{"id":3566,"date":"2026-08-12T07:40:01","date_gmt":"2026-08-12T07:40:01","guid":{"rendered":"https:\/\/websites.fraunhofer.de\/iwes-blog\/?p=3566"},"modified":"2026-08-12T13:44:11","modified_gmt":"2026-08-12T13:44:11","slug":"von-den-anforderungen-zur-realitaet-pruefung-netzbildender-eigenschaften-im-multi-mw-bereich-nach-vde-fnn-hinweispapier","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/websites.fraunhofer.de\/iwes-blog\/von-den-anforderungen-zur-realitaet-pruefung-netzbildender-eigenschaften-im-multi-mw-bereich-nach-vde-fnn-hinweispapier\/florian-hans","title":{"rendered":"Von den Anforderungen zur Realit\u00e4t: Pr\u00fcfung netzbildender Eigenschaften im Multi-MW-Bereich nach VDE FNN-Hinweispapier"},"content":{"rendered":"\n

Im Zuge der Energiewende ver\u00e4ndert sich die Struktur der Stromerzeugung grundlegend. Mit dem R\u00fcckgang konventioneller Kraftwerke nimmt die im Netz vorhandene rotierende Masse ab. Dadurch fehlen zunehmend stabilisierende Eigenschaften, die bislang vor allem von Synchronmaschinen bereitgestellt wurden, wie sie etwa in konventionellen Kohle- oder Gaskraftwerken zum Einsatz kommen. Deshalb gewinnen netzbildende Regelungen f\u00fcr leistungselektronisch gekoppelte Erzeugungsanlagen wie Windenergieanlagen oder Batteriespeichersysteme an Bedeutung. Im Januar 2026 haben die \u00dcbertragungsnetzbetreiber in Deutschland mit der marktgest\u00fctzten Beschaffung von Momentanreserve begonnen. In diesem Markt wird die Bereithaltung von Momentanreserve abh\u00e4ngig von der H\u00f6he der Verf\u00fcgbarkeit verg\u00fctet. Vorrausetzung f\u00fcr die Teilnahme an diesem Markt ist die Erf\u00fcllung der Anforderungen, die im VDE FNN-Hinweispapier \u00bbTechnische Anforderungen an Netzbildende Eigenschaften inklusive der Bereitstellung von Momentanreserve\u00ab beschrieben sind. Im Rahmen einer Messkampagne am Fraunhofer IWES wurden diese Anforderungen erstmals an einem Multi-MW-Batteriespeichersystem (BESS) gepr\u00fcft.<\/p>\n\n\n\n

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Abbildung 1: Erzeuger und Speicher im zuk\u00fcnftigen Stromnetz \u00a9 Fraunhofer IWES<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Wie unterscheiden sich netzbildende Erzeugungseinheiten von herk\u00f6mmlichen Anlagen?<\/h4>\n\n\n\n

Netzbildende Erzeugungseinheiten und Speicher unterscheiden sich von herk\u00f6mmlichen Anlagen vor allem dadurch, dass sie Spannung, Frequenz und Phasenlage aktiv vorgeben und damit ein Netz selbst stabil erzeugen bzw. st\u00fctzen k\u00f6nnen. Herk\u00f6mmliche, netzfolgende Anlagen orientieren sich dagegen an einem bereits bestehenden Netz und speisen ihre Leistung in diese vorgegebene elektrische Umgebung ein. Ein elektrisches Netz, das \u00fcberwiegend aus netzfolgenden Anlagen besteht, kann zu kritischen Stabilit\u00e4tsproblemen f\u00fchren.

Regelungstechnisch verhalten sich netzbildende Einheiten eher wie Spannungsquellen, w\u00e4hrend konventionelle netzfolgende Umrichter eher als Stromquellen arbeiten. Dadurch k\u00f6nnen netzbildende Anlagen auch in schwachen Netzen, im Inselbetrieb oder beim Schwarzstart wichtige Systemdienstleistungen \u00fcbernehmen. Zudem k\u00f6nnen sie Momentanreserve bereitstellen, indem sie bei Abweichungen der Netzfrequenz sehr schnell Leistung aus Zwischenkreisen, Speichern oder gekoppelten Prim\u00e4renergiequellen abrufen und so die Netzfrequenz stabilisieren. Ob diese Eigenschaften erf\u00fcllt werden, muss in der Praxis nachgewiesen werden.<\/p>\n\n\n\n

Welche Art von Tests wurden durchgef\u00fchrt und was macht die abgeschlossene Messkampagne besonders?<\/h4>\n\n\n\n

