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Innovationsportfolio

50Hertz besitzt ein breites Portfolio an nationalen und internationalen Innovationsprojekten aus den Bereichen Energiemärkte, Systemführung und Asset Management/Netzbetrieb. Dabei ist 50Hertz entweder als aktiver oder assoziierter Partner beteiligt. Einen Ausschnitt aus diesem Portfolio finden Sie hier.

BestPaths – Hochtemperaturleiterseile mit geringem Durchhang

Untersuchungen an verschiedenen Hochtemperaturleiterseilen mit geringem Durchhang 

Im Rahmen des BestPaths-Teilprojekts zu Hochtemperaturleiterseilen (HTLS) ist es das Ziel von 50Hertz, elektrische und mechanische Untersuchungen an HTLS-Seilen und den Armaturen durchzuführen. Diese Untersuchungen dienen letztlich dazu, eine Gegenüberstellung verschiedener HTLS-Technologien hinsichtlich ihrer Eignung im 50Hertz-Netz zu analysieren. Um das zu erreichen, werden unter anderem die folgenden Schritte verfolgt:

  • Analyse und Auswahl diverser verfügbarer HTLS-Technologien für die Versuche
  • Definition und Beschreibung von Anwendungsfällen für HTLS-Seile aus Netzbetreibersicht
  • Durchführung mechanischer und elektrischer Versuche
  • Versuche zur künstlichen Alterung zur Beobachtung des Langzeitverhaltens von HTLS- Seilen und Armaturen

Die erste Versuchsreihe zur Alterung der Seile ist abgeschlossen. Nun werden die gealterten Seile verschiedenen Prüfungen unterzogen, um die Langzeitstabilität zu bewerten. 50Hertz arbeitet dabei mit der TU Dresden und der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) zusammen.

50Hertz wirkt in diesem Projekt als direkter Partner mit.

Weitere Informationen finden Sie unter:
 bestpaths-project.eu/

Videos zu den einzelnen Teilprojekten finden Sie unter:
Demo 1: "Offshore wind integration"
Demo 2: "Multivendor interoperability"
Demo 3: "Upgrading multiterminal HVDC links"
Demo 4: "Innovative repowering of AC corridors" 50Hertz Teilprojekt
Demo 5: "Superconducting links"


compactLine – Entwicklung einer raumoptimierten 380-Kilovolt-Freileitung

Entwicklung einer raumoptimierten 380-Kilovolt-Freileitung

50Hertz entwickelt eine technische Weltneuheit: Eine in Höhe und Breite raumsparende 380-Kilovolt-Freileitung namens compactLine. Masthöhe und Trassenbreite verringern sich von konventionell 50-60m bzw. 72m auf 32–36m bzw. 55–60m. Dafür wurden fast alle Bauteile einer Stromleitung neu entwickelt: Masten, Stahltragseile, Isolatorketten, Bündelabstandshalter und Erdseil. Bestehende 220-kV-Freileitungskorridore können durch die kompakte Bauweise mit erhöhter Übertragungskapazität ausgestattet werden. Ein Fokus des Projektes liegt auf der möglichen Verständnissteigerung für den notwendigen Netzausbau. Dazu wurde unter anderem eine Akzeptanzforschung, bestehend aus Experteninterviews, Workshops mit Stakeholdern und öffentlichen Umfragen durchgeführt.  Weitere Projektziele von compactLine sind die Reduktion des Landschaftsverbrauchs und des Umwelteinflusses von Stromleitungen auf Mensch und Natur sowie die Erhöhung der Vielfalt von Optionen im Leitungsbau. Das F&E-Projekt läuft seit 2013. Theoretischen Berechnungen folgten mechanische und elektrische Tests an Prototypen. Die letzten Versuche wurden Ende 2016 abgeschlossen. Anschließend ist ab 2017 eine 2 km lange Pilotleitung geplant.

50Hertz ist in diesem Projekt Konsortialführer.

