Simulatorbasierte Ausbildung von Leitstellen-Personal für elektrische Energieversorgungssysteme mit hohem Anteil erneuerbarer Erzeugung

Die Steuerung elektrischer Energiesysteme mit einer dramatisch wachsenden Komplexität und deutlich höherer Dynamik ist eine zentrale Herausforderung für die Aufrechterhaltung der Versorgungssicherheit. Durch die schnelle Zunahme dezentraler Erzeugungseinheiten und deren stark fluktuierende Einspeisung wird die Gefahr einer Instabilität des Elektrizitätsversorgungssystems deutlich erhöht.

Gleichzeitig wird eine engere Koordination und Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Leitstellen notwendig. Dies gilt sowohl für Leitstellen benachbarter Versorgungsgebiete auf gleicher Systemebene als auch für unter-oder übergeordnete Ebenen. Die Gründe dafür liegen einerseits in den weiträumiger werdendenEnergieversorgungssystemen, die deutlich über die Teilverantwortung einzelner Leitstellen hinaus gehen, und zum anderen in dem Bedarf der Netzbetreiber in die dezentrale Erzeugung eingreifen zu können, wenn die Systemsicherheit gefährdet ist. Zum Beispiel haben Übertragungsnetzbetreiber in der Regel keine direkte Kontrolle über Erzeugungseinheiten inuntergeordneten Spannungsebenen. Daher ist eine Zusammenarbeit mit untergeordneten Leitstellen erforderlich. Das gleiche gilt für die 110-kV Ebene in Bezug auf Erzeuger in den Verteilungsnetzen.

Das dargestellte Problem bezieht sich sowohl auf den Normalbetrieb als auch auf den gestörten Betrieb und ist insbesondere im Fall eines Netzwiederaufbaus nach großflächigen Störungen erforderlich. Das Problem wird sich in Zukunft noch verschärfen, da es weder machbar noch wirtschaftlich sinnvoll ist, die Übertragungssysteme für den Worst Case der maximalen Einspeiseleistung auszulegen. Dies hat zur Folge, dass Engpassmanagement dauerhaft zur täglichen Verantwortung des Leistellen-Personals gehören wird. Daher besteht ein dringender Bedarf, das Leitstellenpersonal angemessen für diese Bedingungen auszubilden.

Die folgenden Schritte sollten ausgeführt werden:

• Entwicklung und Überprüfung von dynamischen Echtzeit-Modellen und Algorithmen für dezentrale Erzeuger
• Umsetzung der Modelle im Trainingssimulator der DUtrain GmbH und Entwicklung von Trainingseinheiten
•  Bewertung der Trainingseinheiten anhand eines Pilot-Trainings.
  
  

Typische vereinfachte Modelle für unterschiedliche Arten dezentraler Erzeuger (Wind, Photovoltaik, Biomasse, Geothermie und Kleinwasserkraftwerke) sollen sowohl für Phänomene der Spannungs-als auch der Frequenzstabilität mit einer angemessenen zeitlichen Auflösung von wenigen Sekunden entwickelt werden. Aufgrund der Schwierigkeit Zugang zu allen erforderlichen Daten zu bekommen, wird der Datenbedarf auf die Daten beschränkt, die von den Netzbetreibern zur Verfügung gestellt werden, oder solche, die mit vertretbarem Aufwand zugänglich gemacht werden können. Weiterhin werden zusammengefasste Modelle aus Einzelmodellen unterschiedlicher Art abgeleitet.

Eine hocheffiziente numerische Umsetzung ist erforderlich, um die Echtzeitbedingungen des Simulators einzuhalten. Die simulatoreigene Datenbank muss, ohne die bereits vorhandenen Funktionen zu beeinträchtigen, weiterentwickelt werden.

Eine Liste geeigneter Kriterien für die Bewertung der Ausbildung soll entwickelt werden. Mit Hilfe dieser Bewertung werden Defizite identifiziert und die Trainingseinheiten sowie, falls nötig auch die Modelle, entsprechend angepasst.

M. Sc. Davood Raoof-Sheibani