Intelligente Algorithmen und Leistungselektronik für einen netzqualitäts- und energieeffizienten Batteriespeicherbetrieb

Das Verbundprojekt ALene, eine Kooperation von Industrie, Netzbetreibern und Forschungseinrichtungen, hat zum Ziel, Algorithmen und leistungselektronische Systeme für den optimierten, netzdienlichen und multifunktionalen Betrieb von Batteriespeichern zu entwickeln und in der Praxis zu erproben. Dabei sollen Lösungen entstehen, die dazu beitragen, negative Netzeinflüsse und lokale Netzphänomene zu reduzieren und zu kompensieren, die Versorgungsqualität zu steigern, Betriebsmittel zu entlasten und die vorhandene Netzinfrastruktur optimal zu nutzen. Dies führt in Summe zu einer gesteigerten Gesamtsystemeffizienz und -resilienz in lokalen Verteilnetzen.

Im Rahmen des Projekts werden Batteriespeichersysteme mit erweiterten Systemdienstleistungsfunktionen ausgestattet und systemisch integriert. Dazu werden spezifische Algorithmen entwickelt, die in Kombination mit erweiterten leistungselektronischen Komponenten und intelligenter Kommunikationstechnik in die Systemführung integriert werden.

Die Hauptziele im Einzelnen sind:

• Systemleitwarte für netzdienliche Speichersysteme: Entwicklung und Implementierung neuer Betriebs- und Steuerungsverfahren für Batteriespeichersysteme, um deren netzdienlichen Einsatz im Rahmen des übergeordneten Leit- und Steuerungssystems zu gewährleisten. Dabei sollen integrierte Lösungen für eine reaktionsschnelle und stabile Netzführung geschaffen werden.

• Multifunktionales Speichersystem: Gestaltung eines technisch, ökologisch und ökonomisch optimierten Batteriespeichersystems, das multifunktional und netzdienlich eingesetzt wird. Ziel ist hier die Maximierung des Nutzens dieser Systeme durch eine erweiterte Funktionalität innerhalb des Gesamtsystems, um verschiedenen Anforderungen im Netzbetrieb gerecht zu werden.

• Netzserviceoptimierte Leistungselektronik: Entwicklung einer Hard- und Softwarelösung, die es ermöglicht, die Leistungselektronik von Batteriespeichern für einen optimierten, multifunktionalen und netzdienlichen Betrieb zu nutzen. Dies beinhaltet die Anpassung der Betriebsführung an die Anforderungen moderner Verteilnetze.

• Multifunktionale intelligente AC/DC-Mess- und Monitoringsysteme: Konzeption und Entwicklung präziser und integrierter Messsysteme, die zur Überwachung und Analyse der Netzqualität (Power Quality) sowie zur Erkennung von Resonanzen im Netz beitragen. Diese Systeme sollen in den netzdienlichen Betrieb von Batteriespeichern integriert werden, um eine verbesserte Kontrolle und Diagnose zu ermöglichen.

• Netzdienliche Regel- und Steuerverfahren für 4-Zweige-Wechselrichter: Analyse und Entwicklung von Konzepten für die Steuerung von 4-Zweige-Wechselrichtern, zunächst durch Simulation und anschließend durch praktische Umsetzung. Ziel ist eine robuste Soft- und Hardwarelösung, die in Zusammenarbeit mit Industriepartnern getestet und optimiert wird.

• Netzdienlicher Speichereinsatz im Microgrid: Integration, Validierung und Optimierung von Batteriespeichersystemen in Microgrids, um deren netzdienlichen Einsatz zu demonstrieren und die Wechselwirkungen mit verschiedenen Netzkomponenten zu analysieren. Dies soll im Rahmen des Gesamtsystems erfolgen.

• Netzdienlicher Speicherbetrieb im Verteilnetz: Untersuchung und Erprobung relevanter Betriebsszenarien für Batteriespeichersysteme im Verteilnetz, um technische und wirtschaftliche Optimierungspotenziale zu identifizieren. Ziel ist es, die Einsatzmöglichkeiten von Batteriespeichern im Verteilnetz zu erweitern und ihre Rolle bei der Netzstabilisierung zu stärken.

Quelle: https://www.iff.fraunhofer.de/de/geschaeftsbereiche/energiesysteme-infrastrukturen/alene.html (jüngster Zugriff: 14.03.2025)