Nextgrid Abschlussbericht als PDF

Im zukünftigen Energieversorgungssystem mit ausschließlich erneuerbaren Quellen müssen diese zumeist über Umrichter in das Netz einspeisende Anlagen die Systemstabilität sicherstellen, die heute noch vor allem auf der Existenz hinreichend vieler und verteilter Synchrongeneratoren beruht. 

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Im Projekt NextGrid wurden daher netzbildende Regelungskonzepte unter der Gestaltungszielen eines robusten Einsatzes mit gleicher Parametrierung unabhängig vom Einsatzort, getrennter Parametrierung der netzbildenden Eigenschaften, Gewährleistung der Stromlimitierung durch die Umrichterregelung, stabiles Zusammenwirken untereinander und im Parallelbetrieb mit Synchrongeneratoren sowie dem flexiblen Einsatz unterschiedlicher Synchronisierungsmethoden und der Einstellung des Winkel des Fehlerstrombeitrags entwickelt. Diese wurde in Simulationen umfassend getestet und optimiert. Zudem wurden die Regelungen in einem dafür aufgebauten PHiL-Labor unter realitätsnahen Bedingungen von unvermeidbaren Messfehlern, verzerrten Eingangsspannungen und etwaigen Kommunikationslatenzen getestet. Im Ergebnis kann nachgewiesen werden, dass die Systemstabilität in zukünftigen umrichterdominierten System mit derartigen Regelungen sichergestellt werden kann.Als eine systemische Lösung für diese Herausforderung werden in der Branche netzbildende Umrichterregelungen angesehen, da sie in der Lage sind, die erforderlichen netzstabilisierenden Funktionen instantan und intrinsisch bereitzustellen. Grundsätzliche qualitative Anforderungen an ein netzbildendes Verhalten wie Spannungsquellenverhalten, die Wirkung als Senke für Unsymmetrien und Oberschwingungen, eine intrinsische Reaktion auf Winkel‐/Frequenzänderungen bei der Wirkleistung sowie auf Spannungsbetrags‐ und Netzimpedanzänderungen beim Strom sind anerkannt, die genauen Anforderungen aber noch nicht ausformuliert. Außerdem haben bisher publizierte Ansätze jeweils spezifische Schwächen, insbesondere in der universellen Einsatzbarkeit und Stabilität. 

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Im Projekt NextGrid wurden daher netzbildende Regelungskonzepte unter der Gestaltungszielen eines robusten Einsatzes mit gleicher Parametrierung unabhängig vom Einsatzort, getrennter Parametrierung der netzbildenden Eigenschaften, Gewährleistung der Stromlimitierung durch die Umrichterregelung, stabiles Zusammenwirken untereinander und im Parallelbetrieb mit Synchrongeneratoren sowie dem flexiblen Einsatz unterschiedlicher Synchronisierungsmethoden und der Einstellung des Winkel des Fehlerstrombeitrags entwickelt. Diese wurde in Simulationen umfassend getestet und optimiert. Zudem wurden die Regelungen in einem dafür aufgebauten PHiL-Labor unter realitätsnahen Bedingungen von unvermeidbaren Messfehlern, verzerrten Eingangsspannungen und etwaigen Kommunikationslatenzen getestet. Im Ergebnis kann nachgewiesen werden, dass die Systemstabilität in zukünftigen umrichterdominierten System mit derartigen Regelungen sichergestellt werden kann.

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Hier gelangen Sie zur Stellenausschreibung.

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Für Studierende ist die Universität ein Ort der Wissensvermittlung. Das Berufsbild des Ingenieurs/der Ingenieurin geht allerdings weit darüber hinaus. Ingenieure/Ingenieurinnen sind essentielle Bindeglieder zwischen Forschung und Anwendung.

Studierenden ein umfassendes Bild der elektrischen Energietechnik näher zu bringen, war Ziel unserer Exkursion „Theory goes Praxis“. Daher freuten wir uns sehr, dieses Gesamtbild gemeinsam mit der SPIE Deutschland & Zentraleuropa GmbH und der Amprion GmbH abrunden zu können. So konnten die Studierenden der Elektrotechnik der realen Arbeitswelt näherkommen und ihr theoretisches Grundwissen mit Praxisbezug auf der Umspannanlage Rommerskirchen verknüpfen.

Während der Exkursion wurden aufkommende Fragen direkt durch die kompetente Begleitung der beiden Unternehmen beantwortet, sodass sowohl ein Einblick aus Sicht der Betreiber, als auch aus Sicht der Dienstleister im Bereich Hochspannungstechnik gewonnen werden konnte.

Die Dimension und die Größe der Betriebsmittel, denen die Studenten während der Exkursion gegenüberstanden, beeindruckte nachhaltig und zeigte eindeutig, welche Verantwortung alle Beschäftigten der Energietechnikbranche tragen.
 

Der Fachbereich „Elektrische Energiesysteme“ der Universität Duisburg-Essen möchte sich noch einmal recht herzlich für die freundliche und fachkundige Unterstützung bei den Unternehmen SPIE Deutschland & Zentraleuropa GmbH und der Amprion GmbH bedanken.

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Exkursion zur Schaltanlage Rommerskirchen am 30.8.2023 (PDF)​

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Eine Fortführung der Exkursionsreihe wurde versprochen und auch eingehalten.

Bereits im letzten Sommer haben wir unseren Lehranspruch über die Theorie der Vorlesung hinaus ausgeweitet, um Studentinnen und Studenten nicht nur das notwendige Fachwissen zu vermitteln, sondern auch um ein umfassenderes Verständnis des (sehr umfangreichen) Berufsbildes eines Elektrotechnikingenieurs zu veranschaulichen.

Für dieses Anliegen konnten wir in diesem Semester die Unterstützung der Amprion GmbH gewinnen. In den Räumlichkeiten der Gruppenschaltleitung Nord wurde den Studentinnen und Studenten eindrucksvoll vermittelt, welche Elemente zusammen agieren und ineinander greifen müssen, um eine reibungslose Netzführung zu ermöglichen.

So haben die Studierenden Einblicke in Theorie, digitale Darstellung und physische Bauelemente erhalten können.

Trotz dieses bereits umfassenden Programms, wurden Fragen der Studentinnen und Studenten gerne aufgenommen und beantwortet. In diesem Rahmen wurde klar, dass auch Politik und Journalismus für einen Netzbetreiber eine relevante Rolle spielen. Die Kernkompetenz des interdisziplinären Arbeitens hat also ihren Stellenwert für Ingenieure nicht verloren.

Highlights stellten die Leitwarte, in der Schalthandlungen durchgeführt werden, und die Besichtigung der Umspannanlage dar. Hier wurden aber auch die Kontraste offenbart, was ein „paar Klicks“ in der Warte für den Betrieb in der Anlage vor Ort bedeuten.

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Wir, der Fachbereich „Elektrische Energiesysteme“, möchten uns noch einmal recht herzlich für die Gelegenheit und kompetente Unterstützung dieser Exkursion bei Amprion bedanken. Auch über die rege Teilnahme der Studierenden haben wir uns sehr gefreut.

Auf eine Fortführung, im hoffentlich bald dritten Teil, der Exkursionsserie

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