SystemStabilitätsVerordnung –„50,2 Hz Nachrüstung“ · SMA Solar Technology AG SysStabV_50,2Hz-DE-de_DE-130710 8. 1. Hintergrund | 2. Nachrüstung | 3. Niederspannungsnetz

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5050,2

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SMA Solar Technology AG

SystemStabilitätsVerordnung – „50,2 Hz Nachrüstung“ SMA Technology AG

Be a solar expert

Organisatorisches

> RettungswegeRettungswege > Sammelplatz bei Feueralarm > Nächster Sanitärbereich > Raucherbereich > Mobiltelefone bitte lautlos oder aus > Besucherausweise

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SMA Solar Technology AG 2SysStabV_50,2Hz-DE-de_DE-130710

1. Hintergrund | 2. Nachrüstung | 3. Niederspannungsnetz | 4. Mittelspannungsnetz | 5. Kommunikationsprodukte | 6. Parameteränderungen

Seminarinhalt

1 Hintergrund zur Systemstabilitätsverordnung (SysStabV)2 Nachrüstung von Bestandsanlagen

g y g ( y )

3 Anlagen am Niederspannungsnetz3 Anlagen am Niederspannungsnetz4 Anlagen am Mittelspannungsnetz

5 K k d k5 Kommunikationsprodukte

6 Parameteränderungen



Europäisches Verbundsystem

> Das europäische Verbundsystem (Ehemals UCTE – heute ENTSO-E’s RGCE) kann spontan Kraftwerksleistung von rund 3.000 MW ausgleichen (Momentanreserve)g ( )

> Allein in Deutschland stehen dem rund 25 GWp* (Stand Ende 2011) PV-Leistung p ( ) ggegenüber, welche bei 50,2 Hz schlagartig (innerhalb von 200ms) vom Netz gehen können

* überwiegend installiert im Niederspannungsnetz


* UCTE: Union for the Co-ordination of Transmission of Electricity* ENTSO-E’s RGCE: European Network of Transmission System Operators for Electricity, Regional Group Continental Europe Quelle: BSW, UCTE

4SysStabV_50,2Hz-DE-de_DE-130710


Problembeschreibung

> Frequenzhaltung ist eine der primären Aufgaben der Übertragungsnetzbetreiber

> Über Anschlussrichtlinien machen die Netzbetreiber Vorgaben, bei welchen Parametern Erzeugungsanlagen vom Netz gehen müssen um das Netz und angeschlossene Komponenten zuErzeugungsanlagen vom Netz gehen müssen, um das Netz und angeschlossene Komponenten zu schützen

> In Deutschland verpflichten die Vorgaben des VDN* aus dem Jahr 2005 PV-Anlagen dazu, bei einer Frequenz von 50,2Hz vom Netz zu gehen

Echtzeit Frequenzkurve von Kontinentaleuropa

*VDN – Verband der Netzbetreiber (VDN Ergänzung zur VDEW Richtlinie „Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz“, Sept. 2005)



Lösung: Systemstabilitätsverordnung (SysStabV)

> Senkung der frequenzbedingten Abschaltung bei 50,2 Hz auf eine Erzeugungsleistung von max. 3.000 MW d h Ä d d Ab h lt t b i d E l i B t dMW; durch Änderung der Abschaltwerte bei den Erzeugungsanlagen im Bestand

> Mehrere Lösungswege:

1. Update auf VDE-Anwendungsregel 4105, Kennlinie.Wiederzuschaltung nach Netztrennung erfolgt bei 50,05 Hz

hnach 60 s

2 P i / U d f BDEW MS RL K li i2. Parametrierung / Update auf BDEW-MS-RL, Kennlinie.Wiederzuschaltung nach Netztrennung erfolgt bei 50,05 Hz

3. Parametrierung der Abschaltfrequenz = Wiederzuschaltfr., stochastische Verteilung nach Wechselrichtertyp, W d h l h N h


Wiederzuschaltung nach Netztrennung nach 30 s6SysStabV_50,2Hz-DE-de_DE-130710


Verhalten bei Frequenzabweichungen

Wirkleistungsreduktion bei Überfrequenz – Funktionsweise

> Anlagen dürfen sich im Frequenzbereich von 47,5 Hz bis 51,5 Hz nicht vom Netz trennen

> Ab 50,2 Hz ist die Wirkleistung gemäß nebenstehender Kennlinie zu reduzieren(„Fahren auf der Kennlinie“)

