Beiträge von Erneuerbare-Energien-Anlagen zur Kurzzeitstabilität im deutschen Übertragungsnetz

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Der Ausbau von Erneuerbare-Energien-Anlagen (EE-Anlagen) mit Umrichtern und der Rückgang thermischer Erzeugungsanlagen führen zu einer veränderten Systemdynamik sowie potenziellen Gefahren für die Kurzzeitstabilität. Die Abnahme synchroner Erzeugung reduziert stabilisierende Momentanreserve und Kurzschlussleistung. Aktuelle netzfolgende Regelungskonzepte der Umrichter können diese nicht sofort bereitstellen, während netzbildende Umrichter dazu in der Lage sind, wenn auch in geringerem Umfang. Diese Dissertation untersucht, wie netzbildende Regelungskonzepte zur Erhaltung der Kurzzeitstabilität beitragen können, insbesondere durch die Bereitstellung von Momentanreserve für Frequenzstabilität und Kurzschlussleistung für Spannungsstabilität. Es wird ein dynamisches Netzmodell des europäischen Übertragungsnetzes entwickelt, das sowohl netzfolgende als auch netzbildende Regelungskonzepte berücksichtigt. Durch Variantenvergleiche wird der Einfluss netzbildender Umrichter auf die Kurzzeitstabilität quantifiziert. Ein wesentlicher Beitrag ist die Entwicklung eines Modells, das Energiemengenrestriktionen und maximale Stromtragfähigkeit der Umrichter einbezieht. Zudem werden systemische Untersuchungen des kontinentaleuropäischen Übertragungsnetzes für 2030 durchgeführt, mit Fokus auf das deutsche Netz. Die Analyse zeigt, dass netzbildende Umrichter Frequenzgradienten und Spannungseinbrüche begrenzen, was zur Stabilität des Systems beitr