Das Projekt "Teilvorhaben: EVW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Energieversorgung Wenzenbach GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Erforschung und der Entwurf eines neuartigen Hybrid-Kompensators, der mehrere Systemdienstleistungen wie Erdschlussstromkompensation unter Berücksichtigung neuer Anforderungen wie die Kompensation höherfrequenter Harmonischer sowie die Stabilisierung eines Verteilnetzes durch Einspeicherung und Rückspeisung von Energie bei variierender regenerativer Einspeisung in einer einzigen Anlage vereint. Vorgehen: EVW wirkt mit bei der Netzanalyse, der Systemspezifikation, der Implementierung des Umrichtersystems sowie der Systemverifikation. Es wird eine Analyse der existierenden und funktionierenden Verteilnetze mit den übrigen Konsortialpartnern durchführt. Die Kommunikationsinfrastruktur und -anbindung wird von EVW betrachtet, sowie eine Definition von erforderlichen Schnittstellen, um die interdisziplinäre Kommunikation zwischen den technischen Bauteilen und einer vorhandenen Leitstelle zu gewährleisten. In der Umsetzungsphase legt EVW Wert auf Aspekte der Versorgungssicherheit. In der Spezifikations- und Auslegungsphase stellt EVW die Kommunikation zwischen den Projektpartnern sicher, um eine Erfüllung der wissenschaftlichen und technischen AP-Ziele zu gewähren. EVW leitet die Zusammenführung des Hybridspeicher-Gesamtsystems während der Implementierungsphase unter den technischen und regulatorischen Aspekten sowie der IKT. Es wird die Erfüllung der wissenschaftlichen Ziele und technischen Kriterien aus den vorhergehenden APs überwacht. EVW tritt in seiner Rolle als innovatives Energieversorgungsunternehmen auf. Der Schwerpunkt der Arbeit beruht auf der Analyse, Planung und Umsetzung von IKT und deren Schnittstellen. EVW übernimmt die Leitung zur Koordination des Hybridspeicher-Gesamtsystems in der Spezifikations-, Auslegungs- und Umsetzungsphase. Eine Sicherstellung der wissenschaftlichen und technischen AP-Ziele ist zu erreichen. Es werden die wissenschaftlichen Ziele und technischen Kriterien aus den grundlegenden APs überwacht.
Das Projekt "Teilvorhaben: SWH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadtwerk Haßfurt GmbH durchgeführt. Ziel ist die Erforschung und der Entwurf eines neuartigen Hyb-Kom, der mehrere SDL in einer einzigen Anlage vereint: u.a. Optimierung der Erdschlussstromkompensation (mit Kompensation höherfrequenter Harmonischer) oder Stabilisierung des Netzes durch Einspeicherung und Rückspeisung von Energie bei variierender regenerativer Einspeisung. Vorgehen: Durch elektrotechn. Modellierung und Simulation eines Beispiel-Verteilnetzes werden die Anforderungen an den Hyb-Kom spezifiziert. Zunächst wird ein Kleinleistungs-Laboraufbau als Plattform für die Erforschung, Implementierung und Validierung der benötigten Funktionalitäten und Algorithmen realisiert. Dann wird das Speichersystem aus RedOx-Flow-Bat./Schwungmassenspeicher hinsichtlich Leistung und Kapazität ausgelegt. Es folgen: Feldaufbau, Skalierung auf Feldniveau und Integration aller Komponenten in das Netz des Verteilnetzbetreibers. Das Monitoring des Feldaufbaus und seines Verhaltens unter realen Bedingungen soll Aufschluss über seine Systemeigenschaften liefern und Optimierungen ermöglichen. SWH wird die Netzinfrastruktur für die Implementierung des Hybridkomp bereitstellen und sich an dessen Erforschung, auch in WW mit bereits bestehenden Erzeugungs-, Umwandlungs- und Speichereinrichtungen, beteiligen. Ein wichtiger Aspekt für SWH ist, neben der Bereitstellung von SDL, wie Oberschwingungsreduktion, Wirkleistungseinspeisung und Blindleistungskompensation, die Optimierung der Erdschlusskompensation im Hinblick auf eine Zunahme umrichterbasierter Einspeiser und Lasten. Durch IKT Anbindung des Systems an das vorhandene Netzleitsystem sind Messwerte anderer Messpunkte im Verteilnetz verfügbar und können für die Fehlererkennung und -analyse genutzt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: FAPS" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Maschinenbau, Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Erforschung und der Entwurf eines neuartigen Hybrid-Kompensators, der mehrere Systemdienstleistungen in einer einzigen Anlage vereint. Der Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik entwickelt und realisiert im Vorhaben HYBKomp die Steuerung des Gesamtsystems einer hybriden Kompensationsanlage zur Erbringung von Systemdienstleistungen in Mittelspannungsnetzen. Aufgabe der Steuerung ist die Auswertung von Zustandsgrößen des Netzes, das Energiemanagement zwischen dem Netz und den Speichern sowie die Parametrierung des Umrichter-Systems. Vorgehen: ln Zusammenarbeit mit den Projektpartnern werden geeignete Systemdienstleistungen spezifiziert, die durch die Anlage erbracht werden sollen. Dabei werden Informationsschnittstellen abgestimmt und Kommunikationsanforderungen definiert. Nach Abstimmung der Systemspezifikation erfolgt die Hardwareauswahl für die Gesamtsystem-Steuerung und Implementierung der Funktionen in geeignete Software. Die für die Kompensationsanlage ausgewählten Speichertechnologien RedOx-Flow Batterie und Schwungmassenspeicher werden anhand von Modellen evaluiert und passende Betriebs- und Energiemanagementstrategien abgeleitet. Algorithmen zum Betrieb der hybriden Kompensationsanlage werden in die Steuerung implementiert und die Komponenten der Projektpartner an die Steuerung angebunden. Der Lehrstuhl FAPS an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg wird im beantragten Forschungsvorhaben insbesondere die Gesamtsystemsteuerung entwickeln und für die Demonstrationsanwendung implementieren. Dabei wird FAPS die Spezifikation der Anforderungen an die Anlagensteuerung und die datentechnische Anbindung sowie die Spezifikation und Auslegung des Gesamtsystems betreuen, die Zusammenführung der Teilkomponenten zum Gesamtsystem koordinieren und die Spezifikation von Prüfungen für den Feldaufbau leiten.
