Netzrückwirkungen und Lösungsbeispiele

Stromnetz Karlsruhe

Einwohner: 300.000

Netzhöchstlast: 300 MW

Entnahme: 1,8 TWh/a

10 Umspannwerke 110/20 kV

930 Netzstationen 20/0,4 kV

620 Kundenanlagen 20/0,4 kV

2.700 km Kabel und Leitungen,

davon 88% unterirdisch verlegt

Einspeiseanlagen: 1.900

Dez. Erzeugung aus EE: 35 MW

Lieferanten 230

Entnahmestellen / Zähler 190.000

Daten 2014

Dr.-Ing. M. Becker 25.11.2015 2

Stromverteilung Karlsruhe – ein paar Zahlen

06.07.2015 3

10

> 900

ca. 1500 km

ca. 60 km

3

ca. 800 km

> 600

n-1-sichere

Versorgung

perm

anent

umschaltbar

Dr.-Ing. M. Becker

Regelwerke für den Netzanschluss

Technische Anschlussbedingungen 1kV bzw. 20kV

Betrieb von Erzeugungsanlagen am Netz

Der Parallelbetrieb von Eigenerzeugungsanlagen am Verteilnetz

erfolgt auf Grundlage folgender Gesetze und Verordnungen:

EEG bzw. KWKG

NAV bzw. KraftNAV

AGB 20kV bzw. 110kV

TAB 1kV, 20kV bzw. 110kV

Eigenerzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz (VDE-AR-N 4105)

Eigenerzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz (BDEW-Richtlinie)

Notstromaggregate (BDEW-Richtlinie)

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Spannungsqualität – DIN EN 50160

Merkmale der Spannung:

Frequenz

Spannungshöhe

Mittelspannung: 1 - 35 kV

Niederspannung: < 1kV i.d.R. 230 V bzw. 400V

Spannungsänderungen

Langsam: beispielsweise durch Änderung der Netzgesamtlast oder dezentrale Erzeugung am Netz

Schnell: beispielsweise durch motorische Lasten bzw. Stromspitzen hervorgerufen

Flicker: Störung der visuellen Wahrnehmung durch sehr rasche Helligkeitsschwankungen von

Leuchtmitteln

Spannungseinbrüche

Ursache: hohe Fehlerströme, z.B. Kurzschlüsse, in Kundenanlagen oder im Verteilnetz

Versorgungsunterbrechungen

Kurz (ungeplant): < 3 min.

Lang (ungeplant): > 3min.

Geplante Unterbrechungen

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Spannungsqualität – DIN EN 50160

Merkmale der Spannung:

Frequenz

Spannungshöhe

Mittelspannung: 1 - 35 kV

Niederspannung: < 1kV i.d.R. 230 V bzw. 400V

Spannungsänderungen

Langsam: beispielsweise durch Änderung der Netzgesamtlast oder dezentrale Erzeugung

am Netz

Schnell: beispielsweise durch motorische Lasten bzw. Stromspitzen hervorgerufen

Flicker: Störung der visuellen Wahrnehmung durch sehr rasche Helligkeitsschwankungen von

Leuchtmitteln

Spannungseinbrüche

Ursache: hohe Fehlerströme, z.B. Kurzschlüsse, in Kundenanlagen oder im Verteilnetz

Versorgungsunterbrechungen

Kurz (ungeplant): < 3 min.

Lang (ungeplant): > 3min.

Geplante Unterbrechungen

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Dezentrale Erzeugungsanlagen

Einflüsse der Erzeugungsanlagen:

Anhebung der Spannung in Kundenanlage

und/oder am Netzverknüpfungspunkt

Netzverträglichkeitsprüfung des VNB* –

rechnerische Prüfung vor Installation

1. Auswahl eines geeigneten

Netzverknüpfungspunkts (NVP)

2. Einhaltung der Spannungsbänder am

NVP nach Anschluss der Anlage Hinweis: Prüfung der Spannungsbänder in

der Kundenanlage durch Elektrofachbetrieb

des Kunden!

