Aufgabe der Leistungselektronik ist es, elektrische Energie mit hoher Effizienz in die von unterschiedlichsten Anwendungen und Verbrauchern jeweils benötigte Form umzuwandeln und den Leistungsfluss zu steuern. Die elektrische Leistung erstreckt sich dabei über einen sehr weiten Bereich von typischerweise weniger als einem Watt bei Spannungsreglern in der Kommunikationselektronik bis hin zu mehreren Gigawatt bei Anlagen zur Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ). Als Bindeglied zwischen der Energietechnik und der Informationstechnik stellt sie deshalb eine Basis- oder Querschnittstechnologie dar. Aufgrund der hohen erreichbaren Wirkungsgrade und der großen Flexibilität wird sich die Bedeutung der Leistungselektronik vor allem in elektrischen Energienetzen in den kommenden Jahren noch deutlich verstärken. 

Logo Verteilernetz 2020

Verbesserung der Aufnahmefähigkeit und Sicherung der Netzqualität von Verteilnetzen

Mit dem zunehmenden Ausbau der erneuerbaren Energien sind die Mittel- und Niederspannungs- verteilnetze vor allem in den ländlichen Bereichen inzwischen an ihre Aufnahmegrenzen gestoßen. Probleme mit der Spannungshaltung und Betriebsmittelüberlastungen sind die Folge.

Zielsetzung:
Ziel des Projektes ist daher die Entwicklung und Integration verschiedenartiger neuartiger, bislang nicht verfügbarer  Betriebsmittel um die Aufnahmefähigkeit der Verteilnetze für den problemlosen Ausbau der dezentralen, regenerativen Energieerzeugung zu erhöhen und dabei das hohe Niveau der Netzqualität zu erhalten:

  • Ansteuerbare und regelbare Einspeiser / Wechselrichter mit erweiterten Funktionalitäten zur Spannungshaltung, Wirkleistungs- und Blindleistungsregelung, Kompensation von Oberschwingungen
  • Optimal dimensionierte und lokalisierte, ansteuerbare, dezentrale Stromspeicher, die unter Prognose von Verbrauch und Erzeugung sowie optimaler Zyklierung betrieben werden, um eine lange Lebensdauer und damit wirtschaftliche Betriebsweise der Speicher zu erreichen
  • Intelligente, ansteuerbare, multifunktionale Längsregler, die in Ortsnetzstationen und als Strang- regler neue Funktionalitäten zur Kompensation von Netzstörungen, Spannungshaltung, Dämpfung von Oberschwingungen und Symmetrierung der Belastung der Leiter ermöglichen
  • Eine in der Umgebung leistungselektronischer Systeme einsetzbare, echtzeitfähige, zuverlässige, wirtschaftliche Kommunikationstechnik (Breitband-Powerline)

Der zentrale Bestandteil des Projektes ist die Integration dieser sehr verschiedenartigen Betriebsmittel mit einem Kommunikationssystem in ein übergreifendes, automatisiertes Regelungssystem (Leittechnik) welches das optimale Zusammenwirken sicherstellen soll.Dazu soll das Zusammenwirken zunächst simuliert und dann in einem Labortest untersucht werden. Auf diesen Erfahrungen aufbauend soll das gesamte System in einem  Feldversuch  im Verteilnetz des beteiligten Netzbetreibers erprobt werden.

Projektpartner und Förderung:
Das  Projektkonsortium  umfasst Hersteller von Wechselrichtern, Ortsnetzstationen, Batteriespeichern, Messtechnik, Netzautomatisierung und Kommunikationstechnik als auch Netzbetreiber und Hochschulen auf dem Gebiet der Leistungselektronik und der elektrischen Netze.
Das Projekt Verteilnetz2020 wird vom Bundesministerium für Wirtschaft unterstützt. Diese und  weitere Initiativen werden auf Forschung-Stromnetze.info dargestellt.