> PM entspricht der momentanen Leistung bei Erreichen der 50,2 Hz

> Sinkt die Frequenz unter 50 2 Hz darf eine Leistungssteigerung nur langsam erfolgen> Sinkt die Frequenz unter 50,2 Hz, darf eine Leistungssteigerung nur langsam erfolgen (Wenn momentan verfügbare Leistung > PM Anstieg mit10% der max. PNenn /Minute)



Nachrüstung von Bestandsanlagen

> Zeitliche Einordnung der von einer Umrüstung betroffenen PV-Bestandsanlagen nach SysStabV> Datum der Inbetriebnahme:

A l i Mi l i i i lli L i h lAnlagen im Mittelspannungsnetz mit einer installierten Leistung von mehr als…

Installierte max. Leistung > 30 kWp

Nach dem 30.04.2001

Vor dem 01.01.2012

Vor dem 01.01.2009

Nach dem 31.08.2005

> 10 kWp

100 kW

Anlagen im Niederspannungsnetz mit einer installierten Leistung von mehr als…

> 100 kWp



Fristen zur Nachrüstung von Bestandsanlagen

Anlagengröße Frist bis zum:

> 100 kWp 31.08.2013 100 kWp 31.08.2013

> 30 kWp bis 100 kWp 31 05 2014> 30 kWp bis 100 kWp 31.05.2014

> 10 kWp bis 30 kWp 31.12.2014



Voraussetzungen für Parameteränderungen

> Der Wechselrichter ist im Gültigkeitsbereich der Technischen Beschreibung (TB) b l b Üb f f f h„Netzstabilität bei Überfrequenz“, Kap. 1.1, aufgeführt

> Parameteränderungen dürfen nur ausgebildete Elektrofachkräfte ausführen

> Für die Änderung von Parametereinstellungen wird der SMA Grid Guard Code benötigt (Antrag im Downloadbereich unter www.SMA.de in der Kategorie Zertifikat erhältlich) ( g g )

> Es wird ein Kommunikationsprodukt benötigt (z. B. Datenlogger, Software, PC/Laptop), um die Parameter anzeigen und ändern zu könnenanzeigen und ändern zu können

> Der Wechselrichter ist in einer Anlage installiert, welche die auf Seite 8 genannten Kriterien erfüllt

> Bei Sunny Tripower-Wechselrichtern TL-10 benötigen Sie gegebenenfalls einen Internetzugang um die aktuelle Firmware-Version von der SMA Homepage herunterzuladen


p g


Gerätetypen gemäß Technischer Beschreibung „Netzstabilität bei Überfrequenz“ssi

c SB 1100 SB 1200 SB 1700

SB 2800i SB 3300SB 3800SB 3300 11

SB 3300TL SB 4200TL SB 5000TL

SMC 6000TLSMC 7000TLSMC 8000TL

SMC 4600ASMC 5000ASMC 6000A

SMC 5000SMC 6000

Clas SB 1700

SB 1600TL-10 SB 2100TL SB 2500SB 3000

SB 3300-11SB 3800-11

SB 5000TLSB 3300TLHC SB 4200TLHC SB 5000TLHC

SMC 8000TLSMC 9000TL-10SMC 10000TL-10SMC 11000TL-10SMC 9000TLRP-10SMC 10000TLRP 10

SMC 6000ASMC 4600A-11SMC 5000A-11SMC 6000A-11SMC 7000HVSMC 7000HV 11 SMC 10000TLRP-10

SMC 11000TLRP-10SMC 7000HV-11

SB 2000HF-30 SB 3000TL-20 SB 3000TL-21 STP 8000TL-10ener

ation

SB 2000HF 30 SB 2500HF-30 SB 3000HF-30

SB 3000TL 20 SB 4000TL-20 SB 5000TL-20

SB 3000TL 21 SB 4000TL-21 SB 5000TL-21

STP 8000TL 10STP 10000TL-10STP 12000TL-10STP 15000TL-10STP 17000TL-10A ht

New

Ge


Achtung: Firmware-Update für Versionen < 2.40


Nachrüstung gemäß Systemstabilitätsverordnung

> Folgende Schritte sind auszuführen:

1. Update der Firmware Bei den folgenden Sunny Tripower-Wechselrichtern ist zunächst ein Update der Firmware erforderlich, wenn die implementierte Firmware eine niedrigere Versionsnummer als 2 40 aufweist:die implementierte Firmware eine niedrigere Versionsnummer als 2.40 aufweist:STP 8000 / 10000 / 12000 / 15000 / 17000TL-10

