LEISTUNGEN
Die Energiewende erfordert hochspezialisiertes Know-how im Bereich elektrischer Netze und leistungselektronischer Systeme. Wir vereinen diese Kompetenzen und unterstützen unsere Kunden in weltweiten Großprojekten bei der erfolgreichen Netzintegration und im Rahmen von Systemstudien.
Mosaic Grid Solutions ist ein international agierender und hochspezialisierter Beratungs- und Ingenieursdienstleister. Unsere Expertise liegt in der Netzintegration leistungselektronischer Großvorhaben der Energiewende - wie FACTS oder HVDC-Systemen sowie großtechnischer Batteriespeicher und Elektrolyseure. Als unabhängiger Partner führen wir Auslegungsstudien und Netzberechnungen durch. Für unsere Kunden entwickeln wir geeignete Simulationswerkzeuge und Automatisierungen. Daneben agieren wir als energietechnische Beratung und unterstützen Entscheidungsträger bei der frühzeitigen Antizipation neuer technologischer Anforderungen und der Entwicklung geeigneter Strategien, um die sich ergebenden Chancen der Energiewende zu ergreifen.
Netzbau und Netzintegration
Für die Netzintegration und den zuverlässigen Betrieb leistungselektronischer Großvorhaben bedarf es eines hohen Maßes an Expertise, da eingesetzte Technologien vergleichsweise jung und äußerst komplex sind. Mosaic Grid Solutions steht Ihnen in sämtlichen Projektphasen - beginnend mit der Durchführung von Machbarkeitsstudien, der Erarbeitung von technischen Spezifikationen, der Begleitung von Ausschreibungsverfahren und mehrjährigen Engineering-Phasen wie auch bei der Unterstützung von Werksabnahmen - als zuverlässiger und erfahrener Partner zur Seite.
Vor- und Machbarkeitsstudien ermöglichen es, potenzielle technische Realisierungskonzepte zu evaluieren und funktionale Anforderungen für die technische Spezifikation der Netzbauvorhaben zu ermitteln. Insbesondere in Großprojekten der Energiewende mit neuartigen Anforderungen stellen Machbarkeitsstudien eine wichtige Grundlage dar, um fundierte strategische Entscheidungen ermöglichen zu können.
Mosaic Grid Solutions führt technische und wirtschaftliche Machbarkeitsstudien durch und entwickelt bei Bedarf geeignete Simulationsmodelle von leistungselektronischen Betriebsmitteln und dem umliegenden Übertragungsnetz.
Um Großvorhaben der Energiewende planmäßig und risikoreduziert realisieren zu können, stellt eine geeignete Spezifikation die elementare Grundlage für den Projekterfolg dar. Mosaic Grid Solutions unterstützt Netzbauprojekte bei der Erstellung von technischen Spezifikationen und verfügt über internationale Projekterfahrung insbesondere in den Bereichen HVDC, FACTS und großtechnischen Batteriespeichern.
Gerne erarbeiten wir die technischen Spezifikationen für sämtliche elektrotechnischen Aspekte Ihres Projekts, wie beispielsweise Primär- und Sekundärtechnik, Anlagenlayout, Regelungsverhalten, Systemstudien und Engineering als auch Werksabnahmen.
Während der Ausschreibungs- und Vergabephase eines Netzausbauvorhabens kann Mosaic Grid Solutions mit technischer Expertise beratend unterstützen und die Realisierungskonzepte möglicher Anbieter bewerten. Bei Bedarf führen wir qualitätssichernde Begleitstudien durch, um die möglichen Anbieterkonzepte fundiert evaluieren zu können. Auch in Vergabegesprächen und bei der Verhandlung von etwaigen Abweichungen unterstützen wir Ihr Projekt.
Insbesondere in den leistungselektronischen Großprojekten der Energiewende sind mehrjährige Engineering-Phasen üblich, in welcher das technische Design sowie beispielsweise die regelungstechnische Umsetzung durch den Anlagenhersteller erarbeitet wird. Während dieser Projektphase wird durch Mosaic Grid Solutions eine fundierte Prüfung und Qualitätssicherung sämtlicher elektrotechnischen Umsetzungskonzepte und Auslegungsstudien ermöglicht. Bei Bedarf übernehmen wir auch die Durchführung von Netzintegrationsstudien und unterstützen sowohl Netzbetreiber oder Projektierer als auch Anlagenhersteller.
