Leistungsbewertung von netzbildenden und netzfolgenden, mit Umrichtersystemen verbundenen Batteriespeichersystemen zur Frequenzregelung in Niedriginertialstromnetzen

Stromsysteme mit hohen Anteilen an mit Umrichtern verbundenen erneuerbaren Energien können durch eine geringe Netzträgheit gekennzeichnet sein, da synchronisierte Generatoren keine Frequenzhaltungsmaßnahmen bieten. Batteriespeichersysteme (BESS), die ihre Leistungsabgabe viel steiler als die konventionelle Erzeugung anpassen können, sind vielversprechende Anlagen zur Wiederherstellung geeigneter Frequenzregelungskapazitätsniveaus. BESS sind typischerweise mit dem Netz über einen Leistungsumrichter verbunden, der entweder im netzbildenden oder im netzfolgenden Modus betrieben werden kann. Diese Arbeit bewertet quantitativ den Einfluss von großangelegten BESS auf die Frequenzhaltung von Niedriginertialstromnetzen und vergleicht die Leistung von netzbildenden und netzfolgenden Regelungsmodi. Numerische Ergebnisse werden unter Berücksichtigung eines detaillierten dynamischen Modells des IEEE 39-Bus-Systems bereitgestellt, bei dem vollständig charakterisierte Modelle von stochastischer Nachfrage und Erzeugung berücksichtigt werden. Um die Leistung der BESS-Regelungsmodi in einem praktischen operationellen Kontext zu bewerten, werden tägliche Langzeitsimulationen berücksichtigt, bei denen die Reserven für Frequenzhaltung und -wiederherstellung unter Berücksichtigung der aktuellen Praxis eines Übertragungsnetzbetreibers in Europa zugewiesen werden. Numerische Analysen verschiedener Metriken, die auf die Netzfrequenz angewendet werden, zeigen, dass netzbildend den netzfolgenden Umrichtermode übertrifft.