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Intelligenz am Endpunkt steigert Leistung von Photovoltaikanlagen

Nina Zalaznik
By Nina Zalaznik - 22. Juli 2020 10:19:11 MESZ

Voltage Control SchemesDer Übergang zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für eine umweltfreundlichere und nachhaltigere Zukunft für uns alle. Bei der Integration von Energie aus erneuerbaren Quellen in das Netz wurden große Fortschritte erzielt, und laut der Internationalen Energieagentur wird die Stromerzeugung speziell aus dem Bereich Photovoltaik (PV) bis 2030 weiter um 15 % pro Jahr zunehmen. Dies ist ein Erfolg – aber die Integration von Photovoltaikanlagen birgt auch einige Herausforderungen.

Der Zufluss von Sonnenenergie ist dezentral, intermittierend und vom Wetter abhängig. Eine unterschiedliche Ausgangsleistung führt zu Spannungsschwankungen, die das Niederspannungsnetz beeinflussen. Dies verursacht ein Problem für das Netzmanagement und den Betrieb durch die Energieversorgungsunternehmen (EVU). Spannungsschwankungen können zu einer verminderten Stromqualität führen, was eine weitere Herausforderung für EVUs darstellt. Zum einen sind sie verpflichtet, die Anforderungen nach EN 50160 zu erfüllen, zum anderen müssen sie sicherstellen, dass die Endverbraucher zufrieden sind.

Darüber hinaus gibt es einen wirtschaftlichen Aspekt, der nicht übersehen werden darf: Anreize für die Erzeugung erneuerbaren Energien, sogenannten Einspeisetarife, gibt es nicht mehr. Jetzt stehen die Eigentümer von PV-Anlagen vor der Aufgabe, die Einnahmen der Anlagen zu maximieren und gleichzeitig die Anforderungen des EVU zum Verbindungspunkt an das Netz zu erfüllen.

Landis+Gyr bietet eine Lösung, die die vorhandene Hardware nutzt und mit einer neuen Anwendung kombiniert, um alle Herausforderungen gleichzeitig zu meistern.

Intelligenz an den Endpunkten des Netzes bringt mehr Sichtbarkeit und Kontrolle

EVUs müssen jeden Tag zahlreiche Entscheidungen treffen, um das Netz in Gang zu halten. Für unsere Lösung nutzen wir die Intelligenz an den Endpunkten, damit Entscheidungen automatisiert und Probleme dort gelöst werden können, wo und wenn sie auftreten.

Das Herzstück unserer Anwendung zur Spannungsregelung ist unser Kommunikationsmodul E65C CU-XE mit RTU-Funktionalität und SCADA-Konnektivität. Dieses Gerät kombiniert Kommunikationsfunktionen mit mehreren Kommunikationsprotokollen und Rechenkapazität an den Endpunkten des Netzes, um die neue Anwendung zu unterstützen. Infolgedessen verbessert das E65C CU-XE Modul die Sichtbarkeit an den Endpunkten des Netzes, indem es Echtzeitdaten via SCADA oder HES zur Verfügung stellt und lokale Entscheidungen in Echtzeit ermöglicht.

Wie es funktioniert und wer davon profitiert

Das Spannungssteuerungsskript empfängt Messdaten (Spannungsmessungen) vom Landis+Gyr S650 Smart Grid Terminal und führt einen Echtzeitvergleich mit festgelegten Schwellenwerten durch. Das Ergebnis des Algorithmus löst die an einen PV-Wechselrichter angeschlossenen Ausgangsrelais des S650 aus, um die Blind- und Wirkleistung der PV-Anlage zu verwalten. Damit liegen die Spannungspegel im Netzwerk immer innerhalb der zulässigen Grenzen. Um mehr Vertrauen in die Lösung zu schaffen, können Wechselrichter Rückmeldesignale an die Eingänge des S650 senden, die über das Kommunikationsmodul weitergeleitet werden.

Abgesehen vom Spannungsregelungsschema unterstützt der S650 alle herkömmlichen Energieabrechnungsfunktionen und Messungen der Stromqualität.

Wenn es um PV geht, sind EVUs nicht die einzigen Stakeholder. Einzelhändler, PV-Anlagenbetreiber und PV-Anlagenbesitzer teilen das gemeinsame Interesse, die Einnahmen der Anlage zu maximieren. Mit unseren Spannungsregelungslösungen kann die Ausgangsleistung optimiert werden, um den größten Umsatz zu erzielen und gleichzeitig die nötigen Anforderungen zu erfüllen. Mit dieser Lösung muss das EVU die PV-Anlage nie wieder ausschalten, um Probleme mit der Stromqualität im Netzwerk zu beheben.

Darüber hinaus unterstützen das Smart Grid Terminal S650 und das CU-XE als Steuerelement eine schnellere Integration unter Verwendung der vorhandenen Infrastruktur und bekannter Protokolle. Last but not least bietet die Lösung Unabhängigkeit von den proprietären Lösungen der PV-Wechselrichteranbieter.

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