In leistungselektronischen Großprojekten sind üblicherweise Werksabnahmen zur Verifizierung der projektspezifischen Schutzfunktionen und des Regelungssystems erforderlich. Hierbei wird der finale Entwicklungsstand der Leittechnik mithilfe von Echtzeit-Simulatoren sowohl bei stationären als auch dynamischen Ereignissen geprüft. Mosaic Grid Solutions unterstützt bei der Testvorbereitung, der Überprüfung der Testrandbedinungen sowie bei der Definition bzw. Zuordnung von Abnahmekriterien. Sofern gewünscht stellen wir zudem Expert:innen zur Qualitätssicherung der Werksabnahme zur Verfügung. Darüber hinaus können wir auch die Koordination der Werksabnahme mit entsprechenden Personalressourcen vor Ort übernehmen.
Die Inbetriebnahme eines leistungselektronischen Großprojekts zielt darauf ab, die konzeptmäße Funktionalität der Gesamtanlage nachzuweisen. Mosaic Grid Solutions unterstützt bei der Testvorbereitung, der Überprüfung der Testrandbedinungen sowie bei der Definition bzw. Zuordnung von Abnahmekriterien. Sofern gewünscht stellen wir zudem Expert:innen zur Qualitätssicherung der Inbetriebnahme zur Verfügung. Darüber hinaus können wir auch die Koordination der Inbetriebnahme mit entsprechenden Personalressourcen vor Ort übernehmen.
Nach der Inbetriebnahme eines neuen Betriebsmittels sind insbesondere bei leistungselektronischen Anlagen und der damit verbundenen hohen systemischen Komplexität unbeabsichtigte Interaktionen mit anderen Netzbetriebsmitteln oder sogar Notabschaltungen nicht gänzlich auszuschließen. Üblicherweise gehen im Übertragungsnetz Notabschaltungen mit hohen Folgekosten einher, wodurch eine sofortige Ursachenanalyse unabdingbar ist. Mosaic Grid Solutions wertet Störschriebe aus und führt mithilfe von numerischen Simulationen eine Ursachenanalyse durch, womit mögliche Abhilfemaßnahmen identifiziert werden können. Darüber hinaus unterstützen wir Netzbetreiber und Projektierer durch proaktive Systemstudien, um das Auftrittsrisiko von Fehlern zu minimieren.
Wir übernehmen sowohl für Projektierer als auch für Anlagenhersteller die Sichtung und Analyse der jeweils national geltenden technischen Regeln für den Netzanschluss. Unsere Expert:innen identifizieren für internationale Märkte die jeweils geltenden Anschlussbedingungen und antizipieren für Sie mögliche Weiterentwicklungen. In enger Abstimmung mit dem Auftraggeber können wir die für den Netzanschluss erforderlichen Nachweisstudien als qualitätssichernde Partei begleiten oder die Studien eigenständig durchführen.
Anwendungsbereiche unserer Leistungen
Systemstudien
Um eine verlässliche Auslegung und eine erfolgreiche Netzintegration von energietechnischen Betriebsmitteln sicherzustellen, ist die Durchführung von numerischen Simulationen und Systemstudien von hoher Wichtigkeit. Als unabhängiger Partner führt Mosaic Grid Solutions sowohl für Netzbetreiber als auch für Hersteller Auslegungs- und Nachweisstudien im EMT- (elektromagnetisch transiente Vorgänge) und im RMS-Bereich (Effektivwert-basierte Analyse) durch. Zudem entwickeln wir bei Bedarf generische Simulationsmodelle zur Nachbildung des elektrischen Verhaltens von energietechnischen Betriebsmitteln.
Eine zuverlässige Auslegung von energietechnischen Betriebsmitteln erfordert Kenntnis über die im Fehlerfall zu erwartenden transienten elektrischen Belastungen. Mosaic Grid Solutions verfügt in diesem Bereich über international anerkannte Erfahrung und kann auf Basis von numerischen Transientenanalysen eine geeignete Strategie zur Isolationskoordination ermitteln. Wir analysieren die jeweils auftretenden elektromagnetisch transienten (EMT) Ausgleichsvorgänge infolge sämtlicher Phänomene, von atmosphärischen Einwirkungen bis zu Fehlerereignissen in leistungselektronischen Anlagen. Diese hochspezialisierten Studien bieten wir für alle Betriebsmittel der Energietechnik sowohl im HVAC- als auch HVDC-Bereich an und ermöglichen somit eine geeignete Auslegung von unter anderem Kabelsystemen, Schaltanlagen oder Konverterstationen.
