Fraunhofer ISE entwickelt Testverfahren für netzbildende Wechselrichter

(17.9.2025) Im Projekt „GFM Benchmark” hat das Fraunhofer ISE im Auftrag der vier deutschen Übertragungsnetzbetreiber ein neues Testverfahren für netzbildende Wechselrichter entwickelt und praktisch erprobt. Dabei wurden Geräte verschiedener Hersteller untersucht, um ein umfassendes Bild ihrer Marktreife zu gewinnen. Gleichzeitig liefert das Projekt einen wertvollen Praxis-Check für neue nationale und europäische Prüfnormen.

Vorbereitung eines netzbildenden Wechselrichters für die Vermessung im Multi-Megawatt-Labor des Fraunhofer ISE. (Bild: Fraunhofer ISE) 

Die geplanten vollintegrierten Netzkomponenten der Übertragungsnetzbetreiber werden den wachsenden Bedarf an netzbildender Leistung nicht vollständig abdecken. Auch Kundenanlagen müssen künftig zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen, indem sie eine konstante Netzspannung mit stabiler Amplitude und Frequenz bereitstellen. Bislang existiert jedoch keine einheitliche Definition oder Normung für die Netzbildung.

Im ersten Schritt entwickelte das Fraunhofer ISE daher ein Mess- und Bewertungsverfahren für die Stabilisierungseigenschaften von Wechselrichtern. Grundlage waren Erkenntnisse aus Forschung und Netzbetrieb. Die Umsetzung erfolgte in enger Zusammenarbeit mit den Netzbetreibern 50Hertz Transmission GmbH, TransnetBW GmbH, Amprion GmbH und Tennet TSO GmbH.

Unterschiede im Verhalten

„Wir wollten sehen, was die Hersteller unter Netzbildung verstehen und wie sie das bei der Programmierung ihrer Geräte umsetzen”, erklärt Abteilungsleiter Dr. Sönke Rogalla vom Fraunhofer ISE. „Also haben wir sie eingeladen, ihre Geräte bei uns im Labor auf den Prüfstand zu stellen.”

Sieben Unternehmen stellten ihre Speicherumrichter zur Verfügung, die von wenigen Kilowatt bis zu fünf Megawatt Leistung abdeckten. Die Geräte stammten aus unterschiedlichen Ländern und befanden sich auf verschiedenen Entwicklungsstufen – vom Pilotgerät über Prototypen bis hin zu Serienprodukten.

Die Tests prüften das Verhalten der Geräte in unterschiedlichen Betriebsszenarien. Neben dem Normalbetrieb wurden auch kritische Netzsituationen simuliert, um Unterschiede im netzbildenden Verhalten sichtbar zu machen. „Bei Anforderungen, die klar definiert sind, zeigten die Geräte ein ähnliches Verhalten. In anderen Fällen gaben es dagegen große Unterschiede”, berichtet Projektleiter Roland Singer vom Fraunhofer ISE.

Grundlage für Markteinführung

Das Projekt ermöglichte nicht nur Praxiserfahrungen bei der Erprobung netzbildender Wechselrichter, sondern auch eine Weiterentwicklung der Testmethoden. Das Fraunhofer ISE brachte seine Expertise zudem in den VDE-FNN-Hinweis „Netzbildende Eigenschaften” ein, der die Anforderungen und Nachweisverfahren beschreibt und kürzlich veröffentlicht wurde. Dieser Hinweis (hier zum kostenfreien PDF-Download) bildet die normative Basis für die Teilnahme am künftigen Markt für Momentanreserve, der Anfang 2026 startet.

Auch auf europäischer Ebene schreiten die Arbeiten voran: Das Netzwerk der Übertragungsnetzbetreiber ENTSO-E entwickelt derzeit einen Implementierungsleitfaden mit umfassenden Anforderungen an netzbildende Einheiten. Dieser soll die Überführung in nationale Regularien erleichtern.

Die anonymisierten Ergebnisse des Projekts werden erstmals am 8. Oktober beim Wind & Solar Integration Workshop in Berlin vorgestellt.