Die abgeschlossene Messkampagne am BESS setzt technologisch und methodisch neue Ma\u00dfst\u00e4be. Erstmals weltweit wurden die gesamten, zur Zertifizierung erforderlichen Tests gem\u00e4\u00df des VDE FNN-Hinweispapiers<\/a> \u00bbTechnische Anforderungen an Netzbildende Eigenschaften inklusive der Bereitstellung von Momentanreserve, Version 2.1\u00ab in diesem Leistungsbereich mit einem Netzemulator ohne passive Lasten durchgef\u00fchrt. Als Pr\u00fcfling kam dabei ein BESS mit \u00fcber 2 MW Leistung zum Einsatz. Die Kampagne zeigt, dass sich die Anforderungen des VDE FNN-Hinweises in einem Power-Hardware-in-the-Loop (PHIL) Pr\u00fcfaufbau dieser Leistungsklasse ohne Skalierung technisch verl\u00e4sslich abbilden lassen. Damit ist auch die Machbarkeit dieses Ansatzes f\u00fcr zuk\u00fcnftige Qualifizierungs- und Nachweisverfahren bewiesen, bei dem echte Leistungshardware mit einer virtuellen Simulationsumgebung gekoppelt wird. So entsteht eine belastbare Grundlage f\u00fcr die Weiterentwicklung netzbildender Systeme und ihrer Integration in zuk\u00fcnftige Energiesysteme.<\/p>\n\n\n\n

Welche Testinfrastruktur wurde zur Durchf\u00fchrung verwendet?<\/h4>\n\n\n\n

Im Rahmen der Messkampagne wurde zur Nachbildung des elektrischen Netzes der in Abbildung 2 dargestellte Netzemulator Mobile Grid<\/a> verwendet. Dieser ist zur Entkopplung und zum Schutz des \u00f6ffentlichen Verbundnetzes zwischen Pr\u00fcfling und dem Netzanschlusspunkt angeschlossen.

S\u00e4mtliche Systemkomponenten sind in standardisierten Schiffscontainern untergebracht, wodurch der Netzemulator mobil ist und flexibel auch an anderen Standorten eingesetzt werden kann. Mobile Grid ist modular aufgebaut und besteht aus zwei spiegelbildlich aufgebauten Einheiten mit jeweils 14 MVA. Diese k\u00f6nnen entweder separat betrieben oder zu einem 28-MVA-System mit einer Kurzschlussleistung von 80 MVA gekoppelt werden. F\u00fcr die abgeschlossene Messkampagne wurde eine der beiden Einheiten eingesetzt.<\/p>\n\n\n\n

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Abbildung 2: Mobile Grid, der mobile 28-MVA-Netzemulator des Fraunhofer IWES<\/em> \u00a9 Fraunhofer IWES<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Im Kontext des PHIL-Pr\u00fcfaufbaus stellt Mobile Grid die Schnittstelle zwischen Hardware und Software dar. Der Netzemulator ist in der Lage, verschiedene Netzkonfigurationen sowie typische Netzfehler zu emulieren, darunter symmetrische und asymmetrische Unter- und \u00dcberspannungsereignisse, Frequenz\u00e4nderungen und Phasenspr\u00fcnge. Auf diese Weise kann die Einhaltung der Anforderungen an die Anlage systematisch \u00fcberpr\u00fcft werden. Die Umsetzung der Pr\u00fcfungen basiert auf einem Fraunhofer IWES-internen Automatisierungssystem, das eine skalierbare Generierung und Durchf\u00fchrung von Testszenarien erm\u00f6glicht. Im Rahmen der abgeschlossenen Kampagne wurden auf dieser Grundlage binnen weniger Wochen mehr als 1.000 Tests erstellt und durchgef\u00fchrt, wobei ca. 150 Tests Zertifizierungszwecken dienten. Neben den zuvor genannten konventionellen Fehlerf\u00e4llen wurde dabei am Fraunhofer IWES erstmals auch ein sogenannter Inselnetz-Test realisiert.<\/p>\n\n\n\n

Was versteht man unter einem Inselnetz-Test?<\/h4>\n\n\n\n

Ein Inselnetz-Test untersucht, ob eine Erzeugungsanlage oder ein Speichersystem nach der Trennung vom \u00f6ffentlichen Netz in einen stabilen Inselbetrieb \u00fcbergehen und diesen sicher aufrechterhalten kann. Dabei wird insbesondere gepr\u00fcft, ob die Anlage einen stabilen Arbeitspunkt bei konstanter Spannung und Frequenz halten und zudem ein stabiles Verhalten bei St\u00f6rungen sicherstellen kann.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a>
Abbildung 3: Messergebnisse eines Inselnetz-Tests \u00a9 Fraunhofer IWES, Datenquelle: Testkampagne mit Huawei-BESS<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Ein zentraler Aspekt des Tests ist der \u00dcbergang vom regul\u00e4ren Netzparallelbetrieb in den Inselbetrieb. Nach dem im VDE FNN-Hinweis beschriebenen Vorgehen wird dazu aus dem Netzparallelbetrieb heraus ein Kuppelschalter zum externen Netz ge\u00f6ffnet und auf eine ohmsche oder konstante Last umgeschaltet, die das fiktive Inselnetz repr\u00e4sentiert. Abbildung 3 veranschaulicht einen im Rahmen der Messkampagne durchgef\u00fchrten Test. Bei t = 49,85 s wird der Kuppelschalter zum emulierten \u00f6ffentlichen Netz ge\u00f6ffnet und der Pr\u00fcfling geht in den Inselbetrieb mit einer konstanten Last \u00fcber. Wie zu sehen, reagiert das BESS quasi instantan mit einer Reduktion der Leistung, um den Leistungsbedarf der fiktiven Insel zu decken und erreicht nach einigen Sekunden eine stabile Spannung und Frequenz. So wird gepr\u00fcft, ob der Pr\u00fcfling auf eine sprungf\u00f6rmige Sollwert\u00e4nderung unmittelbar reagieren kann.