Weitere Informationen finden Sie unter:

www.50hertz.com/de/50Hertz/Innovationen/Innovationsportfolio/compactline

GridCast – Neue Verfahren zur verbesserten Bestimmung der zu erwartenden Wind- und PV-Stromeinspeisung

Im Forschungsprojekt gridcast entwickeln das Fraunhofer IWES und der Deutsche Wetterdienst (DWD) zusammen mit Netzbetreibern neue Verfahren zur verbesserten Bestimmung der maximal möglichen (dargebotsabhängigen), der tatsächlichen und der in den nächsten Stunden bis Tagen zu erwartenden Wind- und PV-Stromeinspeisung an beliebigen Netzknoten des deutschen Stromnetzes. Die Verfahren werden speziell angepasst, um Netzbetreibern optimierte Eingangsdaten und Informationen über Unsicherheiten für ihre aktuellen und vorausschauenden Netzsicherheitsberechnungen bereitzustellen. Erstmalig werden die Verfahren auch explizit Maßnahmen berücksichtigen, welche zu einer reduzierten Netzeinspeisung führen und welche nicht primär durch das Wetter bedingt sind. Eine große Stärke des Projektes liegt in der Betrachtung der gesamten Prozesskette: (1) ausgehend von der Analyse und Aufbereitung potenziell verfügbarer Messdaten, (2) über die an die Energiewirtschaft angepassten und optimierten Wetterprognose und Nowcasting-Modelle des DWD, (3) sowie darauf aufbauend über die Modelle des IWES zur Berechnung der aktuellen und zukünftig zu erwartenden Wind- und Solarstromeinspeisung an beliebigen Netzknoten, (4) bis hin zur Anwendung in der Netzführung durch Übertragungs- und Verteilnetzbetreiber.

50Hertz wirkt in diesem Projekt als assoziierter Partner mit.

Weitere Informationen finden Sie unter:

https://www.energiesystemtechnik.iwes.fraunhofer.de/de/projekte/suche/laufende/Gridcast.html

ORKA 2 – Verbesserung der Einspeiseprognosen der Erneuerbaren Energien

Mit dem hier beantragten Projekt wird die erfolgreiche Arbeit des ORKA-Konsortiums nahtlos fortgesetzt, um sowohl die die Einspeiseprognosen der Erneuerbaren Energien als auch die zugrundeliegenden Wettervorhersagen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) für die Anforderungen der Netzbetriebsführung und Netzsicherheitsrechnung wesentlich zu verbessern. Als neues, bedeutendes Anwendungsfeld kommt die Nutzung von Ensemble-Daten für Vorhersagen der Strombelastbarkeit von Freileitungen hinzu. Die Umsetzung erfolgt dabei in enger Zusammenarbeit mit dem DWD und den Netzbetreibern 50Hertz Transmission (Übertragungsnetz) und Avacon (Verteilnetz).

In dem laufenden Projekt ORKA wurden bereits erste wesentliche Fortschritte hinsichtlich des Ensemble-Vorhersagemodells COSMO-DE-EPS des DWD für energiewirtschaftlich kritische Wettersituationen erzielt sowie die Integration von Ensemble-Vorhersagen für die netzknotenscharfe EE-Einspeisung in Netzsicherheitsrechnungen maßgeblich vorangebracht. 

Aufgrund der komplexen Fragestellungen bei der Modellierung der atmosphärischen Grenzschicht, der Generierung von aussagekräftigen Ensemblen und der Einbettung probabilistischer Leistungsprognosen in bestehende Algorithmen zur Netzsicherheitsrechnung bestehen auf diesen Gebieten jedoch weiterhin große Herausforderungen, die in dem hier beantragten Folgeprojekt bearbeitet werden. Ein wichtiges neues Thema sind dabei Kurzfrist-Vorhersagen der Strombelastbarkeit von Freileitungen, also der maximal möglichen Stromstärke ohne einen zu starken Durchhang oder eine thermische Überlastung des Leiterseils, die derzeit noch keine Anwendung in der Netzbetriebsführung finden. Da beispielsweise bei hoher Windeinspeisung der Wind auch für eine bessere Kühlung der Leitungen sorgt, kann hier jedoch gerade in kritischen Situationen ein großes Potenzial zur besseren Nutzung der bestehenden Netzinfrastruktur für die Aufnahme großer Mengen EE-Strom erschlossen werden.

