Smart Emergency Supply System (SES²)

Konzept und Einsatzgebiet

Die elektrische Energieversorgung ist die Achillesferse einer jeden industrialisierten Gesellschaft. Im Falle eines „Black Outs“ könnte dass soziale Leben empfindlich gestört werden. Ein länger anhaltender Stromausfall kann in urbanisierten Regionen sogar zu Problemen führen, die sich negativ auf das Zusammenleben in derartigen Krisensituationen auswirken könnten. Um diesen kritischen Einflüssen eines Ausfalls der Stromversorgung zu entgegnen werden neue Strategien für intelligente Stromversorgungssysteme benötigt.

Das „Smart Emergency Supply System“ (SES²) ist eine innovative Strategie um die Zuverlässigkeit elektrischer Energieversorgungssysteme zu verbessern. Die Systemphilosophie basiert dabei auf einem modular und flexibel aufgebauten System, welches die Möglichkeit beinhaltet dezentralisierte Energiewandler, wie z.B. Photovoltaikanlagen (PV), Windkraftanlagen (WKA) oder auch Blockheizkraftwerke (BHKW) in die Notstromstrategie zu integrieren. Mit dem SES² kann mit wenig Aufwand eine Inselnetzversorgung ähnlich der konventionellen Auslegung, welche dezentrale Erzeugungsanlagen berücksichtigt, aufgebaut werden. Der hier entwickelte Systemansatz beruht demnach nicht auf einer in sich geschlossenen Notstromlösung, sondern er ermöglicht alle im Netz bereits vorhandenen dezentralen Erzeuger in die Notstromsituation zu integrieren. Als weiterer Aspekt wurde das SES² vom Systemdesign, so ausgelegt, dass es auch unter normalen Bedingungen eingesetzt werden kann, um dem Netz eine optimale Einbindung erneuerbarer Energien zu ermöglichen. Mit Hilfe des SES² können so die Lastflüsse in den Verteilnetzen geregelt werden und somit für optimierende und stabilisierende Effekte in Verteilnetzen gesorgt werden. Unter dieser Voraussetzung kann das SES² ebenfalls in Smart Grids als Management- und Kontrolleinrichtung eingesetzt werden.

In der unteren Abbildung ist die prinzipielle Systemarchitektur dargestellt. Dabei wird in dem System durch einen Spannungszwischenkreis konsequent zwischen der Wechselrichterseite und einer Energiewandlerseite unterschieden. Die Wechselrichter können parallel an das Netz angebunden werden und dabei verschiedene Einspeisemodi zur Verfügung stellen. Hierbei kann sowohl eine netzgeführte, als auch quellengeführte Einspeisungen erfolgen. Auch können sowohl symmetrische und unsymmetrische Fälle berücksichtigt werden. Die Wandlerseite ist so aufgebaut, dass unterschiedliche Wandlertypen (PV, Brennstoffzelle, etc.) einfach kombiniert werden können.

System Architektur

Technical specifications

Pilot System:
Total Power 100.0 kVA
2 x Module 12.5 kVA
1 x Module 25.0 kVA
1 x Module 50.0 kVA

Max. Input Voltage 800 V (DC)
Output Voltage 3 x 400 V (AC)
Max. Efficiency 95 %

Black start capability, UPS (1000 VA)
Low noise development through pulse frequency of 20 kHz
Fault Ride Through (FRT) feature
Power Plant functionality

PLC Control (IEC 61131-3)
EtherCAT® for real time communication
Ethernet communication for remote control
Integrated remote control protocol - IEC 60870-5-104
Database connection (MySQL)
Automatic system management
Online system administration by EnTeSys GmbH
www.SGCMS.de - Smart Grid Content Management System

System Modul

Fachhochschule Südwestfalen
University of Applied Sciences, Soest
Prof. Dr.-Ing. Egon Ortjohann
ortjohann.egon@fh-swf.de

Lübecker Ring 2
D-59494 Soest
Tel.: +49 (0) 2921 / 378 432