Das Fraunhofer ISE hat gemeinsam mit den vier deutschen Übertragungsnetzbetreibern Tennet, Transnet BW, 50 Hertz und Amprion ein Mess- und Bewertungsverfahren für netzbildende Wechselrichter entwickelt und im Projekt „GFM Benchmark“ erprobt. Die Ergebnisse liefern einen Überblick über das Angebot marktreifer Geräte und flossen bereits in die deutsche und europäische Normungsarbeit ein.
Netzbildende Wechselrichter sollen eine Netzspannung mit stabiler Amplitude und Frequenz bereitstellen können. Was das im Detail bedeutet, lässt Interpretationsspielraum offen. Wie sich die Systeme in kritischen Situationen, etwa bei schnellen Frequenzänderungen, Kurzschlüssen oder Phasensprüngen, verhalten, ist in der Geräteprogrammierung verankert. Eine einheitliche Definition und Normierung des geforderten Verhaltens liegen bislang nicht vor. Einzelne wissenschaftliche Arbeiten und Hinweisdokumente von Netzbetreibern existieren zwar, sie ersetzen aber keine verbindliche Norm. Vor allem ist darin das Prüfverfahren nicht definiert.
Diesen Schritt ist das Fraunhofer ISE nun gegangen. „Wir wollten sehen, was die Hersteller unter Netzbildung verstehen und was sie in der Programmierung ihrer Geräte umsetzen“, sagt Sönke Rogalla, Abteilungsleiter Leistungselektronik am Fraunhofer ISE. „Also haben wir sie eingeladen, ihre Geräte bei uns im Labor auf den Prüfstand zu stellen.“
Sieben Hersteller folgten dem Aufruf. Getestet wurden Geräte aus verschiedenen Ländern und Produktstadien, von Prototypen über Pilotanlagen bis hin zu Serienprodukten, mit Leistungen von wenigen Kilowatt bis zu fünf Megawatt. Untersucht wurden unterschiedliche Betriebszustände, darunter das Verhalten in kritischen Netzsituationen, bei schnellen Frequenzänderungen, Kurzschlüssen und Phasensprüngen.
Nach ISE-Angaben zeigten die Messungen: Bei klar definierten Anforderungen verhielten sich die Geräte ähnlich. Wo die Anforderungen an netzbildende Eigenschaften Interpretationsspielraum lassen, unterschieden sich die Systeme deutlich stärker. Die gewonnenen Erkenntnisse sind bereits in die europäische Normungsarbeit eingeflossen.
Zudem konnten die Erfahrungen in den jüngst veröffentlichten VDE-FNN-Hinweis „Netzbildende Eigenschaften“ einfließen. Dieser beschreibt Anforderungen und Nachweisführung für netzbildende Einheiten und bildet die Grundlage, um in Deutschland am Markt für Momentanreserve teilzunehmen.
Das Fraunhofer ISE bietet Herstellern und Anwendern an, Zertifizierungsmessungen an netzbildenden Einheiten gemäß dem VDE-FNN-Hinweis durchzuführen.
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