Energietechnische Betriebsmittel können benachbarte Infrastruktur elektromagnetisch beeinflussen, wodurch Auswirkungen auf die Personensicherheit oder technisches Fehlverhalten erwachsen können. Dieser Sachverhalt muss insbesondere bei der Planung von Kabelsystemen berücksichtigt werden. Mosaic Grid Solutions berät Anlagen- und Netzbetreiber in Bezug auf normative Mindestanforderungen bei der Ermittlung von Beeinflussungsspannungen. Darüber hinaus können wir im Einzelfall eine versiertere Bewertung mit der finiten Elemente Methode (FEM) oder eine Analyse der elektromagnetisch transienten Ausgleichsvorgänge vornehmen.
Wir entwickeln für sämtliche Betriebsmittel der Energietechnik generische Simulationsmodelle. Generische Simulationsmodelle werden insbesondere für Machbarkeitsstudien oder in großräumigen Netzstudien benötigt. Hierzu entwerfen wir bei Bedarf eine geeignete Anlagenregelung, sodass sich das generische Simulationsmodell konform zu den jeweils geltenden Netzsanschlussregeln verhält. Wir verfügen über bereits vorentwickelte und modulare Baukästensysteme für netzbildende als auch netzfolgende Regelungskonzepte, die kosteneffizient und schnell auf kundenspezifische Anforderungen angepasst werden können.
Als neutraler und unabhängiger Partner führen wir sowohl für Netzbetreiber als auch für Anlagenhersteller dynamische Studien für leistungselektronische Betriebsmittel durch. Mittels dieser Studien kann der Nachweis erbracht werden, dass sich das Regelungsverhalten der Anlage bei sämtlichen Betriebsbedingungen konform zur Spezifikation oder den Netzanschlussregeln verhält. Wir verfügen über vorentwickelte Automatisierungsroutinen in der Programmiersprache Python, um umfangreiche parametrische Studien in der EMT-Software PSCADTM schnell und effizient durchführen zu können.
Interaktionen beschreiben unbeabsichtigte Wechselwirkungen zwischen insbesondere leistungselektronischen Betriebsmitteln und anderen Komponenten des Übertragungsnetzes. Im Zuge von Großprojekten der Energiewende sind in der Regel Screenings und im Einzelfall auch detaillierte Interaktionsstudien erforderlich.
Mosaic Grid Solutions analysiert etwaige harmonische oder transiente Interaktionen sowohl für Netzbetreiber als auch für Anlagenhersteller. Wir verfügen
zudem über ein eigenes Automatisierungstool, um die frequenzabhängige Impedanz von leistungselektronischen Betriebsmitteln numerisch zu ermitteln und darauf aufbauend eine impedanzbasierte Stabilitätsanalyse durchführen zu können. Auch ermöglicht es uns unser Status als unabhängige Drittpartei herstellerübergreifend transiente Interaktionsstudien in EMT-Software durchzuführen. Hierfür werden geeignete Netzmodelle mit herstellerspezifischen Anlagenmodellen gekoppelt und große parametrische Studien automatisiert umgesetzt.
Mosaic Grid Solutions führt Stabilitätsanalysen für unterschiedlichste Untersuchungsziele und Anwendungen durch. Neben der impedanzbasierten Stabilitätsanalyse zur Bewertung etwaiger harmonischer Interaktionen führen wir auch EMT-Netzstudien zur Stabilitätsbewertung bei transienten und nicht-linearen Vorgängen durch. Darüber hinaus analysieren wir die Stabilität im subsynchronen Frequenzbereich, um etwaige Interaktionen mit konventionellen Kraftwerksblöcken zu identifizieren. Zusätzlich entwerfen wir für Kunden geeignete generische Anlagen- und Netzmodelle, um Stabilitätsanforderungen für zukünftige Stromnetze bereits in Vorstudien ableiten zu können.
Je nach Untersuchungsgegenstand können wir Netzstudien in RMS oder in EMT-Software durchführen. Insbesondere im Zuge der massiven Integration von leistungselektronischen Betriebsmitteln steigt die Notwendigkeit zur Durchführung von großflächigen Netzstudien in EMT-Software. Hierfür unterstützen wir unsere Kunden bei der Entwicklung geeigneter Netz- und Anlagenmodelle. Darüber hinaus verfügen wir über vorentwickelte Automatisierungen, um große Parametervariationen in EMT-Software zu untersuchen. Bei Bedarf können wir mittels Co-Simulation die Simulationsmodelle von unterschiedlichen Anlagenhersteller oder Netzregionen koppeln und eine performante Simulationsumgebung bereitstellen.
Neben einer Identifikation kritischer Spannungs- und Strombelastungen beschäftig Mosaic Grid Solutions auch Expert:innen, um eine weitergehende Berechnung und Analyse der elektrischen und magnetischen Felder in spezifischen Komponenten durchzuführen. Je nach den kundenspezifischen Anforderungen führen wir Studien mit der finiten Elemente Methode (FEM) durch und unterstützen bei Auslegungsentscheidungen für einzelne Komponenten.