50Hertz wirkt in diesem Projekt als assoziierter Partner mit.

NETZ:KRAFT – Netzwiederaufbau unter Berücksichtigung zukünftiger Kraftwerksstrukturen

Netzwiederaufbau unter Berücksichtigung zukünftiger Kraftwerksstrukturen

Der Netzwiederaufbau (NWA) stellt eine seltene Extremsituation im Versorgungssystem dar. Er ist eine Systemdienstleistung, die von den systemverantwortlichen Übertragungsnetzbetreibern (ÜNB) erbracht bzw. von diesen koordiniert wird.

Das Forschungsvorhaben verfolgt zwei Hauptstränge, einerseits die Weiterentwicklung der vorhandenen NWA-Konzepte der ÜNB unter Berücksichtigung des Verhaltens von erneuerbaren Energie-Anlagen und andererseits grundlegende Untersuchungen der Möglichkeiten, dezentrale Erzeugung in Versorgungsinseln der Verteilungsnetzbetreiber (VNB) zur Verkürzung von Ausfallzeiten aktiv zu nutzen. Ziel ist die Einbindung erneuerbarer Energien beim NWA mit oder ggf. auch ohne Spannungsvorgabe zu ermöglichen.

50Hertz wirkt in diesem Projekt als assoziierter Partner mit.

Weitere Informationen finden Sie unter:

energiesystemtechnik.iwes.fraunhofer.de/de/projekte/suche/laufende/Netzkraft.

SysDL 2.0 – Systemdienstleistungen aus Flächenverteilnetzen

Systemdienstleistungen aus Flächenverteilnetzen

Schwerpunkt des Forschungsprojekts ist es, die systemtechnischen Grundlagen für eine koordinierte Bereitstellung von dezentralen Systemdienstleistungs(SDL)-Vorprodukten zu entwickeln und praktisch zu validieren. Die SDL-Produktion generiert sich aus den im Verteilnetz befindlichen, fremdbetriebenen Erzeugungsanlagen (EZA). Die Erprobung erfolgt in den Verteilnetzen der ENSO NETZ, Mitnetz & TEN unter Berücksichtigung der unternehmensspezifischen Netztopologien.

Als Basis der Untersuchungen in SysDL 2.0 werden netzstabilisierende Spannungs-, Blind- & Wirkleistungskorrekturoptionen, bezogen auf bestimmte Anwendungsfälle, an definierten Übergabepunkten der 50Hertz zu den Verteilnetzbetreibern eruiert.

Die vom Technologiekonzern SIEMENS in enger Kooperation mit mehreren Forschungseinrichtungen zu entwickelnden Netzführungsstrategien (auch als SysDL 2.0-Modi bezeichnet) erfolgen auf Grundlage der (zu diesem Zeitpunkt) zur Verfügung stehenden, dezentralen Ressourcen dritter EZA.

50Hertz wirkt in diesem Projekt als direkter Partner mit.

Weitere Informationen finden Sie unter:
 sysdl20.de

 

 

WindNODE – Schaufenster für intelligente Energie aus dem Nordosten Deutschlands

Das Schaufenster für intelligente Energie aus dem Nordosten Deutschlands

Wind und Sonne können sehr viel Energie liefern. Aber sie lassen sich nicht planen. Ebenso werden immer mehr Energienutzer variabel oder setzen eigene Erzeugung bzw. Speicher ein. Der Erfolg der Energiewende hängt deshalb davon ab, dass Erzeugung und Verbrauch permanent optimal aufeinander abgestimmt werden. Das geht nur durch eine umfassende intelligente Vernetzung, bei der alle Systemteilnehmer über ein „Internet der Energie“ in annähernd Echtzeit miteinander kommunizieren.

