Anna Pfendler M.Sc.

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Beitrag aktiver Verteilungsnetze zur Systemstabilität

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Nach dem Abitur 2011 in Wiesbaden habe ich mit dem Studium Elektro- und Informationstechnik an der TU Darmstadt begonnen und mich dabei für die Vertiefung Energietechnik entschieden. Während des Studiums habe ich ein Jahr an der École Polytechnique de Montréal in Kanada verbracht und ein Praktikum bei ABB HVDC in Schweden absolviert. Bachelor- und Masterarbeit habe ich am Fachgebiet E5 der TU Darmstadt geschrieben, an dem ich seit Oktober 2018 als wissenschaftliche Mitarbeiterin tätig bin.

Meine Interessen liegen im Bereich der dynamischen Netzuntersuchungen und der Integration eines wachsenden Anteils von Erneuerbare-Energie-Anlagen unter Wahrung der Systemstabilität.

Ehrgeizige Klimastrategien und -ziele erfordern grundlegende Veränderungen im elektrischen Energiesystem: Erneuerbare-Energie-Anlagen ersetzen zunehmend konventionelle Kraftwerke und stellen damit das Stromnetz vor viele Herausforderungen. Durch die Abschaltung konventioneller Kraftwerke (Atomenergie, Kohle), die i.d.R. über Synchrongeneratoren an das Netz angeschlossen sind, sinkt die Trägheit des Systems. Im Gegensatz dazu tragen moderne Anlagen (EE, Speicher und teilweise Lasten), die über Umrichter an das Netz angeschlossen sind, nicht inhärent zur Stabilität des Stromnetzes bei. Um ein Netz mit geringer Trägheit betreiben zu können, sind neue Regelungskonzepte für Umrichter entstanden, die es ermöglichen, die Netzspannung und -frequenz zu ‚formen‘. Diese netzbildenden (engl. grid-forming) Regelstrategien für Umrichter wurden bereits für Microgrid-Anwendungen implementiert, sind aber weiterhin Forschungsgegenstand, beispielsweise für den Einsatz in Verbundnetzen.

In meiner Forschung untersuche ich Regelungsstrategien für Vollstromumrichter-basierte Erzeugungsanlagen (Wind, PV) in Verbundsystemen mit geringer Trägheit und entwickle einen Aggregationsansatz zur Nachbildung des dynamischen Verhaltens von aktiven Verteilnetzen hinsichtlich der Frequenz für Untersuchungen auf der Übertragungsnetzebene.

Zentrale Aspekte in diesem Kontext sind:

• Systemstabilität bei geringer mechanischer Trägheit (engl. low-inertia systems)

• Integration einer hohen Durchdringung umrichterbasierter Erzeugungsanlagen

• Regelungskonzepte für vollumrichterbasierte Erzeugungsanalgen in Verbundnetzen

• Kurzzeitige Frequenzstabilität und instantane Frequenzmessung

• Aggregierte dynamische Simulationsmodelle aktiver Verteilungsnetze