Das Projekt "Teilvorhaben: KSA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KAUTZ Starkstrom-Anlagen GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Erforschung und der Entwurf eines neuartigen Hybrid-Kompensators, der mehrere Systemdienstleistungen in einer einzigen Anlage vereint. Hierzu zählen u.a. die Optimierung der Erdschlussstromkompensation unter Berücksichtigung neuer Anforderungen wie die Kompensation höherfrequenter Harmonischer sowie die Stabilisierung des Netzes durch Einspeicherung und Rückspeisung von Energie bei variierender regenerativer Einspeisung. Vorgehen: Durch elektrotechnische Modellierung und Simulation eines Beispiel-Verteilnetzes werden die Anforderungen an den Hybrid-Kompensator spezifiziert. Zunächst wird ein Kleinleistungs-Laboraufbau als Plattform für die Erforschung, Implementierung und Validierung der benötigten Funktionalitäten und Algorithmen realisiert. Zeitgleich wird das Speichersystem aus RedOx-Flow-Batterie und Schwungmassenspeicher hinsichtlich Leistung und Kapazität ausgelegt. Zur Validierung der Funktionsfähigkeit im realen Netzbetrieb wird nach erfolgreicher Laborerprobung ein Feldaufbau errichtet. Der Laboraufbau wird auf Feldniveau skaliert; es werden alle Komponenten zusammengeführt und in das Netz des Verteilnetzbetreibers integriert. Das Monitoring des Feldaufbaus und seines Verhaltens unter realen Bedingungen soll Aufschluss über seine Systemeigenschaften liefern und Optimierungen ermöglichen. Kautz strebt die Analyse der wesentlichen benötigten Systemdienstleistungen am Beispiel mehrerer unterschiedlicher Verteilnetze mit hoher dezentraler, regenerativer Einspeisung an. Ebenso den Entwurf eines informations- und kommunikationstechnisch angebundenen, auf der Mittelspannungsebene wirkenden, umrichterbasierten Systems , das die zentralen Systemdienstleistungen integriert. Dabei sollen die grundsätzlichen elektrotechnischen Gegebenheiten, und vor allem deren Unterschiede, in den zu untersuchenden Verteilnetzen untersucht, abgebildet, bewertet und lösungstechnisch abgebildet werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Aufbau / Inbetriebnahme Redox Zelle im Gesamtsystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT durchgeführt. Aktuell werden Energiespeicherung und Systemdienstleistungen zur Gewährleistung einer sicheren und stabilen Stromversorgung technisch noch in getrennten Elementen/Baugruppen realisiert. Im Rahmen des Verbundprojekts HybKomp wird eine technisch neue Lösung demonstriert, welche die einzelnen Baugruppen in einem System vereint. Ziel ist eine hybride Kompensationsanlage, bestehend aus zwei Speicherelementen - einer Redox-Flow-Batterie und einem Schwungmassenspeicher -, mit einem frei parametrierbaren Stromrichter sowie entsprechenden Mess-, Steuerungs- und Kommunikationseinrichtungen. Der neue Hybridkompensator lässt sich optimal an die benötigte Einspeiseglättung und die erforderlichen Systemdienstleistungen zu geringen Investitionskosten anpassen. In einem ersten Schritt werden die Anforderungen an den Hybridkompensator spezifiziert. Dies geschieht durch Analyse, elektrotechnische Modellierung und Simulation eines Beispiel-Verteilnetzes in den Gebieten der am Projekt beteiligten Netzbetreiber. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen wird zunächst ein Kleinleistungsaufbau des Hauptumrichters im Laborumfeld realisiert. Der Aufbau dient als Plattform für die Erforschung, Implementierung und Validierung der benötigten Funktionalitäten und Algorithmen. Um die Funktionsfähigkeit im realen Netzbetrieb zu testen und Maßnahmen zu optimieren, wird nach erfolgreicher Laborerprobung der Einzelkomponenten ein Feldaufbau in Haßfurt errichtet. Fraunhofer UMSICHT entwickelt und fertigt im Rahmen des Projektes eine 40 kW Vanadium-Redox-Flow-Batterie (VRFB). Das Batteriesystem wird in einem 20 Fuß-Container errichtet und wird eine Speicherkapazität von ca. 30 kWh haben. Es kommen großformatige, vollverschweißte und somit dichtungsfreie Batteriestacks zum Einsatz. Um das Batteriesystem in das Gesamtkonzept des Hybridkompensators integrieren zu können, wird eine geeignete Betriebsführung der Batterie erarbeitet und in das Steuerungskonzept überführt.