Das vom BMWi geförderte WindNODE Verbundprojekt mit seinen über 70 Partnerunternehmen bietet eine ideale Ausgangsbasis zur Realisierung solcher Systeminnovationen. Durch das Partnernetzwerk sind alle Akteure der Energiewirtschaft vertreten, wodurch direktes Entwicklungsfeedback generiert werden kann.

50Hertz ist in diesem Projekt Konsortialführer.

Weitere Informationen finden Sie unter:

windnode.de

Abgeschlossene Projekte

Nachfolgend finden Sie eine Auswahl abgeschlossener Projekte.

BestGrid – Mehr Transparenz durch Kooperation

Mehr Transparenz durch Kooperation

Der Ausbau der Stromnetze ist ein entscheidender Baustein der Energiewende, nicht nur in Deutschland, sondern in ganz Europa. Bei Netzausbauprojekten wird den Vorhabenträgern häufig Intransparenz bei Planung und Realisierung vorgeworfen. Damit geraten die Projekte gegenüber der Politik und der Öffentlichkeit unter Druck. Ergebnis sind höhere Projektkosten und die Verlangsamung des für die Energiewende notwendigen Netzausbaus.

Im Zuge von BESTGRID arbeiteten Übertragungsnetzbetreiber und Umweltorganisationen über 30 Monate gemeinsam an Pilotprojekten, um neue Ansätze der Beteiligung von Öffentlichkeit und Interessensgruppen unter besonderer Berücksichtigung von Umweltbelangen zu testen. Ziel war es, das Verständnis für die Projekte zu verbessern, lokales Wissen verstärkt zu nutzen und nach Möglichkeit Genehmigungsverfahren zu beschleunigen, ohne Umweltstandards zu schwächen. 50Hertz war mit seinem 380-kV-Freileitungsprojekt zwischen Bertikow und Pasewalk vertreten. Getestet wurden u.a. Kommunikationsansätze zu Fragen bezüglich elektrischer und magnetischer Felder an Höchstspannungsleitungen.

50Hertz wirkte in diesem Projekt als direkter Partner mit.

Ergebnisse und weitere Informationen finden Sie unter:

50hertz.com/de/Netzausbau/BESTGRID

EWeLiNE/ORKA – Verbesserung von Wetterprognosen

Erstellung innovativer Wetter- und Leistungsprognosemodelle für die Netzintegration wetterabhängiger Energieträger/ Optimierung von Ensembleprognosen regenerativer Einspeisung für den Kürzestfristbereich am Anwendungsbeispiel der Netzsicherheitsrechnungen

In den nächsten Jahren und Jahrzehnten wird ein grundlegender Umbau der Stromversorgung in Deutschland und weltweit erfolgen. Ziel ist eine nachhaltige Versorgung basierend auf erneuerbaren Energien, insbesondere durch Wind- und Solarenergien. Wegen der wetterabhängigen Natur der Stromerzeugung aus Wind und Sonne wird dies zu einem tief greifenden Wandel des Stromversorgungssystems insgesamt führen. Um einen wirtschaftlichen und sicheren Betrieb des Stromversorgungssystems mit hohem Anteil erneuerbarer wetterabhängiger Energien zu gewährleisten, werden präzise, lokal aufgeschlüsselte Wettervorhersagen benötigt.

Im F&E-Projekt ORKA sollte ein bestehendes Ensemblesystem (COSMO-DE_EPS) des Deutschen Wetterdienstes, welches mit hochauflösenden Ensemble-Vorhersagen arbeitet, zur Unterstützung eines sicheren Netzbetriebs weiterentwickelt werden.

Das F&E-Projekt EWeLiNE sollte eine Software-Referenzarchitektur entwickeln, welche als allgemein verwendbare Basis dienen soll, um über das Projekt hinaus auch von Dritten nachvollzogen und wiederverwertet werden zu können. Somit sollten auch weitere Entwicklungen in diesem Themenkreis unterstützt werden.

