Kollektive Nichtlineare Dynamik komplexer Stromnetze: Dynamik, Statistik und Netzsicherheit

Das Ziel dieses Vorhabens ist es, unterschiedliche Stromrichterkonzepte, wie z.B. das spannungseinprägende Umrichtersystem mit Winkelverschiebung und die Virtuelle Synchronmaschine als netzstabilisierendes Umrichtersystem, im Insel- und Netzparallelbetrieb unter besonderer Berücksichtigung der Bereitstellung von Systemdienstleistungen zu testen. Weiterhin soll das Betriebsverhalten in Kombination mit stromeinprägenden Umrichtern, wie sie heute vielfach im Einsatz sind, überprüft werden. Aus der Simulation und der experimentellen Erprobung werden Handlungsanweisungen abgeleitet für einen sicheren Betrieb von umrichterdominierten Netzen.

Das Systemverhalten verschiedener Regelkonzepte und Umrichtersysteme soll im Parallelbetrieb zunächst in der Simulation und später in einem oder mehreren Versuchsnetzen getestet werden. Hierbei ist das stationäre und dynamische Verhalten bei Zustandsänderungen von besonderem Interesse.

Dreiphasen-Umrichtersysteme mit Strom- und Spannungseinprägung sollen hier Gegenstand der Untersuchung sein. Ziel ist das Zusammenspiel unterschiedlich geregelter netzeinspeisender Umrichter in einem bis zu 100% umrichterdominierten Netz zu testen und Stabilitätskriterien für Spannung, Frequenz, synthetische Schwungmassen, Ober- und Unterschwingungen etc. abzuleiten. Darüber hinaus sollten Strategien erarbeitet werden, die in zukünftigen Netzen mit hoher fluktuierender regenerativer Einspeisung neben der Netzstabilität auch die Resilienz und Robustheit im Hinblick auf Black-Out-Situationen gewährleisten.