Integration von erneuerbaren Energien mit DER-Spannungssteuerung

Schon 2022 war mit 340 GW ein Rekordjahr für die erneuerbaren Energien. Laut der Internationalen Energieagentur wird allein die Stromerzeugung durch Photovoltaik bis 2030 voraussichtlich um 15 % pro Jahr wachsen. Die Integration von PV-Anlagen ist für die Betreiber der Netze und Anlagen allerdings komplex. Intelligenz am Netzrand und die Fernsteuerung von erneuerbaren Energien können helfen, unsere immer dynamischeren Netze zu schützen, zu automatisieren und auszugleichen.

Das Problem mit der Solarenergie

PV-Anlagen und Solardächer liefern dezentrale, intermittierende und unvorhersehbare Strommengen in das Netz. Die volatile Leistung führt zu Spannungsschwankungen und Oberschwingungen, die das Niederspannungsnetz beeinflussen. Dies stellt ein Problem im Netzmanagement und -betrieb der Versorgungsunternehmen dar. Spannungsschwankungen führen zu einer schlechten Stromqualität, was eine weitere Herausforderung für VNB ist. Einerseits sind sie verpflichtet, die Anforderungen der EN 50160 zu erfüllen, andererseits müssen sie sicherstellen, dass die Endverbraucher zufrieden sind.

Ein Balanceakt für Netzbetreiber

Die zunehmende Dezentralisierung im Niederspannungsnetz hat tiefgreifende Auswirkungen auf den Betrieb der Versorgungsunternehmen. Die VNB müssen täglich zahlreiche Entscheidungen treffen, um das Netz in Betrieb zu halten. Folglich müssen die Energieversorger nach neuen Wegen suchen, um die Netzstabilität, die Versorgungssicherheit und eine hohe Kundenzufriedenheit zu gewährleisten.

Wirkungsgrad und Ertrag von PV-Anlagen erhöhen

Neben den VNB/Netzbetreibern sind die Eigentümer und Betreiber von PV-Anlagen wichtige Akteure. Mit dem Auslaufen der früheren Anreize für die Erzeugung erneuerbarer Energien (Einspeisetarife) müssen Energiehändler und Eigentümer/Betreiber von PV-Anlagen die Einnahmen der Anlagen maximieren und gleichzeitig die Anforderungen der VNB rund um den Anschlusspunkt an das Netz erfüllen.

Spannungssteuerung für PV-Anlagen

Mit einer effektiven Lösung zur Spannungssteuerung lassen sich der Netzausgleich optimieren, der Anlagenertrag maximieren und die gesetzlichen Anforderungen erfüllen. Schnelle Entscheidungen und Reaktionen auf Probleme am Netzrand würden:
1. die Notwendigkeit für VNB eliminieren, eine PV-Anlage vom Netz zu nehmen, wenn diese Probleme mit der Netzqualität verursacht. 
2. die VNB bei Management und Integration von erneuerbaren Energien unterstützen.
3. Netz- und Anlagenbetreiber helfen, Spannungsprobleme schnell zu beheben, um eine bessere Versorgungsqualität und einen optimalen Betrieb zur Maximierung der Anlageneinnahmen zu gewährleisten.

Die intelligente DER-Steuerung von Stadtwerk Winterthur 

Als Stadtwerk Winterthur das Angebot an erneuerbaren Energien in der Schweiz ausbaute, musste das Unternehmen sein Stromnetz für die Integration von Solarenergie optimieren und stabile Energieflüsse, eine gleichbleibende Stromqualität und ein ausgeglichenes Netz sicherstellen. Mit dem S650 Smart Grid Terminal von Landis+Gyr und dem E65C RTU-Modul wurde eine All-in-One-Lösung für das Metering, die Steuerung und die Überwachung der Stromqualität implementiert, die eine vollständige Transparenz und Kontrolle der PV-Anlagen ermöglicht. Die Spannungsregulierung wurde durch ein auf der Linux-Plattform des E65C entwickeltes Skript erreicht, das die Netzspannungswerte mit den voreingestellten Schwellenwerten verglich und über die digitalen Ausgänge des S650 Korrekturmassnahmen an den PV-Wechselrichtern auslöste.

Intelligenz und Kontrolle – vom Endpunkt bis zum Unternehmen

Ein proaktives Netzmanagement erfordert zuverlässige Daten über Energiemessungen, die Versorgungsqualität und die Fähigkeit, die Netzspannungen entsprechend zu regulieren.  Richtig eingesetzt, kann die Netzintelligenz der Smart-Metering-Infrastruktur nicht nur datengestützte Entscheidungen sicherstellen, sondern auch bei der Automatisierung von Netzprozessen helfen, sodass Probleme gelöst werden, wenn und wo sie auftreten. 

Möchten Sie mehr erfahren oder Ihre eigene DER-Management-Lösung implementieren?