Netzausgleich
FCR ist ein wesentlicher Dienst im Stromnetz, der zur Aufrechterhaltung der Systemstabilität durch automatisches Reagieren auf Frequenzabweichungen konzipiert ist. Es fungiert als erste Verteidigungslinie, wenn das Gleichgewicht zwischen Stromangebot und -nachfrage gestört wird, wie z.B. bei einem plötzlichen Ausfall der Stromerzeugung oder einem Nachfragespitze.
Was macht FCR anders?
Frequenzhaltereserve (FCR) ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Netzstabilität und erfordert präzise und schnelle Reaktionsfähigkeiten. Im Gegensatz zu anderen Anwendungen, die sich auf Energieoptimierung oder -integration konzentrieren mögen, erfordert FCR hochspezialisierte Technologie und komplexe Algorithmen, um das Netz in Echtzeit ausgeglichen zu halten. Die Komplexität bei der Verwaltung von FCR kann entmutigend sein, aber genau hier zeichnen wir uns aus.
Unsere gebrauchsfertige FCR-Lösung
Bei FFD Power vereinfachen wir die Komplexität der Frequenzhaltereserve (FCR), indem wir eine vollständig integrierte, schlüsselfertige Lösung liefern, die für schnelle Bereitstellung und zuverlässige Netzreaktion konzipiert ist.
Unsere FCR-Lösung kombiniert:
PowerSync EMS – unser fortschrittliches Energiemanagementsystem für Echtzeitsteuerung und -optimierung
SCADA-Konfiguration – angepasst für die Schnittstelle mit Kehuas PCS und externen Netzsystemen
Kehua Power Conversion System (PCS) – netzerprobte, schnelle Reaktionsleistung
FFD BESS – eine parallele Kommunikationsarchitektur über TCP/IP, die schnelle und präzise Kommunikation mit dem EMS des ÜNB ermöglicht
Diese Architektur gewährleistet Reaktionszeiten unter einer Sekunde und präzise Frequenzregelung, wodurch die strengsten technischen FCR-Anforderungen erfüllt werden.
Zusätzlich zur Hardware und Steuerungen bieten wir:
Vorinstallierte Systemsoftware
Vollständige technische Dokumentation
Detaillierte Projektstückliste
Layoutdesign und Anschlusszeichnungen
Vorkonfigurierte Einstellungen für FCR-Compliance
Diese einsatzbereite Lösung ermöglicht es unseren Partnern, FCR mit Leichtigkeit und Zuversicht zu implementieren, was Zeit spart und Inbetriebnahmerisiken reduziert.
Das FCR-Paket von FFD Power ist konzipiert, um:
Alle relevanten Netzcodes zu erfüllen
Kritische Netzstabilitätsfunktionen zu unterstützen
Nahtlose Integration in komplexe Netzumgebungen zu gewährleisten
Frequenzbereiche
47,5 Hz – 49,0 Hz: Betriebsbereit für mehr als 30 Minuten. In diesem Niederfrequenzbereich kann das System kontinuierlich Wirkleistungsunterstützung bereitstellen, um einen weiteren Frequenzabfall zu verhindern und Zeit für die Systemwiederherstellung zu ermöglichen.
49,0 Hz – 51,0 Hz: Unbegrenzter Betrieb. Dies ist der normale Netzfrequenzbereich, in dem das System kontinuierlich Frequenzregelungsdienste zur Aufrechterhaltung der Stabilität bereitstellen kann.
51,0 Hz – 51,5 Hz: Betriebsbereit für mehr als 30 Minuten. In diesem Hochfrequenzbereich absorbiert das System überschüssige Wirkleistung, um eine Überfrequenz zu verhindern und das Netz zu puffern.
Widerstandsfähigkeit gegenüber der Rate of Change of Frequency (RoCoF)
Das FFDPOWER BESS kann den netzgekoppelten Betrieb aufrechterhalten, während es einer RoCoF von bis zu 1,7 Hz/s standhält. Diese Toleranz ermöglicht es dem System, auf plötzliche große Generatorausfälle oder abrupte Laständerungen zu reagieren, eine Trennung zu verhindern und die Netzresilienz während schwerer Frequenzschwankungen zu verbessern.
Begrenzter Frequenzempfindlichkeitsmodus – Hohe Frequenz (LFSM-O)
Wirkleistungsregelung: Wenn die Frequenz außerhalb des Unempfindlichkeitsbereichs (50,2–50,5 Hz) abweicht, bietet das BESS Wirkleistungsregelung, wodurch dynamische Steuerung nur außerhalb geringer Schwankungsbereiche erfolgt.
Konfigurierbare Droop-Einstellungen: Wirkleistungs-Droop-Einstellungen sind über das EMS von 0,1% bis 12% einstellbar, was eine flexible Reaktion auf verschiedene Netzbedingungen ermöglicht.
