Inselnetze & Microgrids:

Kleine Aufgaben mit großem Potenzial

Unter Inselnetzen versteht man elektrische Energieversorgungsaufgaben mit einer begrenzten Anzahl an Erzeugungsanlagen und Verbrauchern. Inselnetze haben keine synchrone Verbindung mit einem großen Netz und müssen daher alle Aufgaben, die zum dauerhaften und sicheren Betrieb nötig sind, selbst bereitstellen können. Microgrids haben die gleichen Aufgaben, verfügen zusätzlich aber über die Möglichkeit einer synchronen Anbindung an ein großes Netz. Inselnetze entstehen meist durch ihre geographischen Umstände, die den Anschluss an ein großes Netz zu kostenaufwändig oder gar unmöglich machen. Microgrids hingegen dienen einer erhöhten Versorgungssicherheit, sollte es zu einem Kollaps des großen Netzes kommen.

Ein Balanceakt auf wackligen Beinen

Eine der größten Herausforderungen von Inselnetzen und Microgrids ist der Ausgleich von Erzeugung und Verbrauch. Häufig wurden in der Vergangenheit für diese Aufgabe Dieselgeneratoren eingesetzt. Aufgrund der immanenten Abhängigkeit von Ölpreis und Liefermöglichkeiten sowie der Umweltbelastung wurden Alternativen dazu gesucht. Erneuerbare Energien sind unabhängig von Rohstofflieferungen, umweltschonend und daher die logische Wahl für Inselnetze und Microgrids. Allerdings sind regenerative Erzeuger dargebotsabhängig und ihre maximale Erzeugungskapazität ist natürlichen Fluktuationen unterworfen. Deshalb gilt es Strategien zu entwickeln, wie Erzeugung und Verbrauch am Besten in Einklang gebracht werden können. Dazu kann eine gezielte Anpassung des Verbrauchs, eine Erhöhung der Erzeugungskapazitäten oder eine zeitliche Verschiebung von elektrischer Energie durch Speicher sinnvoll sein.

Kein (Zusammen-)Spiel ohne Regeln

Erneuerbare Energien werden oftmals über umrichterbasierte Systeme angeschlossen. Diese haben komplexe Regelstrukturen, die weniger auf physikalischen Reaktionen basieren als vielmehr auf Programmierungen des Systems. Dadurch können viele Funktionalitäten implementiert werden, sie müssen aber auch fallspezifisch im Inselnetz oder Microgrid für die verschiedensten Betriebsfälle auf dynamische und statische Stabilität bzw. Verhaltensweisen untersucht werden. Dazu sind detaillierte Modelle des Netzes, der Lasten, der vorhandenen Generatoren und der Regelungen nötig. So kann das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten vor der Einbindung neuer Anlagen auf Kompatibilität und Sicherheit überprüft werden. Insbesondere der Übergang eines Microgrids vom Netzparallelbetrieb zum autarken Betrieb kann hohe Ansprüche an die Regelaufgaben stellen.

In Kürze
  • Inselnetze und Microgrids haben nur eine begrenzte Anzahl von Akteuren.
  • Der Ausgleich von Last und Erzeugung ist eine große Herausforderung in Inselnetzen und Microgrids.
  • Simulationsgetestete Regelkonzepte sorgen für einen sicheren Betrieb.

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