3. Ggf. Durchführung von Maßnahmen am

Netz oder Reduzierung Größe der

Erzeugungsanlage

VNB: Verteilnetzbetreiber

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Beispiele

für NVPs

Spannungsqualität – DIN EN 50160

Merkmale der Spannung:

Frequenz

Spannungshöhe

Mittelspannung: 1 - 35 kV

Niederspannung: < 1kV i.d.R. 230 V bzw. 400V

Spannungsänderungen

Langsam: beispielsweise durch Änderung der Netzgesamtlast oder dezentrale Erzeugung am Netz

Schnell: beispielsweise durch motorische Lasten bzw. Stromspitzen hervorgerufen

Flicker: Störung der visuellen Wahrnehmung durch sehr rasche Helligkeitsschwankungen von

Leuchtmitteln

Spannungseinbrüche

Ursache: hohe Fehlerströme, z.B. Kurzschlüsse, in Kundenanlagen oder im Verteilnetz

Versorgungsunterbrechungen

Kurz (ungeplant): < 3 min.

Lang (ungeplant): > 3min.

Geplante Unterbrechungen

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Motorische Lasten am Niederspannungsnetz –

Einflüsse auf Spannungsverlauf - Beispiel

Vom Kunden wurden stochastische Ausfälle seiner Anlage gemeldet

Ursache: Unterspannungsmeldung

Vorgehen:

Anhebung des Spannungspegels

Beauftragung Gutachten:

Starke Spannungseinbrüche am

Netzverknüpfungspunkt

Ergebnis:

Anlaufströme einzelner Verbraucher

in der Kundenanlage verursachen

die Spannungseinbrüche

Neue Regelungselektronik reagiert

empfindlicher als „alte“ elektro-

mechanische Steuerung

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Pumpe Pumpe

max. 60A

30 A

<2x/Tag

210 V

Spannung

Strom 0 h 4 h

Lösungsbeispiele motorische Lasten

Abhilfen bei schnellen Spannungsänderungen durch:

motorische Lasten: wie Aufzüge, Kräne, Pumpen, Klimaanlagen, Kaltwassersätze

1. Anlaufstrombegrenzung

2. Reduzierung Schalthäufigkeit

3. Optimierung der

Frequenzumrichtersteuerung

4. kostenpflichtige Erhöhung der

Kurzschlussleistung am NVP

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Pumpe Pumpe

max. 60A

30 A

<2x/Tag

210 V

Spannung

Strom 0 h 4 h

Spannungsqualität – DIN EN 50160

Merkmale der Spannung:

Frequenz

Spannungshöhe

Mittelspannung: 1 - 35 kV

Niederspannung: < 1kV i.d.R. 230 V bzw. 400V

Spannungsänderungen

Langsam: beispielsweise durch Änderung der Netzgesamtlast oder dezentrale Erzeugung am Netz

Schnell: beispielsweise durch motorische Lasten bzw. Stromspitzen hervorgerufen

Flicker: Störung der visuellen Wahrnehmung durch sehr rasche Helligkeitsschwankungen von

Leuchtmitteln

Spannungseinbrüche

Ursache: hohe Fehlerströme, z.B. Kurzschlüsse, in Kundenanlagen oder im Verteilnetz

Versorgungsunterbrechungen

Kurz (ungeplant): < 3 min.

Lang (ungeplant): > 3min.

Geplante Unterbrechungen

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Spannungseinbrüche – Lösungsbeispiele

Abhilfen bei Spannungseinbrüchen:

1. USV-Anlagen*

2. Schwungmassespeicher

3. kostenpflichtige Änderung

des NVP

Abhilfen bei Versorgungsunterbrechungen

1. USV-Anlagen

2. Netzersatzanlagen

3. kostenpflichtiger

zusätzlicher NVP aus

anderem MS-Ring,

Umspannwerk

* Unterbrechungsfreie Spannungsversorgung

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KS-Strom

KS-Spannung

Zusammenfassung

Hohe Versorgungszuverlässigkeit in Deutschland

Sehr vereinzelt nehmen Kundenanforderungen an

Spannungsmerkmale zu

Für alle Anforderungen existieren für Kunden (kostenpflichtige)

Abhilfemaßnahmen

Anschluss von EEG-Anlagen führt in unserem Netzgebiet nicht zu

einem Anstieg von Problemen im Netz bzw. bei Kundenanlagen.

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