Mittels der finiten Elemente Methode (FEM) führen wir für energietechnische Betriebsmittel thermische Simulationen durch und unterstützen unsere Kunden bei Auslegungsentscheidungen für einzelne Komponenten.
Anwendungsbereiche unserer Leistungen
Simulationswerkzeuge und Automatisierungen
Wir entwickeln sowohl für Anlagenhersteller als auch für Netzbetreiber hochspezialisierte Simulationswerkzeuge, um großflächige Netzstudien oder numerische Transientenanalysen durchzuführen. Dies stellt sicher, dass komplexe Projektanforderungen effizient und mit hoher Qualität bedient werden können. Wir besitzen umfangreiche Erfahrungen mit gängiger Netzberechnungssoftware wie PowerFactoryTM oder PSCADTM und entwickeln kundenspezifische Automatisierungen in der Programmiersprache Python. Daneben unterstützen wir bei der Modellentwicklung und Prüfung in der Simulationssoftware MATLABTM und SimulinkTM.
Ausgelöst durch die massive Integration von leistungselektronischen Betriebsmitteln in das Übertragungsnetz und den damit einhergehen Bedarfen zur Durchführung großflächiger EMT-Netzstudien nimmt die Notwendigkeit einer vollständigen und einheitlichen Datenhaltung von Netzbetriebsmitteln zu. Um Netzdaten zwischen verschiedenen Softwaretools schnell und effizient austauschen zu können, haben wir vorgefertigte Automatisierungen entwickelt. Diese Routinen können schnell auf kundenspezifische Bedarfe angepasst werden. Mittels unserer Automatisierungen können beispielsweise komplexe Netzdaten und sogar ganze Netzausschnitte automatisiert von PowerFactoryTM nach PSCADTM transferiert werden.
Wir verfügen über vorentwickelte Automatisierungen in der Programmiersprache Python, um herstellerspezifische Simulationsmodelle in der EMT-Software PSCADTM einer automatisierten Modellprüfung zu unterziehen. Die automatisierte Modellprüfung ermöglicht eine Berücksichtigung kundenspezifischer Testszenarien zur Bewertung des dynamischen Verhaltens beliebiger Anlagenmodelle und kann als Ergebnis einen Prüfreport erstellen. Durch die automatisierte Modellprüfung können herstellerspezifische Simulationsmodelle einer einheitlichen, reproduzierbaren und äußerst schnellen Validierung unterzogen werden.
Wir entwickeln kundenspezifische und maßgeschneiderte Automatisierungen für unterschiedlichste Softwaretools und Anwendungsfälle. Für Automatisierungen in der EMT-Software PSCADTM nutzen wir die Programmiersprache Python und verfügen über ein breites Portfolio an vorgefertigten, modularen Bausteinen, die für verschiedenste Zielsetzungen genutzt werden können. Daneben entwickeln wir Automatisierungen und Modellprüfungen für die Simulationssoftware MATLABTM und SimulinkTM.
Mosaic Grid Solutions verfügt über eigens entwickelte Bibliotheken für die EMT-Software PSCADTM. Unsere Bibliotheken beinhalten verschiedenste Komponenten, die zur Analyse von dynamischen oder transienten Vorgängen eingesetzt werden können. Daneben ermöglichen wir Co-Simulationen zwischen verschiedenen Versionen von PSCADTM als auch die Kopplung von Simulationsmodellen mit unterschiedlichen Schrittweiten oder Compilern.
Für leistungselektronische Betriebsmittel, die an das Übertragungsnetz angeschlossen werden, wird vermehrt eine Bereitstellung der Anlagenregelung in Form dynamischer Bibliotheken (engl. DLL) gefordert. Diese dynamischen Bibliotheken beinhalten Maschinencode, der in RMS- oder EMT-Simulationen eingebunden werden kann. Mosaic Grid Solutions kann aus Regelungsalgorithmen, die beispielsweise in SimulinkTM umgesetzt sind, dynamische Bibliotheken erzeugen. Daneben entwickeln wir geeignete Wrapper bzw. Schnittstellen, um die jeweilige dynamische Bibliothek in die EMT-Software PSCADTM einzubinden.