Schnelle Reaktionszeit: Der Wechselrichter reagiert in weniger als 500 Millisekunden und bietet schnelle und zuverlässige Netzunterstützung bei Überfrequenzereignissen.
LFSM-O-Betrieb: Das System passt Ausgabe oder Absorption basierend auf der Frequenz an. Es reduziert die Leistung bei Überfrequenz und erhöht die Absorption bis zur vollständigen Ladung, wobei stabiler Betrieb bei flexiblem Wechsel zwischen den Modi aufrechterhalten wird.
Energiemanagement: Das BESS absorbiert Energie, bis die volle Kapazität erreicht ist, wodurch Überladung verhindert wird. ÜNBs können fortgesetzte Absorption während Hochfrequenzereignissen festlegen.
Übergangsmanagement: Verschiedene Droop-Einstellungen und sanfte Übergänge gewährleisten ein stabiles Leistungsgleichgewicht während der Wechsel zwischen Absorptions- und Freigabemodi.
Begrenzter Frequenzempfindlichkeitsmodus – Niedrige Frequenz (LFSM-U)
Wirkleistungsregelung: Das BESS reagiert auf Unterfrequenzereignisse außerhalb des konfigurierbaren Unempfindlichkeitsbereichs (49,8–49,5 Hz) und bietet präzise Steuerung für Netzstabilität.
Konfigurierbare Droop-Einstellungen: Droop-Einstellungen sind von 0,1% bis 12% einstellbar, was die Einhaltung der Netzanforderungen gewährleistet.
Schnelle Reaktionszeit: Das System reagiert innerhalb von 500 Millisekunden, verhindert kaskadierende Ausfälle und stabilisiert das Netz.
LFSM-U-Betrieb: Das BESS absorbiert Leistung während der Frequenzwiederherstellung und wechselt bei Bedarf in den Entlademodus. Es erhöht die Ausgabe bei fallender Frequenz, um das Netz zu stabilisieren.
Energiemanagement: Die Entladung setzt sich bis zur vollständigen Entleerung fort, mit ÜNB-Optionen für verlängerte Unterstützung.
Modusübergänge und Kapazitätsgrenzen: Das BESS verwaltet reibungslose Übergänge und hält Energiekapazitätsgrenzen ein, um sicheren Betrieb zu gewährleisten.
Automatische Trennung: Wenn das System vor Aktivierung des UFLS bei 49 Hz nicht entladen kann, trennt es sich, um weitere Instabilität zu verhindern.
Standardisierte Primärfrequenzregelung (FSM)
Wirkleistungsreaktion: Das BESS passt die Ausgabe gemäß ÜNB-Parametern an, mit Null-Totband oder Standardeinstellungen, um sofortige Reaktion auf Frequenzänderungen zu gewährleisten.
Reaktionsparameter: Mindestabweichung ist 10% der Nennleistung, mit einstellbarem Totband (0–200 mHz) und Droop (0,1–12%).
Leistungsregelung: Reduziert die Ausgabe bei Frequenzanstieg und erhöht sie bei Abfall, wodurch der Leistungsfluss und die Netzstabilität effizient verwaltet werden.
Frequenzrampen & plötzliche Verschiebungen: Das System passt sich schnellen Änderungen an, hält Stabilität aufrecht und vermeidet Schwankungen.
Reaktionszeitpunkt: Die anfängliche Reaktion ist <500 ms, mit vollständiger Anpassung innerhalb von 30 Sekunden abgeschlossen.
aFRR-Fähigkeit: Unterstützt kontinuierliche Wirkleistungsanpassungen für die automatische Frequenzwiederherstellungsreserve, stellt Energiekapazität innerhalb von 2 Stunden wieder her, während die Regelung während Notfällen aufrechterhalten wird.
Fernsteuerung & Wirkleistungsmanagement
Fern-Ein/Aus: Das EMS ermöglicht es Betreibern, das BESS aus der Ferne zu starten oder zu stoppen. Die Wirkleistung stoppt innerhalb von 5 Sekunden nach dem Befehl.
Wirkleistungsanpassung: Die Ausgabe kann innerhalb von 10 Sekunden nach Erhalt von Befehlen geändert werden, was flexible EMS-Steuerung unterstützt.
Regelung: Sowohl Fern- als auch manuelle Anpassungen werden unterstützt. Die Teilnahme an FCR gewährleistet die Einhaltung der vom ÜNB definierten Aktivierungszeiten, eine anhaltende Ausgabe von mindestens 60 Minuten und präzise Sollwerteinhaltung.
Messung & Übertragung: Schlüsselparameter werden mit einer Auflösung von ≤1 Sekunde gemessen und in Echtzeit zur Überwachung übertragen.
