HanseWerk-Tochter Schleswig-Holstein Netz erforscht mit Partnern digital vernetzte und flexibel anpassbare Schutzsysteme für das Stromnetz der Zukunft
In Kooperation mit zehn Partnern aus Industrie und Wissenschaft entwickelt Schleswig-Holstein Netz (SH Netz), Teil der HanseWerk-Gruppe, in den nächsten drei Jahren im Forschungsprojekt VeN²uS (VerNetzte NetzschUtzSysteme) ein innovatives Netzschutzsystem. VeN²uS ist mit einem Projektbudget von über acht Millionen Euro ausgestattet und wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im 7. Energieforschungsprogramm gefördert. Das Projektkonsortium wird von der HanseWerk-Tochter SH Netz geführt und ist interdisziplinär aufgestellt. So sind neben Verteilnetzbetreibern Leitsystem-, Kommunikationstechnik-, Schutzgeräte- und Schutzprüfgeräteherstellern sowie Softwareentwickler für die Digitalisierung des Verteilnetzbetriebs und universitäre Partner vertreten.
Ziel des Forschungsprojekts ist es, ein adaptives und vernetztes Schutzsystem zu erforschen und zu erproben, also eine Art „schlauen Wachhund“, das im Fall von Leistungsflussverschiebungen aufgrund von Erneuerbaren Energien Anlagen und Topologie-Änderungen die Schutzparameter automatisch anpasst und so den sicheren Netzbetrieb gewährleistet.
Benjamin Merkt, Vorstand Netztechnik der HanseWerk-Tochter SH Netz erläutert: „Neue, digitale Sicherheitskonzepte sind für das zukünftige Stromnetz unverzichtbar. Insbesondere in unserem Netzgebiet im windstarken Norden können wir damit die Voraussetzungen für den weiteren Windenergie-Zubau schaffen und so die Energiewende in Schleswig-Holstein vorantreiben.“
Das neue Netzschutzsystem soll mehrere Instrumente vernetzen, wobei es ihre Datenströme zentral zusammenlaufen lässt und automatisiert neue Einstellparameter berechnet, die zur aktuellen Netzsituation passen. Dazu entwickeln die Projektpartner zunächst einen adaptiven Netzschutzalgorithmus, mithilfe dessen das System ständig dazulernen kann. Parallel werden resiliente und zuverlässige Kommunikations- und Schutzprüfkonzepte erforscht.
Im Anschluss werden die entwickelten Lösungen im Labor und – deutschlandweit erstmalig – im Feldversuch in einem realen Verteilnetzgebiet von SH Netz, Teil der HanseWerk-Gruppe, getestet. Das Netzschutzsystem wird dort parallel zu den in den Umspannwerken und Schaltanlagen bestehenden Schutzeinrichtungen in Form eines Stand-by-Betriebs umgesetzt werden. Somit bleibt die Bestandstechnik während der Erprobung das führende System. Dies stellt sicher, dass die neue Technologie die tägliche Netzführung nicht beeinflusst und dennoch an den realen Herausforderungen getestet werden kann.
„Wir werden die Mehrwerte des adaptiven Schutzsystems im Vergleich zu den Bestandseinrichtungen untersuchen und prüfen, inwieweit wir durch den Adaptivschutz eine bessere Auslastung der Erneuerbaren im Netz ohne negative Auswirkungen auf die Versorgungssicherheit erzielen können“, sagt Matthias Lorenz, Projektleiter der HanseWerk-Tochter SH Netz. „Neben den positiven Beiträgen für Energiewende und Versorgungssicherheit rechnen wir mit weiteren Vorteilen für unseren Netzbetrieb, zum Beispiel mit maßgeblichen Effizienzsteigerungen, da unsere Teams durch die Automatisierung weniger Schutzparametrierungen und -prüfungen vor Ort durchführen werden müssen.“
Liste der Projektpartner:
-Schleswig-Holstein Netz AG
-LEW Verteilnetz GmbH
-Siemens AG
-SAE IT-systems GmbH & Co. KG
-PSI Software AG
-OMICRON electronics Deutschland GmbH
-amperias GmbH
-IAEW – RWTH Aachen University
-COMSYS – RWTH Aachen University
-EES – Friedrich-Alexander Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg
-IEET – Technische Universität Hamburg (TUHH)
Zur Funktion von Schutzgeräten in Umspannwerken und Schaltanlagen:
Schutzgeräte sind so etwas wie die Wachhunde im Stromnetz: Sie messen und bewerten die Ströme und Spannungen in Mittel- und Hochspannungsschaltfeldern rund um die Uhr, um bei einer Störung schnellstmöglich den fehlerhaften Bereich abzuschalten. Bislang werden diese Geräte auf den statischen Netzzustand eingestellt und können so nicht optimal auf große Veränderungen im Betrieb reagieren. Doch infolge der zunehmenden Integration dezentraler Erzeugungsanlagen entstehen kontinuierlich neue Einspeisepunkte mit stark schwankender Einspeiseleistung. Dadurch sind bereits heute häufige Netztopologie-Änderungen notwendig, also Schalthandlungen, die die physikalische Anordnung der Einspeise- und Verbrauchspunkte verändern. Dies sowie große Leistungsflussverschiebungen führen mitunter zu kritischen Zuständen für die vorhandenen Schutzsysteme aufgrund derer die Erneuerbaren Anlagen abgeregelt werden müssen.
Die Schleswig-Holstein Netz AG im Kurzprofil
Die Schleswig-Holstein Netz AG (SH Netz) betreibt für rund 2,8 Millionen direkt oder indirekt angeschlossene Kunden Strom- und Gasleitungen in mehr als 900 Kommunen in Schleswig-Holstein. Über 400 schleswig-holsteinische Kommunen halten Anteile an SH Netz. Sie haben umfangreiche Mitspracherechte und erhalten eine Garantiedividende. Das Unternehmen beschäftigt ca. 1.400 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter an vielen Standorten in Schleswig-Holstein.
SH Netz hat als Partner der Energiewende bereits zehntausende Windräder und Solaranlagen an das Stromnetz angeschlossen. Darüber hinaus entwickelt das Unternehmen Energielösungen, wie Smart-City-Anwendungen und unterstützt den Ausbau der Elektromobilität. SH Netz engagiert sich in Innovationsprojekten für mehr Klimaschutz. Dazu gehören beispielsweise Einspeiseanlagen, mit denen Biogas- oder aus Windstrom produzierter Wasserstoff ins Erdgasnetz aufgenommen werden kann, oder staatlich geförderte Forschungsprojekte.
Bis 2030 wird SH Netz klimaneutral sein: Dazu wird sie ihre 25 Standorte, über 600 Fahrzeuge sowie den Strom- und Gasnetzbetrieb in mehreren Stufen bis 2030 auf Klimaneutralität umstellen. Außerdem unterstützt das Unternehmen seit vielen Jahren den regionalen Spitzen- und Breitensport in Schleswig-Holstein, zum Beispiel das härteste Ruderrennen der Welt auf dem Nord-Ostsee-Kanal.
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