50Hertz wirkte in beiden Projekten als assoziierter Partner mit.

Ergebnisse und weitere Informationen finden Sie unter:

EWeLiNE: projekt-eweline.de/

ReWP/PV-Regel – Regelleistung aus Windenergie und Photovoltaik

Regelleistung durch Wind- und Photovoltaikparks/ Regelleistung mit PV-Anlagen für stabilen Netzbetrieb

Um die Sicherheit der Elektrizitätsversorgung zu gewährleisten, setzt der Übertragungsnetzbetreiber Systemdienstleistungen ein. Eine dieser Systemdienstleistungen ist die Frequenzhaltung, die durch den Einsatz von Regelleistung erbracht wird. Die Anlagen, die Regelleistung bereitstellen, gleichen das Ungleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch aus, wodurch die Sollnetzfrequenz gehalten werden kann. Zurzeit stellen hauptsächlich konventionelle Kraftwerke Regelleistung bereit. Durch die Energiewende wird der konventionelle Kraftwerkspark jedoch durch erneuerbare Energien mit einem überwiegenden Anteil fluktuierender Erzeuger ersetzt.
  

Ziel des Projektes ReWP war es daher, Werkzeuge und Verfahren zu entwickeln, die einen in Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit und Sicherheit des Elektrizitätssystems optimalen Einsatz von Wind- und Photovoltaikparks zur Erbringung von Regelleistung ermöglichen.

Im Projekt PV-Regel sollte untersucht werden, in welcher Form die unterschiedlichen Photovoltaik-Systeme, von der privaten Kleinanlage bis zum großen PV-Freiflächenkraftwerk, zukünftig zur Regelleistungserbringung beitragen können. Zudem wurde dargelegt, welche Rolle diese Photovoltaik-Systeme in Zukunft beim Netzwiederaufbau spielen können.

50Hertz wirkte in beiden Projekten als assoziierter Partner mit.

Ergebnisse und weitere Informationen finden Sie unter:

ReWP: forschung-stromnetze.info/projekte/regelleistung-durch-wind-und-photovoltaikparks/

PV-Regel: forschung-stromnetze.info/projekte/regelleistung-mit-pv-anlagen-fuer-stabilen-netzbetrieb/

SDL-Batt – Systemdienstleistungen und Energiespeicherung mittels Großbatterien

Systemdienstleistungen (SDL) und Energiespeicherung mittels Großbatterien zur Stabilisierung von Netzen mit hohen EE-Anteilen – Konzeption und Demonstration

Wie lässt sich ein Batteriespeicher zu einem Regelkraftwerk weiterentwickeln? Dieser Frage gingen die Forscher im Projekt SDL-Batt nach. Die Weiterentwicklung eines hocheffizienten Batteriespeichers zum Regelkraftwerk bzw. zur Bereitstellung von Netzstabilisierungsleistungen stellte den Schwerpunkt des Verbundvorhabens dar. Hierbei sollten verschiedene Systemdienstleistungen untersucht, teilweise erprobt, dokumentiert und in ihrer Wirtschaftlichkeit miteinander verglichen werden. Die Erbringung von Regelleistung und weiteren Systemdienstleistungen sowie die hierfür notwendigen Entwicklungen und Erprobungen wurden auf Basis eines innovativen 10-MW-Li-Ion-Batteriesystems betrachtet. Betriebsdaten, energetische Bilanzierung, rechtlich-regulatorische Randbedingungen und Simulation verschiedener Fahrweisen standen im Vordergrund der Untersuchungen.

50Hertz wirkte in diesem Projekt als direkter Partner mit.

Ergebnisse und weitere Informationen finden Sie unter:

forschung-energiespeicher.info/batterie-im-netz/projektliste/projekt-einzelansicht/104/Netzstabilisierung_mittels_Batteriekraftwerken/