Die aktuell implementierte Firmware Version ist im Display ablesbar Nähere Hinweise sieheDie aktuell implementierte Firmware-Version ist im Display ablesbar. Nähere Hinweise siehe Installationsanleitung

2. Parameter ändernFür die Einstellung gemäß der genannten Verordnung werden einzelne Parameter über Kommunikation geändert. Im Display des Wechselrichters erscheint die Meldung „trimmed“ bzw. „ADJ“ (Sondereinstellung)geändert. Im Display des Wechselrichters erscheint die Meldung „trimmed bzw. „ADJ (Sondereinstellung)



Sicherheit in PV Systemen und beim Umgang mit SMA Wechselrichtern

„Ich glaube nur das, was ich sehe....“

F ll S d A f d U dFalls Sie diese Aussage auf den Umgang mit der Elektrizität übertragen, ist Ihr Leben

gefährdet!



Gefährdungsanalyse

> Spannung> Strom> Lichtbogen> Geerdete Systeme> Geerdete Systeme> Bedingungen vor Ort (Wetter, Montage usw.)

Wi h iWichtig: Sicherheitshinweise der jeweiligen Wechselrichter-installationsanleitung lesen und beachten! g



Messungen mit Multimeter

> Nur Multimeter der Überspannungskategorie CAT III/CAT IV (bis zu 1000V) verwendenz.B. Tietzsch DSP Multisafe

> Vor jedem Einsatz Multimeter inklusive Messleitungen auf Beschädigungen überprüfen

> Auf korrekte Wahl der Messbuchsen achten

> Strommessungen nur mit Stromzange durchführen. z.B. Benning CM 7



ESD – Electrostatic Discharge:

Elektro Static Discharge – Elektrostatische Entladung

Eine schnelle elektrostatische Entladung durch eine Potentialdifferenz.

> Fühlbar ab 3500 V > Hörbar ab 4500 V > Sichtbar > 8000 V

Ei i B t il w d h b i S bEinige Bauteile werden schon bei Spannungen ab 15 V geschädigt oder zerstört.



Wie beeinflusst ESD die Halbleiter?

> Hohe Spannungen zwischen zwei leitenden Polen> Zerstörung der Oxidschicht bei MOS- Bauteilen> Kurzzeitig hoher Stromfluss, der sogar Leiterplatten zum

schmel en bringen kannschmelzen bringen kann

> Die größte Gefahr besteht:> Durch sehr geringe Beschädigung der Bauteile> Die Endkontrolle wird passiert

d A f ll h b b h

vor ESD

> Störungen oder Ausfälle nach Inbetriebnahme

> Durch Schutzmaßnahmen werden:> Reparaturkosten vermieden > Ausfälle verhindert


nach ESD17SysStabV_50,2Hz-DE-de_DE-130710


ESD-Schutzmaßnahmen

> Wie wird verhindert, dass die elektrostatische Aufladung des eigenen Körpers die Bauteile gefährdet?

> Durch Beachtung der Schutzmaßnahmen> Durch Beachtung der Schutzmaßnahmen> Leitfähiges Armband nutzen> Potentialausgleich durchführen> Bauteile/Schnittstellen erst nach dem Potentialausgleich aus der

Verpackung entnehmen



ESD-Schutzmaßnahmen

Verpackungsmaterial

nicht geschirmt geschirmt ableitfähig


g g g



Nachrüstung von Anlagen am Niederspannungsnetz (§4 SysStabV)



Umzusetzende Maßnahmen am Niederspannungsnetz gemäß §4 SysStabV

§4 (1): VDE-Anwendungsregel 4105 – P(f)-Kennlinie (bevorzugte Lösung)

Wenn nicht möglich, weil Gerätetausch erforderlich

§4 (2): BDEW Mittelspannungsrichtlinie – P(f)-Kennlinie

§4 (3) P t i d Ab h ltf


§4 (3): Parametrierung der AbschaltfrequenzWenn nicht möglich, weil Gerätetausch erforderlich

§4 (4): Keine Nachrüstpflicht



Nachrüstung von Anlagen am Mittelspannungsnetz (§5 SysStabV)



Umzusetzende Maßnahmen am Mittelspannungsnetz gemäß §5 SysStabV

§5 (1): BDEW Mittelspannungsrichtlinie – P(f)-Kennlinie (bevorzugte Lösung)


