Höchste Transparenz im Verteilnetz

Für eine sichere Stromversorgung gilt es, überall im Netz die Spannung stabil und innerhalb eines Toleranzbandes zu halten. Ausserdem muss sichergestellt werden, dass keine Überlastungen von einzelnen Leitungen entstehen. Um dies auf den Mittel- und Niederspannungsnetzen zu gewährleisten, setzt das Projekt «GridBox» auf einen sogenannten «Smart Grid»-Ansatz: Dabei erfassen im Netz verteilte Geräte u.a. die Netzspannung in sehr kurzen Zeitabständen und kommunizieren miteinander.

Auf den Hoch- und Höchstspannungsnetzen kennen die Netzbetreiber dank Monitoringsystemen seit langem immer die aktuelle Belastung der Netze. Auf den tieferen Netzebenen fehlen jedoch solche Messsysteme fast gänzlich. Während der letzten 2.5 Jahre wurden deshalb in einem vom BFE unterstützten Projekt zwei GridBox-Pilotnetze aufgebaut. Durch die unterschiedlichen Standorte der Pilotnetze in Zürich-Affoltern und im bernischen Kiental konnte das Gridbox-System in einem städtischen und in einem regionalen Verteilnetz getestet werden.

Die beiden Pilotnetze sind fast vollständig mit GridBox-Geräten ausgerüstete Verteilnetzregionen, in welchen die entscheidenden Aspekte des GridBox-Konzepts als «proof of concept» für die Funktionsweise eines zukünftigen Stromsystems verifiziert wurden (siehe auch Fachartikel «Stromverteilnetze mit Durchblick»). Dafür wurde im Rahmen des Projekts einerseits die technologische Plattform entwickelt und im realen Umfeld betrieben. Andererseits wurden Algorithmen zur Netzzustandsbestimmung, zur Gewährleistung der Netzstabilität, insbesondere zur Spannungshaltung und zur Vermeidung von Überlastungen, entwickelt und erfolgreich angewendet. So konnten Prosumer – also Konsumenten, die auch selber Energie ins Netz einspeisen können – mit ihren installierten PV-Anlagen, Batteriesystemen oder anderen verschiebbaren Lasten durch das Gridbox-System gesteuert werden.

Im Schlussbericht zum kürzlich abgeschlossenen BFE-Projekt werden die erreichten Resultate aufgezeigt und erklärt, welche Hindernisse zu überwinden und welche Problematiken zu lösen waren. Das Fazit der Studienautoren: „Trotz der grossen Herausforderungen konnte das Potenzial einer regional verteilten Regelung von Prosumern erfolgreich demonstriert werden.“

Andrea Möller, Sektion Cleantech
Michael Moser, Sektion Energieforschung

Bildquelle: SCS AG / Projektkonsortium Gridbox