Automatische Verbindung & Wiederverbindung
Automatische Wiederverbindung: Das BESS verbindet sich wieder, wenn die Frequenz 49,9–50,1 Hz und die Spannung 0,9–1,1 pu beträgt. Eine Mindestverzögerung von 60 Sekunden gewährleistet eine stabile Resynchronisation.
Rampenraten-Kontrolle: Der Wirkleistungsanstieg ist auf ≤20% von Pmax pro Minute begrenzt. Alternative Wiederverbindungsbedingungen können mit ÜNB/VNB-Vereinbarungen konfiguriert werden.
Künstliche Trägheit
Virtuelle Trägheitsfunktion: Das BESS emuliert die Trägheit synchroner Generatoren über Wechselrichtertechnologie und stabilisiert Netze mit hoher Durchdringung erneuerbarer Energien.
Steuerungssystem: Konfigurierbar je ÜNB, was einen effektiven und schnellen virtuellen Trägheitsbeitrag gewährleistet.
Parallelbetrieb: Unterstützt Netzstabilität während schneller Frequenzabweichungen mit voreingestellten Werten.
Kurzschlussfestigkeit
Fehlerdurchfahrt (FRT): LVRT- und HVRT-Fähigkeiten ermöglichen es dem System, während Spannungseinbrüchen oder Stromspitzen verbunden zu bleiben.
Fehlerstrombeitrag: EMS begrenzt den Fehlerstrom auf sichere Bereiche und schützt sowohl Netz als auch System.
Schneller Schutz & Wiederherstellung: Schnelle Fehlererkennung und Schutz gewährleisten eine reibungslose Wiederaufnahme des normalen Betriebs nach Fehlerbehebung, wobei die kontinuierliche Stromversorgung aufrechterhalten wird.
Parameter-Compliance: Spannungseinbruchtiefe, -dauer und Stromgrenzen folgen lokalen Netzcodes und ÜNB-Anforderungen.
Empfohlene Produkte
Fallpräsentation
Finnland 27,5MW/55MWh netzseitiges Lastspitzenkappungs- und Frequenzregelungsprojekt
Dieses in Finnland gelegene Projekt umfasst die Bereitstellung eines 2,5MW/5MWh netzseitigen Energiespeichersystems, das für Lastspitzenkappung und Frequenzhaltereserve (FCR)-Dienste konzipiert ist. Das System arbeitet in einem extremen Kaltklima, wobei Wintertemperaturen bis zu -35°C fallen, was erhebliche technische und operative Herausforderungen darstellt.
Das Projekt verfolgt eine modulare Bereitstellungsstrategie. Nach erfolgreichem Abschluss und Inbetriebnahme von Phase I befindet sich Phase II derzeit im Bau, wobei 10 zusätzliche Einheiten derselben Spezifikation hinzugefügt werden. Nach Fertigstellung wird das Gesamtsystem eine Gesamtkapazität von 27,5MW/55MWh erreichen und ein großflächiges netzseitiges Energiespeicherkraftwerk bilden, das die Netzflexibilität und -resilienz verbessert.
Kernanwendung: Frequenzhaltereserve (FCR)
Im Gegensatz zu traditionellen Energieverschiebungsanwendungen erfordert FCR präzise Echtzeit-Reaktionsfähigkeiten und ausgeklügelte Steuerungsalgorithmen. Dieses Projekt integriert ein Hochleistungs-Steuerungssystem, das für die FCR-Teilnahme am nordischen Ausgleichsmarkt optimiert ist:
Dynamische Reaktion im Millisekundenbereich zur Stabilisierung von Frequenzabweichungen
Mehrschichtige eingebettete Dispositionsalgorithmen, die Genauigkeit und Zuverlässigkeit gewährleisten
Hybride Architektur, die Edge-Computing und zentralisierte Steuerung für intelligente Anpassung kombiniert
Konstruktion für extreme Kälte
Das System ist speziell für den kontinuierlichen Betrieb unter arktischen Minusgraden ausgelegt, mit folgenden Anpassungen:
Batterie-Wärmemanagementsysteme mit integrierter Heizung und Isolierung zur Aufrechterhaltung von Zellleistung und Sicherheit
Industrietaugliche Leistungselektronik, ausgewählt für zuverlässigen Betrieb unter -35°C
Systemweite Niedertemperaturvalidierung gewährleistet ganzjährige Betriebsstabilität
Projektbedeutung
Als Vorzeigeprojekt in Nordeuropa, das FCR und Lastspitzenkappung kombiniert, demonstriert diese Installation die technische Machbarkeit und den kommerziellen Wert von Energiespeicherung in Kaltklimaregionen. Es dient auch als replizierbare Referenz für zukünftige netzseitige Speicherprojekte, die an Ausgleichsdienstmärkten in ganz Europa teilnehmen.