§5 (2): Parametrierung der Abschaltfrequenz

§5 (3) K i N h ü t fli ht


§5 (3): Keine Nachrüstpflicht



Parameteranpassung über Kommunikation – SMA Kommunikations-Welt Cl

assic

&

Keine

0

Sunny Data Control

Web

Box-1

b

20

W Web Browser

BT&

Web

Box-2

Sunny Explorer


Sunny ExplorerWeb Browser


Parameteränderungen

> Für die Nachrüstung gemäß SysStabV müssen einige Parameter geändert werden> Welche Parameter dies sind, hängt vom Wechselrichtertyp ab. Je nach Kommunikationsart, RS485 oder

Bluetooth, werden die Parameter unterschiedlich dargestellt.> Beispiel:> Beispiel:

Bluetooth (Data II+) RS485 (Data I)

Betriebsart der Wirkleistungsred. Überfrequenz P(f) P-WCtlHzMod



Exemplarische Parametrierung SB 4000TL-20 – 1. Schritt

> Ist der Wechselrichter im Gültigkeitsbereich der Technischen Beschreibung „Netzstabilität bei Überfrequenz“ aufgeführt?




> Zuordnung Wechselrichter –Parametereinstellung (Kap. 5 „Parametereinstellung inPV-Anlagen am Niederspannungsnetz“)PV-Anlagen am Niederspannungsnetz )




> Parameter-Einstellungen aus Tabelle für Sunny Boy 4000TL-20 entnehmen. (Kap. 5.3 „Überfrequenzüberwachung auf gestufte Werte einstellen“)

> Parameter „Frequenzüberwachung t M i l h ll “ äßuntere Maximalschwelle“ gemäß

Tabelle „Untere Maximalschwelle der Frequenzüberwachung“ (Auszug u. r.) einstellen



Parametrierung SB 4000TL-20 mit Sunny Explorer (Bluetooth) – 4. Schritt

> Nachfolgend wird die Parametrierung gemäß der SysStabV am Beispiel des Wechselrichters Sunny Boy 4000TL-20 erläutert

> Parametrierung gemäß §4(3): Parametrierung der Überfrequenzabschaltung auf festen Wert



Parametrierung mit Sunny Explorer (Bluetooth – Data II+)

> Unter Einstellungen Menüpunkt Netzüberwachung wählen




> Nachfolgende Parameter gemäß Parameterliste (Technische Beschreibung Netzstabilität bei Überfrequenz, Kap. 5.3) am Wechselrichter einstellen

112

33





4

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6

7



Parametrierung SB 4000TL-20 mit Sunny WebBox-10 (RS485)

> Nachfolgend wird die Parametrierung gemäß der SysStabV am Beispiel des Wechselrichters Sunny Boy 4000TL-20 erläutert

> Parametrierung gemäß §4(3): Parametrierung der Überfrequenzabschaltung auf festen Wert



Parametrierung über WebBox-10 (RS 485 – Data I)

> Gerät in der Ansicht (linke Seite) auswählen, Registerkarte Parameter wählen




> Inst.-Code (Grid Guard Code) eingeben





50,55 1

23455

76




> Parameteränderung für alle Geräte übernehmen



Parametrierung mit USB-Service-Interface (keine Kommunikation vorhanden)



Parametrierung mit Sunny Data Control

> USB-Service-Interface (keine Kommunikation vorhanden)> Sunny Boy Control> Sunny Data Control 3.93



Beachten: Übergeordnete Entkupplungsschutzeinrichtung

> Es ist zu beachten, dass gemäß Systemstabilitätsverordnung §7 eine evtl. vorhandene zentrale Schutzeinrichtung (übergeordnete Entkupplungsschutzeinrichtung) in der Weise nachzurüsten ist, dass für die Unterfrequenzabschaltung ein Wert von 47,5 Hertz und für die Überfrequenzabschaltung ein Wert von 51,5 Hertz realisiert wird.

Netz- und Anlagenschutz

NiederspannungsnetzNA SchutzU<,U>,U>>,

f<,f>


Seien wir Realisten und versuchen das Unmögliche!

Seien wir Realisten und versuchen das Unmögliche!


Häufig gestellte Fragen

> Wer zahlt die Nachrüstung?

