IEEE Spectrum Magazine

Im Rahmen der „IEEE Journal Watch”-Serie des „IEEE Spectrum”-Magazins wurde ausführlich über den Artikel „Survey of Real-World Grid Incidents – Opportunities, Arising Challenges and Lessons Learned for the Future Converter Dominated Power System” der Autoren Jan Wachter, Prof. Lutz Gröll und Prof. Veit Hagenmeyer im Beitrag „Studying Yesterday’s Blackouts to Head Off Tomorrow’s” berichtet.

Zusammenfassung:

Um die von nationalen und internationalen Institutionen gesetzten Klimaziele zu erreichen, ist ein umfassender Umbau des bestehenden Stromnetzes unumgänglich. Die notwendige Integration dezentraler, erneuerbarer Erzeugungsanlagen, die häufig mit leistungselektronischen Umrichtern gekoppelt sind, hat einen nicht zu vernachlässigenden Einfluss auf die Eigenschaften des Stromnetzes. Dies wird besonders bei anormalen Netzbedingungen wie Störungen deutlich. Bei rotierenden Maschinen wird die schnelle Reaktion auf diese Ereignisse hauptsächlich durch physikalische Eigenschaften bestimmt. Bei leistungselektronischen Geräten fehlt jedoch diese starke Kopplung, und ihr Verhalten wird durch das Steuerungs- und Automatisierungssystem erzeugt, was sie zu einem wichtigen Interessengebiet während dieses Übergangs macht. Der vorliegende Beitrag gibt einen Überblick über reale Ereignisse, wie z. B. Stromausfälle oder Schwingungsereignisse, die im Hinblick auf die Auswirkungen auf zukünftige umrichterdominierte Stromnetze diskutiert werden. Für typische kaskadierende Ausfälle wird aufgezeigt, wo die zunehmende Durchdringung von dezentraler, erneuerbarer Erzeugung und Smart-Grid-Technologien genutzt werden kann, um die Systemresilienz zu erhöhen, z.B. durch die Bereitstellung von Netzdienstleistungen durch geeignete Regelungskonzepte oder durch die Ermöglichung von Microgrid-Konzepten. Darüber hinaus werden Beispiele aus der Praxis für neu entstehende Herausforderungen durch leistungselektronische Geräte vorgestellt. Die Mechanismen der Interaktion von Regelungssystemen mit dem benachbarten Netz und ihre inhärente komplexe Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren werden erläutert. Schließlich werden die daraus resultierenden strukturellen Entwicklungen wie die veränderten Resonanzeigenschaften von Niederspannungsnetzen und die Zunahme von Oberwellenemissionen veranschaulicht.