Rückschau

Elsdorf, Nordrhein-Westfalen - 2018

Quirinus: Kritische Zustände im Stromnetz verhindern

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Innovationsprojekt Klimaschutz

Alltagsleben und eine leistungsfähige Wirtschaft sind ohne eine stabile Stromversorgung nicht denkbar. Mit dem Ausbau von erneuerbaren Energien geraten Verteilnetze zukünftig jedoch oftmals an die Grenze ihrer Leistungsfähigkeit. Für sie wird es schwieriger, Stromangebot und -nachfrage aufeinander abzustimmen. Kritische Netzzustände, die zu Versorgungsengpässen und Stromausfällen führen können, könnten die Folge sein. Das Verbundprojekt Quirinus soll Verteilnetzbetreiber mit ihren Erzeugungs-, Verbrauchs- und Speicheranlagen befähigen, die Stabilität und Zuverlässigkeit der Stromversorgung zu gewährleisten und eine effiziente Nutzung der Erneuerbaren Energien zu ermöglichen.

Quirinus entwickelt in den nächsten drei Jahren Lösungen für eine stabile, zukunftsfähige Stromversorgung. Dazu haben sich acht Unternehmen sowie zwei Hochschulen auf Initiative der SME Management GmbH aus dem Rhein-Erft-Kreis zusammengetan. Das Projekt hat seinen Sitz in Heppendorf in der Innovationsregion Rheinisches Revier (IRR) zwischen Aachen und Köln. Die IRR ist traditionell durch ihren industriell-gewerblichen Charakter geprägt – und der Anteil Erneuerbarer Energien liegt hier bisher bei nur drei Prozent.

Bisher speisten wenige Großkraftwerke ihren erzeugten Strom an zentralen Stellen in die Stromnetze ein. Mit dem – auch von der Bundesregierung geforderten Ausbau der Erneuerbaren Energien – ändert sich diese Systematik grundlegend: Statt hoher, gleichbleibender Einspeisemengen an wenigen Stellen, werden mittlerweile über die Zeit stark variierende Mengen Strom an einer Vielzahl dezentraler Punkte in das Netz eingespeist. Dafür sind die Stromnetze bisher jedoch nicht ausgelegt. Um kritische Zustände im Netz zu vermeiden und somit die Versorgungssicherheit auch bei steigenden Anteilen erneuerbar gewonnenen Stroms weiterhin zuverlässig zu gewährleisten, müssen zukünftig sowohl Stromproduzenten als auch -verbraucher systemrelevante Aufgaben und Dienstleistungen übernehmen.

Virtuelles Flächenkraftwerk verbindet dezentrale Anlagen

Viele der damit verknüpften Herausforderungen sind in ihrer technisch-organisatorischen Dimension bislang noch weitgehend unbekannt. Hier setzen die Projektpartner von Quirinus an und testen ein „systemrelevantes verteilnetzdienliches virtuelles Flächenkraftwerk“ (vkw++) für das Rheinische Revier. Dieses verbindet alle dezentral verfügbaren Stromerzeugungsanlagen, Stromspeicher und flexibel steuerbaren Stromverbraucher über ein Informations- und Kommunikationsnetz, damit ein echtzeitbasiertes Management möglich wird. Die von den einzelnen Anlagen gewonnenen Daten werden dann an einer zentralen Stelle gebündelt, um von dort den Ausgleich von Stromerzeugung und -bedarf zu steuern und die Netzstabilität zu sichern. So wird beispielsweise in realen Systemeingriffen untersucht, wie Erneuerbare Energien-Anlagen zur Haltung der Netzspannung beitragen können und welche Leistungsparameter sie dafür zur Verfügung stellen müssen.

Stromflüsse in Echtzeit steuern

In Heppendorf wird ein „control center“, ähnlich einem Leitstand, errichtet. Dort werden erstmals die Energieflüsse jeder einzelnen Anlage und des Verteilnetzes visualisiert und bewirtschaftet. So sollen Energieüberschüsse oder Engpässe im Netz frühzeitig erkannt und entsprechend stabilisierende Maßnahmen eingeleitet werden.

Quirinus trägt zum Gelingen der Energiewende bei, indem es das bestehende Verteilnetz fit für den weiteren Ausbau erneuerbarer Energien macht. So kann nicht nur der Grünstromanteil im Netz unter Wahrung der Versorgungssicherheit weiter ansteigen. Durch die intelligente Verknüpfung der Anlagen wird auch die Ökostromnutzung in der Region effizienter und der Netzausbaubedarf reduziert.