Die Umrüstung ist für die Betreiber von Solarstromanlagen kostenlos. Die Kosten für die N h ü d l d S bili ä d Hälf f di N l dNachrüstung werden laut der Systemstabilitätsverordnung zur Hälfte auf die Netzentgelte und zur Hälfte auf die EEG-Umlage umgelegt.Diese Kostenübernahme gilt nur, wenn ein vom Verteilnetzbetreiber beauftragter Fachbetrieb mitDiese Kostenübernahme gilt nur, wenn ein vom Verteilnetzbetreiber beauftragter Fachbetrieb mit der Nachrüstung betraut wird und diese durchführt. Sollten Betreiber von sich aus einen anderen Dienstleister wählen wollen, müssen diese das innerhalb der Rückmeldungsfrist von vier Wochen dem Verteilnetzbetreiber mitteilen. Sollten dabei gegenüber dem vom Verteilnetzbetreibervorgeschlagenen Nachrüster Mehrkosten entstehen, müssen Betreiber diese selbst tragen.



> Sind nur Photovoltaik-Anlagen von der 50,2-Hz-Problematik betroffen?

Nein. Es sind alle Erzeugungsanlagen betroffen, die gemäß der VDEW/VDN-Richtlinie E l Ni d “ (4 A b 2001) Ni d„Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz“ (4. Ausgabe 2001) am Niederspannungsnetz

angeschlossen sind. So sind aktuell neben den Photovoltaik-Anlagen auch andere dezentrale Einspeiser wie z.B. Windkraftanlagen, Blockheizkraftwerke und kleine Wasserkraftanlagen p g , gbetroffen. An einer Lösung für diese Erzeugungsanlagen wird gearbeitet, für die Photovoltaik gibt es bereits eine Lösung.



> Wer darf die Nachrüstung vornehmen?

Die Nachrüstung darf nur von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden, das vom V il b ib b f i d D I ll ih S l l d d S i lVerteilnetzbetreiber beauftragt wird. Der Installateur ihrer Solaranlage oder das Servicepersonal der Wechselrichterhersteller können auch vom Verteilnetzbetreiber oder dem Anlagenbetreiber beauftragt werden.g



> Verändert sich durch die Nachrüstung die Leistung der Anlage?

Nein. Durch die Nachrüstung zur Anpassung der Abschaltfrequenz Ihrer Anlage ändert sich die L i d Ph l ik A l i h E h d l i h hi i M ß h Si h llLeistung der Photovoltaik-Anlage nicht. Es handelt sich hier um eine Maßnahme zur Sicherstellung der Netzstabilität. Solarstromanlagen müssen sich künftig immer mehr wie Kraftwerke verhalten und auch sogenannte „Systemdienstleistungen“ zur Verfügung stellen, sich also am g „ y g g g ,Netzmanagement beteiligen.



> Wer entscheidet, welche Umrüstvariante gewählt wird?

Der Verteilnetzbetreiber nach entsprechenden Vorgaben vom Übertragungsnetzbetreiber. E h id d i di S i d d T d W h l i h A ih i k b bEntscheidend ist die Seriennummer oder der Typ des Wechselrichters. An ihr ist erkennbar, ob Bauteile getauscht bzw. Einstellungen geändert werden müssen oder eine neue Software aufgespielt wird. Dem Verteilnetzbetreiber liegen die Informationen zur Umrüstung vom g p g gWechselrichterhersteller vor. Die entsprechenden Details sind in der Systemstabilitätsverordnung angegeben.



> Was passiert mit dem Ertragsausfall während der Nachrüstung?

Eine Vergütung der Ertragsausfälle während der Nachrüstung ist nach aktuellem Stand nicht hvorgesehen.

> Müssen neben den Wechselrichtern weitere Komponenten nachgerüstet werden?> Müssen neben den Wechselrichtern weitere Komponenten nachgerüstet werden?

Zusätzliche, übergeordnete Entkopplungsschutzeinrichtungen müssen auch auf verschiedeneZusätzliche, übergeordnete Entkopplungsschutzeinrichtungen müssen auch auf verschiedene Frequenzen nachgerüstet werden. Auch hier informiert der Verteilnetzbetreiber über die Nachrüstung, die vom Ablauf der von Wechselrichtern gleicht.


Nützliche Informationen

> Technische Beschreibung „Messwerte und Parameter“ für NG-Geräte: h // d / /d l d h lhttps://www.sma.de/service/downloads.html

> Technische Beschreibung „Netzstabilität bei Überfrequenz“: https://www.sma.de/service/nachruestung-von-pv-anlagen/uebersicht.html

> S bili ä d (S S bV) h // d / i / h> Systemstabilitätsverordnung (SysStabV): https://www.sma.de/service/nachruestung-von-pv-anlagen/informationen-fuer-installateure/anstehende-nachruestungen.html

> Ausfüllhilfe „Abfragebogen für Anlagenbetreiber“ http://www.sma.de/service/nachruestung-von-pv-anlagen/uebersicht.html


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