Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und 
F-HiL Reloaded: Innovatives Testsystem für die Prüfung, Verifizierung und Validierung von netzbildenden Anlagen
Das vom BMWK geförderte Verbundforschungsprojekt „F-HiL Reloaded“ widmet sich der Erforschung und Entwicklung eines ganzheitlichen Power-Hardware-in-the-Loop Test-, Prüf- und Validierungssystems für die Integration von netzbildenden Stromrichtern in das Energieversorgungssystem sowie intelligenter Prüfverfahren. Das Konsortium setzt sich zusammen aus der Siemens AG, der OPAL-RT Germany GmbH, der SUMIDA Components & Modules GmbH, der Moeller Operating Engineering GmbH, dem Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik sowie der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg. Das Projekt wurde Ende 2023 mit einem Kick-Off gestartet und läuft bis September 2026.
Die Gewährleistung einer sicheren Energieversorgung bei zunehmender Nutzung volatiler Energiequellen sowie flexibler Verbraucher stellen bereits heute eine Herausforderung für Verteilnetzbetreiber dar. Durch den weiteren Ausbau dezentraler Windenergie- und Photovoltaikanlagen und gleichzeitigen Rückbau von zentralen Kraftwerken, müssen nun die neuen dezentralen Erzeugungseinheiten die stabilisierenden Funktionen im Stromnetz übernehmen. „Das lässt sich zukünftig durch eine entsprechende Auslegung und Regelung der elektronischen Stromrichter erreichen, über die die dezentralen Erzeugungseinheiten an das Netz gekoppelt sind“, erläutert Prof. Dr. Marco Jung, der die Abteilung Stromrichter und elektrische Antriebssysteme des Fraunhofer IEE in Kassel leitet und gleichzeitig die Professur für Elektromobilität und elektrische Infrastruktur an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg inne hat. Solche netzbildenden Stromrichter sind in der Lage die Spannungsamplitude und Frequenz zu stabilisieren. Sie sind somit ein wichtiger Baustein der zukünftigen sicheren und stabilen Energieversorgung.
„Die Entwicklung geeigneter Prüfsequenzen sowie entsprechender Richtlinien für netzbildende Anlagen stellen dabei eine wichtige Komponente dar, der derzeit noch wenig Beachtung geschenkt wird. Die eingehende Prüfung der netzbildenden Funktionen und der Interoperabilität von Stromrichtern, also des Zusammenspiels mit den verschiedensten anderen Netzkomponenten, ist im Zuge einer ausschließlichen Energieversorgung aus erneuerbaren Energiequellen unabdingbar“, stellt Projektleiter Jonas Steffen vom Fraunhofer IEE fest.
Aus Sicht des VDE Forums Netztechnik/Netzbetrieb sind die Anforderungen an die Erzeugungsanlagen im Hinblick auf die Stabilität des Verbundnetzes derzeit nicht ausreichend und es müssen ergänzend systemstützende bzw. netzbildende Fähigkeiten und Funktionen für Erzeugungsanlagen definiert werden, wie die aktuell veröffentlichte Roadmap Systemstabilität verdeutlicht. Das Vorhaben „F-HiL Reloaded“ widmet sich diesen Herausforderungen und fördert die Entwicklung von innovativen Prüf- und Testsystemen mit den zugehörigen Prüfabläufen und Prüflingen, wie z.B. netzbildenden DC-Wallboxen für Elektrofahrzeuge.
Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) mit insgesamt 3,06 Mio. € gefördert und vom Projektträger Jülich (PtJ) betreut.
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