Zukunft der Netzstabilität: Wie Offshore-Windparks konventionelle Kraftwerke ersetzen können

Die Energiewende stellt unser Stromsystem vor eine zentrale Herausforderung: Wie sichern wir Netzstabilität, wenn klassische Kraftwerke mit rotierenden Massen vom Netz gehen und durch leistungselektronisch gekoppelte Erneuerbare ersetzt werden? Eine aktuelle Studie aus dem Institut für Elektrische Energietechnik der Universität Rostock zeigt, wie genau das gelingen kann – mit netzbildenden HGÜ-Systemen und Offshore-Windparks.

Herausforderung: Verlust der rotierenden Masse

Konventionelle Kraftwerke stellen nicht nur elektrische Energie bereit, sondern stabilisieren das Netz durch ihre rotierende Masse und die damit verbundene Trägheit. Mit dem Voranschreiten der Energiewende sinkt der konventionellen Kraftwerke an der Erzeugung drastisch – und damit auch die Fähigkeit des Systems, auf Störungen schnell und robust zu reagieren. Netzbetreiber sprechen von „geringer Systemstärke“.

Lösung: Netzbildende Regelung mit virtueller Trägheit

In der vorgestellten Studie wurden drei Betriebsführungsstrategien für HGÜ-angebundene Offshore-Windparks verglichen – mit einem klaren Ziel: Das Gesamtsystem aus HGÜ und Offshore Windpark soll sich wie ein konventionelles Kraftwerk verhalten.

Besonders die sogenannte „Full Grid-Forming“-Strategie überzeugt: Sie ermöglicht eine netzbildende Betriebsweise sowohl auf der See- als auch auf der Landseite. Damit wird nicht nur eine zuverlässige Frequenzhaltung möglich – auch Schwarzstart-Fähigkeiten und der stabile Betrieb bei Teillast (wenige aktive Windturbinen) werden abgedeckt.

Technisches Highlight: Steuerung ohne Kommunikationsbedarf

Ein zentrales Element der Studie ist die Nutzung elektrischer Signale statt Kommunikationsleitungen, um Energie-Ungleichgewichte zu erkennen und auszugleichen. Das reduziert Komplexität und erhöht die Robustheit der Systeme. Bei plötzlichen Netzereignissen kann das System beispielsweise die Frequenz im Offshore-Netz ändern, was von den Windturbinen erkannt wird und eine Anpassung ihrer Einspeisung zur Folge hat.