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Schleswig-Holstein Netz startet Forschungsprojekt VeN2uS für mehr grünen Strom im Netz

01.09.2021

Digital vernetzt und flexibel anpassbar soll VeN2uS mehr Kapazitäten für den Transport von grünem Strom schaffen und die Versorgungssicherheit im Netz der Zukunft auch bei schwankender Einspeisung der Erneuerbaren sicherstellen.

In Kooperation mit zehn Partnern aus Industrie und Wissenschaft entwickelt Schleswig-Holstein Netz (SH Netz) in den nächsten drei Jahren im Forschungsprojekt VeN²uS (VerNetzte NetzschUtzSysteme) ein innovatives Netzschutzsystem. VeN²uS ist mit einem Projektbudget von über acht Millionen Euro ausgestattet und wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im 7. Energieforschungsprogramm gefördert. Das Projektkonsortium wird von SH Netz geführt und ist interdisziplinär aufgestellt. So sind neben Verteilnetzbetreibern Leitsystem-, Kommunikationstechnik-, Schutzgeräte- und Schutzprüfgeräteherstellern sowie Softwareentwickler für die Digitalisierung des Verteilnetzbetriebs und universitäre Partner vertreten.

Ziel des Forschungsprojekts ist es, ein adaptives und vernetztes Schutzsystem zu erforschen und zu erproben, also eine Art „schlauen Wachhund“, das im Fall von Leistungsflussverschiebungen aufgrund von Erneuerbaren Energien Anlagen und Topologie-Änderungen die Schutzparameter automatisch anpasst und so den sicheren Netzbetrieb gewährleistet.

Benjamin Merkt, Vorstand Netztechnik von SH Netz erläutert: „Neue, digitale Sicherheitskonzepte sind für das zukünftige Stromnetz unverzichtbar. Insbesondere in unserem Netzgebiet im windstarken Norden können wir damit die Voraussetzungen für den weiteren Windenergie-Zubau schaffen und so die Energiewende in Schleswig-Holstein vorantreiben.“

Das neue Netzschutzsystem soll mehrere Instrumente vernetzen, wobei es ihre Datenströme zentral zusammenlaufen lässt und automatisiert neue Einstellparameter berechnet, die zur aktuellen Netzsituation passen. Dazu entwickeln die Projektpartner zunächst einen adaptiven Netzschutzalgorithmus, mithilfe dessen das System ständig dazulernen kann. Parallel werden resiliente und zuverlässige Kommunikations- und Schutzprüfkonzepte erforscht.

Im Anschluss werden die entwickelten Lösungen im Labor und – deutschlandweit erstmalig – im Feldversuch in einem realen Verteilnetzgebiet von SH Netz getestet. Das Netzschutzsystem wird dort parallel zu den in den Umspannwerken und Schaltanlagen bestehenden Schutzeinrichtungen in Form eines Stand-by-Betriebs umgesetzt werden. Somit bleibt die Bestandstechnik während der Erprobung das führende System. Dies stellt sicher, dass die neue Technologie die tägliche Netzführung nicht beeinflusst und dennoch an den realen Herausforderungen getestet werden kann.

„Wir werden die Mehrwerte des adaptiven Schutzsystems im Vergleich zu den Bestandseinrichtungen untersuchen und prüfen, inwieweit wir durch den Adaptivschutz eine bessere Auslastung der Erneuerbaren im Netz ohne negative Auswirkungen auf die Versorgungssicherheit erzielen können“, sagt Matthias Lorenz, Projektleiter von SH Netz. „Neben den positiven Beiträgen für Energiewende und Versorgungssicherheit rechnen wir mit weiteren Vorteilen für unseren Netzbetrieb, zum Beispiel mit maßgeblichen Effizienzsteigerungen, da unsere Teams durch die Automatisierung weniger Schutzparametrierungen und -prüfungen vor Ort durchführen werden müssen.“

Liste der Projektpartner:

  • Schleswig-Holstein Netz AG
  • LEW Verteilnetz GmbH
  • Siemens AG
  • SAE IT-systems GmbH & Co. KG
  • PSI Software AG
  • OMICRON electronics Deutschland GmbH
  • amperias GmbH
  • IAEW – RWTH Aachen University
  • COMSYS – RWTH Aachen University
  • EES – Friedrich-Alexander Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg
  • IEET – Technische Universität Hamburg (TUHH)

Zur Funktion von Schutzgeräten in Umspannwerken und Schaltanlagen:

Schutzgeräte sind so etwas wie die Wachhunde im Stromnetz: Sie messen und bewerten die Ströme und Spannungen in Mittel- und Hochspannungsschaltfeldern rund um die Uhr, um bei einer Störung schnellstmöglich den fehlerhaften Bereich abzuschalten. Bislang werden diese Geräte auf den statischen Netzzustand eingestellt und können so nicht optimal auf große Veränderungen im Betrieb reagieren. Doch infolge der zunehmenden Integration dezentraler Erzeugungsanlagen entstehen kontinuierlich neue Einspeisepunkte mit stark schwankender Einspeiseleistung. Dadurch sind bereits heute häufige Netztopologie-Änderungen notwendig, also Schalthandlungen, die die physikalische Anordnung der Einspeise- und Verbrauchspunkte verändern. Dies sowie große Leistungsflussverschiebungen führen mitunter zu kritischen Zuständen für die vorhandenen Schutzsysteme aufgrund derer die Erneuerbaren Anlagen abgeregelt werden müssen.