Die Partner wollen zunächst die Bedarfe und Herausforderungen des Stromnetzes 2030 identifizieren und darauf aufbauend die zukünftig notwendigen Systemdienstleistungen (SDL) sowie Mindestanforderungen für die technischen Netzanschlussregeln ermitteln. Die SDL der Erzeugungsanlagen und Verbraucher sind elementar, um die Systemstabilität künftig zu erhalten. Das Jahr 2030 haben die Partner gewählt, da bis dahin in Deutschland 80 Prozent des Stromverbrauchs aus erneuerbaren Energiequellen gedeckt werden sollen.

Hintergrund ist der grundlegende Wandel der Stromerzeugungsstruktur. Konventionelle Großkraftwerke sind in der Regel aufgrund der hohen Leistung direkt an Höchst- oder Hochspannung angeschlossen und verfügen über einen Synchrongenerator. Im Gegensatz dazu ist Strom aus erneuerbaren Energien witterungsabhängig, verfügt oftmals über eine geringere Leistung und speist deshalb in der Hoch-, Mittel- oder Niederspannung ein. Zudem sind Erneuerbare-Energien-Anlagen häufig über einen Stromrichter ans Netz angeschlossen. Diese Veränderungen bei den Erzeugungs- und Laststrukturen führen zu systemischen Herausforderungen, wie etwa zu dem Bedarf, Strom über weitere Strecken zu transportieren oder das Übertragungsnetz höher auszulasten.

Bereitstellung von Systemdienstleistungen beschleunigen

Während die technischen Lösungsoptionen auf Systemebene bereits an vielen Stellen vorhanden und erforscht sind, können sie dennoch oftmals nicht praktisch angewendet werden. Zu den Herausforderungen, die die Umsetzung behindern, gehören einerseits fehlende Standards bei Technik und Qualitätssicherung, andererseits unklare wirtschaftlichen Chancen der zusätzlichen Bereitstellung von SDL.

Hier setzt SysStab2030 an: Die Forschenden wollen mit dem Projekt erreichen, dass die erforderlichen SDL schneller eingeführt und bereitgestellt werden. Dafür wollen sie beispielsweise neue praxistaugliche Bewertungsmethoden entwickeln und einsetzen. Das Konsortium wird dabei alle Teilaspekte der Stabilität betrachten: Neben Spannungs-, Frequenz-, und transienter Stabilität auch neue Stabilitätsphänomene wie harmonische Stabilität und Netzstärke, auch System Strength genannt.

Dabei ist es insbesondere notwendig, Verteilnetz- und Anlagenmodelle weiterzuentwickeln, um neue Anlagencharakteristika angemessen zu berücksichtigen. Parallel dazu werden die Forschenden technische Potenziale und Hindernisse zur Erbringung notwendiger SDL untersuchen sowie Lösungsoptionen entwickeln, um die identifizierten Bedarfe mittel- und langfristig zu decken. Anschließend bewerten die Fachleute die Lösungen dahingehend, ob sie technisch und ökonomisch umsetzbar sind. Im abschließenden Schritt möchten die beteiligten Netzbetreiber die besten Lösungen in zukünftigen Planungsprozessen einführen und umsetzen.

Projekt eng mit der Roadmap Systemstabilität verzahnt

Das Forschungsvorhaben SysStab2030 ist aus konkreten Bedarfen entstanden, die das BMWK identifiziert und mit der Roadmap Systemstabilität verknüpft hat. Das bedeutet, dass die Projektpartner Roadmap-Ergebnisse bearbeiten sowie Prozesse aus der Roadmap bedienen werden. Die breite Aufstellung des Konsortiums garantiert dabei einen kontinuierlichen Informationsaustausch und stellt sicher, dass neue Erkenntnisse, etwa aus Feldtests, im Projekt berücksichtigt werden.

Neben der engen Verknüpfung mit der BMWK-Roadmap Systemstabilität stehen die Projektziele in unmittelbarem Zusammenhang mit den strategischen Förderzielen und Maßnahmen der Mission Stromwende des 8. Energieforschungsprogramms sowie mit dem Förderaufruf „Optimierte Verteilnetze (OptiNetD)“ zur Modernisierung der Verteilnetze auf Nieder- und Mittelspannungsebene. (kkl)