GIST entwickelt Sicherheitstechnik für Solar- und ESS-Leistung im Netz

Ein Forschungsteam des Gwangju Institute of Science and Technology (GIST) hat eine Technik entwickelt, die die Netzsicherheit gewährleistet, wenn dezentrale Energieressourcen (DER) wie Solaranlagen und Energiespeicher (ESS) ihre Leistung ändern. Zugleich berechnet sie in Echtzeit, wie viel Leistung jedes Gerät zusätzlich anpassen kann. Das Team um Professor Kim Yoon-soo gab das Ergebnis am 31. bekannt.

Die Technik dient als „Sicherheitsleitplanke“ für virtuelle Kraftwerke (VPP), die viele Erzeuger und Speicher wie ein einziges Kraftwerk bündeln, sowie für den Stromhandel. Das Problem: Jedes Gerät kann seine eigene Kapazität einhalten, doch gleichzeitige Leistungsänderungen können die Netzspannung zu hoch oder zu niedrig treiben oder einzelne Leitungen überlasten. Dieselbe Leistungsmenge wirkt je nach Anschlussort und umgebendem Lastfluss unterschiedlich. Die Prüfung der Gerätekapazität allein reicht daher nicht aus.

So arbeitet das Verfahren

Zunächst prüft das Framework Spannung und Lastfluss im Netz. Werden Betriebsgrenzen verletzt, regelt es die Leistung einzelner Anlagen, um einen sicheren Zustand herzustellen. Danach berechnet es die „operative Flexibilitätsreserve“ (OFM), ermittelt die Anpassungen mehrerer Geräte gemeinsam und prüft iterativ, ob Spannungs- und Leitungsgrenzen auch bei gleichzeitiger Änderung eingehalten werden. Die Ergebnisse stehen den Geräten für ihre Betriebsentscheidungen zur Verfügung. Der Netzzustand wird im 15-Minuten-Takt überwacht.

Im Test sank die Quote von Verstößen gegen Netzgrenzen von 6,7 Prozent, wenn nur die Bedingungen einzelner ESS berücksichtigt wurden, auf 0 Prozent. Der gesamte Lade- und Entladedurchsatz der Speicher blieb nahezu unverändert, da Anpassungen auf Geräte an Standorten mit mehr Spielraum verteilt wurden statt auf solche, die das Netz belasten.

In zusätzlichen Simulationen mit Verteilnetzdaten der Insel Jeju bestätigte das Team, dass die Berechnung für mehrere Leitungen innerhalb des 15-Minuten-Steuerzyklus möglich ist.

Bereits im Einsatz

Laut Kim wird die Technik bereits im Verteilnetzsystem (DSO-MD) des Versorgers Korea Electric Power Corporation angewendet. Sie solle helfen, die Aufnahmefähigkeit für erneuerbare Energien zu erhöhen und das koreanische Betriebsmodell für Verteilnetze sowie regionale Strommärkte zu etablieren.