Batteriespeichersysteme m\u00fcssen in der Lage sein, spontan von Lade- in Entladebetrieb zu wechseln und dabei eine Leistungs\u00e4nderung von 100 % zu bew\u00e4ltigen. Der Inselnetz-Test liefert damit wichtige Erkenntnisse dar\u00fcber, ob eine Anlage auch bei Netztrennung oder in netzfernen Betriebszust\u00e4nden sicher und stabil betrieben werden kann.<\/p>\n\n\n\n

Was kommt als N\u00e4chstes?<\/h4>\n\n\n\n

Die Messkampagne am Fraunhofer IWES zeigt erstmals im Multi-MW-Ma\u00dfstab, dass sich die Anforderungen an netzbildende Batteriespeichersysteme gem\u00e4\u00df VDE FNN-Hinweis mithilfe eines realit\u00e4tsnahen PHIL-Pr\u00fcfaufbaus technisch verl\u00e4sslich nachweisen lassen. Nach der erfolgreichen Durchf\u00fchrung aller am Pr\u00fcfstand vorgesehenen Tests mit dem BESS erfolgen aktuell die Auswertungen der Messergebnisse seitens einer akkreditierten Zertifizierungsstelle, die simulativen Nachweise sowie der Zertifizierungsprozess durch das VDE Pr\u00fcf- und Zertifizierungsinstitut. Damit k\u00f6nnte eines der ersten Angebote zur Teilnahme am Momentanreservemarkt an die \u00dcbertragungsnetzbetreiber \u00fcbermittelt werden.

Als n\u00e4chstes werden die gewonnenen Erkenntnisse in Spiegelgremien und in die Arbeit des FNN eingebracht, insbesondere zur Durchf\u00fchrung von Pr\u00fcfungen im Multi-MW-Bereich sowie zur Auswertung ausgew\u00e4hlter Tests. Zugleich sollen die Testkonzepte netzbildender Regelungen in den Forschungsprojekten PRAKTISCH<\/a> und ENGEL<\/a> auf Windenergieanlagen angewendet und erprobt werden, wobei insbesondere m\u00f6gliche Wechselwirkungen zwischen Umrichterregelung und mechanischen Komponenten sowie der Regelungen von Umrichtern von Hochspannungsgleichstrom\u00fcbertragungssystemen in Offshore-Windparks im Fokus stehen. Damit entsteht eine wichtige Grundlage, um netzbildende Systeme und die Bereitstellung von Momentanreserve als zentrale Bausteine f\u00fcr ein stabiles, erneuerbares Energiesystem in die Praxis zu \u00fcberf\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n

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Fraunhofer IWES testet erstmals ein netzbildendes Multi-MW-Batteriespeichersystem nach VDE FNN Hinweis 2.1 und ebnet den Weg f\u00fcr Momentanreserve im Stromnetz der Zukunft.<\/p>\n","protected":false},"author":82,"featured_media":3563,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[17],"tags":[716,111,720,667],"coauthors":[713,714,715],"class_list":["post-3566","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-windkopplung","tag-batteriespeichersystem","tag-hardware-in-the-loop-test","tag-netzemulator","tag-stromnetz"],"acf":[],"yoast_head":"\nPr\u00fcfung netzbildender Eigenschaften im Multi-MW-Bereich nach VDE FNN<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Batteriespeichersysteme gewinnen an Bedeutung f\u00fcr die Netzstabilit\u00e4t in Zeiten der Energiewende. 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Sein aktueller Forschungsschwerpunkt liegt auf der Erm\u00f6glichung gro\u00df angelegter Echtzeit-EMT-Simulationen von Offshore-Windparks und Hybridkraftwerken sowie auf der Entwicklung fortschrittlicher Methoden zur Pr\u00fcfung von netzfolgenden und netzbildenden Einheiten auf PHIL-Pr\u00fcfst\u00e4nden.\",\"url\":\"https:\\\/\\\/websites.fraunhofer.de\\\/iwes-blog\\\/author\\\/florian-hans\"}]}<\/script>\n<!-- \/ Yoast SEO Premium plugin. -->","yoast_head_json":{"title":"Pr\u00fcfung netzbildender Eigenschaften im Multi-MW-Bereich nach VDE FNN","description":"Batteriespeichersysteme gewinnen an Bedeutung f\u00fcr die Netzstabilit\u00e4t in Zeiten der Energiewende. 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