partner Wirtschaftsberatung Biedermann +Honorar Dozent Quantum Physics, HTW Berlin
9 MonateIch fand die Beiträge der EnBW sehr gut erklärt und technisch sehr gut beschrieben. Vielleicht reicht mein Wissen, bzw. ihr Bild nicht aus Unterschiede zu begreifen?
Energy Storage Evangelist | Flunicos | Energy Transitioner for my kids | Senior Manager Policy and Market Development @ Fluence
9 MonateDanke für den guten Beitrag über netzbildende Wechselrichter. Ich würde allerdings einschränken, nur weil das Konzept netzbildender Wechselrichter in Deutschland neu und damit Pilotcharakter hat, heißt das nicht, dass es sich dabei im internationalen Kontext um eine neue Technologie handelt. In Großbritannien und insbesondere Australien gibt es bereits eine große Anzahl von Großbatteriespeicherprojekten mit netzbildenden Wechselrichtern und noch mehr aktuell im Bau. Um die marktbasierte Integration netzbildender Wechselrichter voranzutreibern müssen die ÜNB nach der anstehenden Festlegung der BNetzA zur marktbasierten Beschaffung von Momentanreserve schnellstmöglich einen Marktrahmen schaffen, in dem Großbatteriespeicher auch mit netzbildenden Wechselrichtern ausgestattet werden. Hierzu sollte zeitnah ein Austausch mit der Industrie stattfinden, um eine realistische Einschätzung zu den notwendigen Anreizen zu erhalten. Netzbildende Wechselrichter beschränken sich nicht nur auf höhere Investitionskosten, sondern führen in Abhängigkeit der Ausgestaltung der Definition von Momentanreserve auch zu operativen Beeinträchtigungen, die ebenfalls im zukünfigen Anreizmechanismus berüchsichtigt werden müssen.
Grid stability and System strength is always underestimated.
9 MonateDas ist ein Bauteil aber nur mit Grid-Forming Konvertern wird es auch nicht funktionieren, oder? Wie sieht es hier mit der kurzschlußleistung aus?