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WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG

Bild: Jose A. Bernat Bacete

Energienetze Mehrwert für Netzbetreiber

06.04.2018

Eine neue Lösung entlastet das Niederspannungsnetz: Auf Basis von Online-Messungen werden Engpässe visualisiert und gleichzeitig automatisiert ausgeregelt.

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Die Entwicklung netzentlastender Technik und Verfahren ist ein wesentliches Ziel der Energiewirtschaft. Zu den neuesten zählt ein Erzeugungs- und Lastmanagement durch eine sogenannte Weitbereichsregelung über das Mittel- und Niederspannungsverteilnetz. Dabei wird die Mittelspannung in der Umspann­anlage so geregelt, dass im gesamten untergelagerten Netz die Spannung im erlaubten Bereich liegt. Auf diese Weise kann ein Maximum an Erneuerbaren Energien eingespeist und gleichzeitig an allen Stellen das Spannungsband eingehalten werden. Wago zählt zu den Treibern dieser Art der Netzverbesserung. Netzstationen mit Wago-Steuerungs- und Messtechnik sind notwendiger Bestandteil der Weitbereichsregelung.

Die Controller PFC200 fungieren bei dem Ansatz in den Stationen als zentrale Datenknoten: Sie sammeln die von 3-Phasen-Leistungsmessmodulen erfassten Stromwerte im Niederspannungsnetz und übertragen sie über eine sichere VPN-Verbindung in das Büronetzwerk sowie bei Bedarf, etwa im Fall einer Grenzwertüberschreitung, über eine zweite VPN-Verbindung an die Netzleitwarte. So können die Mitarbeiter der Netzplanung mit voranschreitendem Ausbau fernwirktechnischer Überwachung das Netz immer besser in den Blick bekommen, proaktiv planen und im Fehlerfall schnell reagieren.

Weniger Netzschwankungen

Parallel überträgt der Netzstations-Controller via VPN-Tunnel Spannungswerte an einen weiteren Wago­Controller in der 110-Kilovolt-Umspannanlage. Eine einfach zu bedienende Software errechnet aus den Messwerten von den weit entfernten Endpunkten den aktuellen Zustand im Niederspannungsnetz. Auf Basis dieser Berechnungen wird die Stufenregelung in der Umspannanlage verbessert und somit die Netzführung in kritischen Situationen entlastet. Erste Erfahrungen zeigen, dass die Weitbereichsregelung die Schwankungen um fast 30 Prozent senken kann.

Intelligente Ortsnetzstationen ermöglichen das Messen, Steuern, Regeln und Fernwirken und arbeiten zum Teil automatisiert. Der nächste Schritt ist nun eine wirkliche Netzregelung in der Nieder- und Mittelspannung. Online-Messungen sind nicht neu, aber jetzt können sie gezielt genutzt werden, um Wissen zu schaffen, das Netzbetreibern viele Vorteile bringt. Der wichtigste Vorteil ist, dass sich Unternehmen durch die Weitbereichsregelung hohe Netzausbaukosten sparen können. Denn zum einen wird dadurch die Kapazität bestehender Leitungen vollends ausgenutzt und zum anderen können mit den Netzinformationen Investitionen zielgerichtet geplant werden. Durch die Online-Messung in der Nieder- und Mittelspannung wird das Netz transparent. Die Netzbetreiber können so leicht erkennen, wo mehr und wo weniger Primärtechnik nötig ist.

Mehr Kapazität im Netz

Gerade im Niederspannungsnetz sind die Auswirkungen der Energiewende bereits deutlich zu spüren. Der Anteil der Photovoltaik sowie von Wärmepumpen und anderen elektrischen Verbrauchern nimmt stetig zu, in den kommenden Jahren ist zudem mit einem starken Wachstum der Elektromobilität zu rechnen. Die hierfür nötige Ladesäuleninfrastruktur in das Niederspannungsnetz zu integrieren, wird eine enorme Herausforderung sein.

Schon heute stößt das Netz in Teilgebieten an seine Kapazitätsgrenzen, was sich im Niederspannungsbereich an immer häufigeren Frequenzschwankungen und Spannungshüben zeigt. Das Problem: Die vorhandene Primärtechnik und die Stromleitungen sind für die Verbreitung der erneuerbaren Energien und von Elektroautos vielerorts nicht vorbereitet. Sie müssen so ausgerichtet werden, dass die Netzstabilität auch bei einer konsequenten Umsetzung der Energiewende gewahrt bleibt. Die neue Bundesregierung aus Union und SPD hat klare Vorstellungen, wie dies künftig sichergestellt werden soll: Im Koalitionsvertrag ist vereinbart, dass mit neuer Technik und einer stärkeren Digitalisierung, aber auch mit einer besseren Zusammenarbeit der Netzbetreiber die vorhandenen Stromnetze höher ausgelastet werden.

Neue Netzkodizes, die sich in den neuen Technischen Anschlussregeln (TAR) widerspiegeln, verlangen ebenfalls Transparenz im Netz, um sich zum Beispiel im Fehlerfall mit vor- und nachgelagerten Netzbetreibern in kritischen Notsituationen auszutauschen. Mit der Netzregelung wären Netzbetreiber voll auf Kurs. Mit einer überschaubaren Investition in Hardware und zukünftig durch einfache Upgrades der leicht zu bedienenden Software können sie echten Mehrwert schaffen.

Bildergalerie

  • Bild: Shinyfamily

  • Bild: Wago

  • Die Controller PFC200 fungieren bei dem Ansatz in den Stationen als zentrale Datenknoten.

    Bild: Wago

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