LINDA-Projekt: Inselnetz mit erneuerbaren Energien erfolgreich getestet

Ein Inselnetz aus PV-Anlagen, Wasserkraftwerk und Biogasanlage kann die Versorgung kritischer Infrastrukturen bei einem Stromausfall übernehmen. Das haben jetzt die Projektpartner im Projekt LINDA in einem Feldversuch erfolgreich getestet. 

Linda-Projektteam
Das LINDA-Projektteam testete im abschließenden Feldversuch, ob das Konzept des Inselnetzbetriebs um zusätzliche Erzeugungskapazität erweiterbar ist und stabil betrieben werden kann. (Quelle: LEW/Michael Hochgemuth)

Die LEW Verteilnetz GmbH (LVN) und ihre Projektpartner haben im Rahmen des dritten und abschließenden Feldversuchs des LINDA-Projekts ein vom regionalen Stromnetz unabhängiges Inselnetz aufgebaut und sicher betrieben. Es umfasste die Kommunen Niederschönenfeld, Feldheim und Teile von Rain am Lech. In den rund sechs Stunden dauernden Feldtest waren rund 1.100 Haushalte, 185 Photovoltaikanlagen, zwei Wasserkraftwerke und eine Biogasanlage eingebunden.

Versorgung kritischer Infrastrukturen

Im LINDA-Projekt haben die Projektpartner Konzepte entwickelt, wie im Fall eines Stromausfalls ein Inselnetz die Versorgung kritischer Infrastrukturen zum Beispiel von Krankenhäusern, Wasserwerken oder Kläranlagen sicherstellen kann.

Im nun durchgeführten dritten Feldversuch wurde unter Beweis gestellt, dass das Konzept des Inselnetzbetriebs um zusätzliche Erzeugungskapazität erweitert und stabil betrieben werden kann. Auch die unterbrechungsfreie Rücksynchronisation mit dem regionalen Verbundnetz wurde erfolgreich umgesetzt.

Erste Phase: Inselnetz mit Wasserkraftwerk und PV-Anlage

Der Feldversuch dauerte vom Morgen bis zum frühen Nachmittag. Das Projektteam umfasste rund 60 Personen an verschiedenen Standorten des Projektgebiets. Der Feldtest war in zwei Phasen aufgeteilt. Gegen 8:00 Uhr begann die erste Phase: Die LEW-Netzleitstelle übergab die Betriebsführung für die Ortsnetze der Kommunen Niederschönenfeld, Feldheim sowie einen Teil der Stadt Rain am Lech an das Projektteam.

Dann baute LVN die Inselnetzversorgung auf: Zunächst musste eine ausgeglichene Leistungsbilanz zwischen der Erzeugung des Wasserkraftwerks in Feldheim und der Photovoltaikanlagen in den Ortschaften sowie dem Verbrauch der Haushalte erzielt werden. Um 8:30 Uhr entkoppelte das Projektteam dann das Inselnetz vom regionalen Verteilungsnetz, die angeschlossenen Haushalte merkten von dieser Umschaltung nichts.

Linda-Projekt
Das Projektteam untersuchte mit Lastbänken, wie sich das Inselnetz und die angeschlossenen Erzeugungsanlagen bei Veränderungen der Stromlast verhalten. (Quelle: LEW/Michael Hochgemuth)

Danach begann das Projektteam mit der Umsetzung des mehr als 100 Schritte umfassenden Versuchsplans. In verschiedenen Konstellationen wurde untersucht, wie sich das Inselnetz und die angeschlossenen Erzeugungsanlagen bei Veränderungen der Stromlast verhalten. Dazu wurden Lastbänke eingesetzt, die verschieden hohe Lasten im Stromnetz simulieren.

Um 9:45 Uhr weitete das Projektteam den Inselnetzbetrieb auf das Wasserkraftwerk Rain aus und führte weitere Versuche mit verschiedenen Lastkonstellationen durch. Um 12:30 Uhr wurde das Inselnetz unterbrechungsfrei wieder mit dem Verbundnetz synchronisiert und verbunden. „Es war entscheidend, die Frequenzen des Inselnetzes und des Verbundnetzes exakt anzugleichen, um unterbrechungsfrei wieder in das Verbundnetz zurückzuschalten“, berichtet Georg Kerber, Projektkoordinator bei LEV.

Zweite Phase: Erweiterung um Biogasanlage

Am Mittag ging der Feldtest in die zweite Phase: Um 13:10 Uhr schaltete das Projektteam die Ortsnetze wieder in den Inselnetzbetrieb. Nun speiste außer den beiden Wasserkraftwerken und den rund 185 Photovoltaikanlagen in den Ortschaften auch eine Biogasanlage in das Netz ein. Auch hier untersuchte das Projektteam die Auswirkungen von Lastschwankungen im Inselnetz.

Der Fokus lag nun auf dem Verhalten der Biogasanlage und ihrem Zusammenspiel mit den anderen Einspeiseanlagen. „Wenn genügend Erzeugungsleistung aus einer Biogasanlage zur Verfügung steht, könnte diese prinzipiell die Rolle des Führungskraftwerks im Stromnetz übernehmen. Das hat sich im Versuch bestätigt“, betont Kerber. Um 14:30 Uhr wurde der Feldversuch abgeschlossen.

„Wir haben die Projektziele des Feldversuchs erreicht und konnten die Versuchsreihen wie geplant abarbeiten“, berichtet Prof. Michael Finkel von der Hochschule Augsburg. „In den nächsten Monaten werten wir die Daten und Erkenntnisse aus den Feldversuchen aus und bereiten sie für die weitere Umsetzung in praktische Handlungsanleitungen auf.“

LINDA-Projekt: Lokale Inselnetzversorgung mit dezentralen Anlagen

Im Forschungsprojekt LINDA (Lokale Inselnetzversorgung und beschleunigter Netzwiederaufbau mit dezentralen Erzeugungsanlagen bei großflächigen Stromausfällen) untersucht LVN gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft, wie im Falle eines großflächigen Stromausfalls eine lokale Stromversorgung durch die Nutzung erneuerbarer Energien vor Ort gewährleistet werden könnte. Das Pilotprojekt ergänzt bestehende Strategien zur Wiederherstellung der Stromversorgung bei einem großflächigen Stromausfall.

Ein erster Feldversuch fand im September 2016 statt. Dabei wurde zwischen dem Wasserkraftwerk Feldheim und einer Biogasanlage im Ort ein funktionsfähiges Inselnetz aufgebaut. Im darauffolgenden zweiten Feldversuch im Jahr 2017 wurde der Inselnetzbetrieb auf fast alle Ortsnetzstationen in Niederschönenfeld und Feldheim und die dort angeschlossenen Photovoltaikanlagen ausgeweitet.

Das LINDA-Projekt wurde unter Federführung von LVN mit Partnern aus Wissenschaft (Hochschule Augsburg, Technische Universität München) und Industrie (Bayerische Elektrizitätswerke GmbH (BEW), Stellba Hydro GmbH & Co KG, Marquis Automatisierungstechnik GmbH, MTU Onside Energy GmbH, PSI Software AG) entwickelt und umgesetzt.