Die wichtige Rolle von Stromspeichern für die Systemstabilität haben im vergangenen Monat mehrere von RES (Renewable Energy Systems) für den britischen Netzbetreiber National Grid gebaute Batteriespeicher demonstriert. In weiten Teilen Großbritanniens war der Strom ausgefallen, fast eine Million Haushalte und Unternehmen waren betroffen. Die Batteriespeicher mit einer Gesamtkapazität von 80 MW konnten einen wichtigen Beitrag dazu leisten, Schlimmeres zu verhindern, berichtet RES.
Von dem Blackout am Nachmittag des 9. August (Freitag) waren neben Haushalten auch Flughäfen, Züge und sogar Krankenhäuser betroffen. Nach Angaben des Netzbetreibers National Grid haben den Ausfall zwei ausgefallene Kraftwerke verursacht. Ein Totalausfall mit deutlich dramatischeren Folgen konnte nicht zuletzt durch den Einsatz der Batteriespeichersysteme, die RES für National Grid gebaut hat, verhindert werden. Innerhalb von Sekunden nach dem Stromausfall konnten die Batteriespeichersystem, mit einer Gesamtkapazität von 80 Megawatt (MW), den Strom in das Netz einspeisen und so einen Abfall der Übertragungsfrequenz verhindern, berichtet der Speicherspezialist.
Gegen 15:52 fielen in kurzer Folge ein Gaskraftwerk und die Verbindung zu einem Offshore-Windpark aus. Durch den Wegfall der Erzeugung fiel die Netzfrequenz (blaue Linie in nebenstehender Graphik) innerhalb von Sekunden um mehrere hundert mHz einbrach. In kürzester Zeit reagieren die Energiespeicher und speisten mit voller Leistung (orange) ins Netz um den Einbruch zu kompensieren. Die Speicher werden von der eigens entwickelten Steuerungssystems RESolve überwacht.
Blitzschlag im Gaskraftwerk lässt Netzfrequenz plötzlich sinken
Den Startpunkt des Ereignisses stellt ein Blitzschlag dar, der das Gaskraftwerk Little Barford in Bedfordshire (England) mit einer installierten Leistung von 660 MW lahmlegte. Dies verursachte einen ersten Einbruch der Netzfrequenz mit einer Rate von -0,144 Hz/s. Die RES-Batteriespeicher setzten ein und wechseln innerhalb von Sekunden vom Laden zum Entladen.
Innerhalb von 25 Sekunden wurde der Leistungsabfall nun durch die Batterien im Netzwerk und andere Primärressourcen ausgeglichen. Die Netzfrequenz begann sich zu erholen. 45 Sekunden nach dem Ausfall in Little Barford kam es zum Ausfall des Offshore-Windpark Hornsea 1 an der Nordsee vor der Küste von Yorkshire, was zu einem Gesamtverlust von mindestens 1.450 MW im System führte, was sich in einer abermals sinkenden Frequenz zeigte.
Netzfrequenz pendelt sich zwei Minuten nach Blitzschlag wieder im Normbereich ein
Eine Minute und 16 Sekunden nach dem Vorfall in Little Barford folgte die automatische Trennung der Verbindungen zu Teilen des Verteilungsnetzes. Bis zu 5 Prozent der Stromversorgung in England und Wales wurden abgeschaltet. Zwei Minuten nach dem Vorfall erholt sich die Frequenz des Netzes wieder, um 15:55 Uhr pendelte sie sich in den vorgeschriebenen Grenzwerten wieder ein.
Bei der Wiederherstellung der Frequenz kam es zu einer Überschreitung der 50 Hz um 15:57 Uhr. Die Batterien wurden wieder benötigt, diesmal aber, um die überschüssige Energie durch Laden aufzunehmen.
– Matthias Leuthold, RES Deutschland
Das Ausmaß des Ereignisses habe „bei weitem“ alle historischen Bedingungen übertroffen, die für die Erprobung der betriebseigenen Algorithmen der Batteriesteuerung mit RESolve verwendet wurden. RESolve war dessen ungeachtet in der Lage, die drei Batteriespeichersysteme schnell in Betrieb zu nehmen, das Netz wie vorgesehen zu unterstützen und sicherzustellen, dass die Leistungskennzahlen von National Grid eingehalten wurden.
„Batteriespeicher haben während dieses Vorfalls ihren Wert für das System bewiesen. Die schnelle Reaktion der Batteriespeicher macht das System robuster gegen Störungen“, betont Matthias Leuthold, Abteilungsleiter für Energiespeicher der RES Deutschland GmbH. Einen vergleichbaren Speicher hat RES für die Versorgungsbetriebe Bordesholm GmbH in Deutschland errichtet, seit Mai 2019 erbringt er 10 MW Primärregelleistung.
RES betreibt 10-MW-Energiespeicher in Bordesholm
Vor allem aufgrund ihrer sehr kurzen Reaktionszeit sind Batteriespeicher geeignet, das Stromnetz stabil zu halten. Sie reagieren schneller und genauer als herkömmliche (konventionelle) Energieerzeugungsanlagen auf Abweichungen der Netzfrequenz. Da sie unabhängig von der Erzeugungsart funktionieren, seien sie ein „wichtiger Baustein beim Wechsel zu erneuerbarer Energieversorgung“, heißt es bei RES weiter. Durch die schnellere Reaktion könnten Batteriespeichersysteme die Auswirkungen von Stromausfällen verringern „und den Wechsel zu einer CO2-freien Zukunft des Stromnetzes reibungslos sicherstellen“.
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