Anwendungsbereiche unserer Leistungen
Energietechnische Beratung
Der disruptive Wandel des gesamten Energiesystems stellt viele Unternehmen vor erhebliche Herausforderungen. Um Ihnen die zukünftigen Chancen und Risiken in leistungselektronisch dominierten Stromnetzen aufzuzeigen, bietet Mosaic Grid Solutions individuell auf Ihren Bedarf angepasste Schulungen und Beratungsleistungen an. Wir unterstützen Sie bei der strategischen Ausrichtung, damit Ihr Unternehmen neue technische Anforderungen frühzeitig identifizieren und zukünftige Entwicklungen im Bereich der elektrischen Energietechnik nachhaltig bewerten kann.
Die Energiewende stellt an Stromnetze neue Herausforderungen und erfordert daher eine Überarbeitung der geltenden Netzanschlussregeln. Diese müssen von Anlagenherstellern frühzeitig antizipiert werden, um entsprechende Entwicklungen rechtzeitig anstoßen zu können. Ebenso eröffnen sich im Zuge der Energiewende Märkte für neue Systemdienstleistungen, welche die Installation neuartiger Betriebsmittel wie großtechnische Batteriespeicher oder Elektrolyseure zusätzlich attraktiv machen kann. Mosaic Grid Solutions unterstützt Ihr Unternehmen bei der Antizipation zukünftiger Anforderungen an Stromnetze und entwickelt gemeinsam mit Ihnen eine geeignete Strategie, um die Chancen der Energiewende zu ergreifen.
Wir bieten kundenspezifische Software-Schulungen für die EMT-Software PSCADTM an und ermöglichen Ihrem Fachpersonal nachhaltigen Kompetenzaufbau bei der Modellbildung und Parameteridentifikation für hochspezialisierte EMT-Studien. Darüber hinaus können wir mittels maßgeschneiderten Schulungen Ihre neuen Mitarbeiter*innen für den Umgang mit Netzberechnungssoftware onboarden.
Mosaic Grid Solutions beschäftigt eine Vielzahl an Expert:innen, die in internationaler Gremienarbeit mitwirken und die technischen Normen von Morgen mitgestalten. Auf Grundlage dieser anerkannten Erfahrung erstellen wir Gutachten, um technologische Entwicklungen zu bewerten oder um auf etwaige Risiken aufmerksam zu machen, die aus der gegenwärtigen Praxis bei der Betriebsmittelauslegung resultieren können.
Auf Anfrage bieten wir maßgeschneiderte Workshops und Seminare zu verschiedensten Themenstellungen der elektrischen Energietechnik an. Hierzu zählen insbesondere Schulungen zum Netzanschluss leistungselektronischer Betriebsmittel wie HVDC, FACTS, großtechnische Batteriespeicher oder Elektrolyseuren. Unser Schulungsangebot wird sowohl von Netzbetreibern, Anlagenherstellern als auch von Projektierern in Anspruch genommen.
Anwendungsbereiche unserer Leistungen
Anwendungsbereiche unserer Leistungen
Als hochspezialisiertes Ingenieurs- und Beratungsunternehmen im Bereich elektrischer Netze und leistungselektronischer Großanlagen begleiten wir bei der Netzintegration von verschiedenen Technologien.
HVDC
Im Bereich der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (engl. HVDC) unterstützen wir verschiedene Vorhaben weltweit. Hierzu zählen Leuchtturmprojekte der Energiewende wie beispielsweise die ersten europäischen Multi-Terminal-Systeme basierend auf selbstgeführten Umrichtern.
FACTS
Flexible-AC-Transmission-Systems (engl. FACTS) werden als Schlüsseltechnologie für die Sicherstellung der Systemstabilität in Umrichter-dominierten Netzen angesehen. Wir begleiten Projekte, in welchen die neueste Generation von STATCOM-Anlagen mit netzbildender Regelung zum Einsatz kommt.
Battery-Storage
Großtechnische Batterie-Energiespeichersysteme (engl. BESS) werden zukünftig vermehrt auf Übertragungsnetzebene angeschlossen und sollen zudem Systemdienstleistungen erbringen. Mosaic Grid Solutions berät hierzu diverse Großvorhaben.
Wind & PV
Wind- und PV-Parks mit hoher Anschlussleistung begleiten wir beim Netzanschluss und führen Systemstudien durch. Bei Offshore-Windparks mit HVDC-Anbindung führen wir Auslegungsberechnungen durch.
Hydrogen
Für die Wasserstoff-Produktion sind großtechnische Elektrolyseanlagen vorgesehen. Wir unterstützen bei der Identifikation von Systemanforderungen und entwickeln geeignete Simulationsmodelle, die für Nachweisstudien erforderlich sind.
Power2X
Power-to-X ist ein Übergriff für Technologien der Sektorenkopplung. Als Partner für die Netzintegration leistungselektronischer Anlagen beraten wir international agierende Firmen aus dem Power-to-X-Bereich.
