INZELL

Forschungsprojekt INZELL

Netzstützung und Systemdienstleistungserbringung durch eine Industriezelle mit Inselnetzfähigkeit und Erneuerbaren Energien

Gesamtziel des Vorhabens

Das übergeordnete Projektvorhaben ist der stabile Betrieb des Industrienetzes Max Bögl als Inselnetz. Mit dem ausgearbeiteten Konzept eines Inselnetzbetriebs sollen Handlungsempfehlungen entwickelt werden, wie künftig Industriezellen mit einer hybriden Struktur aus Bezugs- und Erzeugungsanlagen hinsichtlich der Netzanschlussrichtlinien behandelt werden sollten und wie deren Potenziale bestmöglich für die Systemsicherheit des Gesamtsystems genutzt werden können.  Im Fokus stehen hierbei auch Systemdienstleistungen, die ein Industriebetrieb für das Verbundnetz leisten kann, wie z.B. Netzwiederaufbau oder gesteuerter Wirk- und Blindleistungshaushalt am Übergabepunkt, welche dann nicht nur im Inselnetzbetrieb, sondern auch in einem Netzparallelbetrieb vermarktet werden können.

Teilvorhaben und Forschungsziele der Projektpartner
  • Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg: Konzeption und Umsetzung des Netzparallel- und Inselnetzbetriebs mit Fokus auf Anlageneinsatzplanung sowie Netzmanager
  • Technische Universität Clausthal: Hochdynamische Stabilitätsbetrachtungen der transienten Vorgänge im Inselnetzbetrieb
  • Technische Universität München: Konzeption und Umsetzung des Inselnetzbetriebs mit dezentralen Erzeugungsanlagen und Resynchronisation eines Inselnetzes mit Fokus auf dynamischer Stabilität
  • Max Bögl Wind AG: Durchführung von Feldversuchen, Anpassung der betrieblichen Infrastruktur und Ausarbeitung potentieller Systemdienstleistungen
  • Intilion GmbH: Entwicklung von Regelungsstrukturen und Algorithmen eines Batteriespeichers für Spitzenlastmanagement, Schwarzstartfähigkeit und Inselnetzbetrieb

Projektfortschritt

30.04.2021 Projektmeilenstein
Abschluss der Bestandsaufnahme des Industrienetzes Max Bögl in Sengenthal

Mit der Erfassung der Netzstruktur inklusive der technischen Kenngrößen der Erzeugungsanlagen und Laststationen sowie der im Netz integrierten Informations- und Kommunikationsstrukturen konnte ein wichtiger Meilenstein für die Nachbildung und Untersuchung der Industriezelle in den Simulationsmodellen erreicht werden.

18.03.2021 Projektmeilenstein
Inbetriebnahme des Batteriespeichers

Durch die Integration des 2,5 MW Batteriespeichers von INTILION ist zukünftig eine Senkung der Leistungsspitzen um bis zu 25 % möglich. Für den angestrebten Inselnetzbetrieb der Industriezelle nimmt der Batteriespeicher als Netzbildner sowie zur Bereitstellung synthetischer Momentanreserve eine zentrale Rolle ein.

Hintergrund und Problemstellung

Auf Seiten der Industriebetriebe erfordern die zunehmend kostensensitiven Fertigungsprozesse eine hohe Zuverlässigkeit der Stromversorgung. Hingegen entstehen durch die Verdrängung von Großkraftwerken offene Flanken im Bereich der Systemsicherheit, insbesondere bei

  • der Blindleistung im Übertragungsnetz, wo trotz Zunahme der Vorhaltung steigende Defizite im Blindleistungshaushalt für die Zukunft vorhergesagt werden [1],
  • der Momentanreserve, die nicht mehr systemimmanent in vielen Erzeugungs- und Bezugsanlagen vorhanden ist und
  • dem Netzwiederaufbau, der bislang mittels Großkraftwerken geplant ist.

Viele Betriebe verfügen bereits über eine Eigenerzeugung, um unabhängiger von Strombezugskosten zu sein. Bedeutender wird auch der Aspekt der Eigenabsicherung bzw. der höheren Versorgungsqualität werden, da sowohl länger andauernde Versorgungsausfälle als auch Spannungseinbrüche des öffentlichen Versorgungsnetzes zu hohen Kosten durch Produktionsstillstand und Schäden führen können.

Lösungsansatz und Anwendungsszenarien

In Verbindung mit Batteriespeichern (im Folgenden Speicher), Eigenerzeugungsanlagen und regel- oder abschaltbaren Bezugsanlagen besteht mit einem intelligenten Konzept die Möglichkeit der Weiterversorgung. Die für den Inselnetzbetrieb erforderliche Bereitstellung der Momentanreserve und Blindleistung könnte auch im Netzparallelbetrieb als Systemdienstleistung angeboten werden. Ebenso wäre eine teil- bzw. zeitweise Vermarktung der Wirkleistungsvorhaltung als Regelleistung oder für den Netzwiederaufbau möglich. Dieses technische und monetäre Potenzial von Industriebetrieben gilt es in zukünftige Konzepte der Systemsicherheit zu integrieren.

Innovationsbereiche

Eine Besonderheit des Vorhabens besteht darin, neben den Erzeugungsanlagen und dem Speicher auch einzelne Bezugsanlagen, soweit möglich, in die Inselnetzregelung miteinzubeziehen. Hierzu soll ihre Wirkleistungsaufnahme frequenzabhängig erfolgen. Außerdem soll geprüft werden, ob und wie lange die Lastaufnahme bei abweichender Netzfrequenz oder Spannung erfolgen kann. Zudem soll die Abschaltung von Bezugsanlagen priorisiert erfolgen, um damit eine angepasste Inselnetzversorgungszeit sicherzustellen und/oder einen gesicherten Beitrag für den Netzwiederaufbau erbringen zu können. Um die Freiheitsgrade bei der Vermarktung von Systemdienstleistungen zu erhöhen, wird zusätzlich zum reinen Inselnetzbetrieb mittels Erzeugungsanlagen-, Speicher- und Laststeuerung auch die Einbindung und das Zusammenspiel mit einem Notstromaggregat untersucht.

Beschreibung des Industrienetzes Max Bögl in Sengenthal

Der Industriebetrieb Max Bögl in Sengenthal weist eine Maximallast von 6,3 MW auf. Im Industrienetz sind Photovoltaikanlagen mit insgesamt 2,5 MW sowie drei Windenergieanlagen , eine davon von Siemens Gamesa, mit insgesamt 9,6 MW angeschlossen. Zur Sicherstellung der Inselnetzfähigkeit erfolgt die Installation eines Batteriespeichers mit insgesamt 2,5 MW. Davon dienen 0,5 MW während der Projektphase zur Bereitstellung einer synthetische Momentanreserve. Im Feldversuch werden optional noch Netzersatzanlagen integriert.

Momentaufnahme aus dem Leitsystem des Max-Bögl-Industrienetzes am Standort Sengenthal
Momentaufnahme aus dem Leitsystem des Max-Bögl-Industrienetzes am Standort Sengenthal

Weitere Informationen zum Download

Pressemappe zum Projektstart

Bayernwerk Netz

Energiezelle Max Bögl

ETG Kongres 2021 Energiezelle Max Bögl

VDE Planung zellulare Energiesysteme