Andreas Nitsch – Specialist TechnologySCADA International Deutschland GmbH

ÜBERBLICK ÜBER AKTUELLE ANFORDERUNGEN DER NETZBETREIBER UND DEREN UMSETZUNG

REGELUNG STEUERUNG

Wenn -> Dann (If Then Else)UND / ODER / NICHT

Bilder: Wikipedia

Grundsätzliche Anforderungen:

• Mittelspannungsrichtlinie: BDEW

• Hochspannungsrichtlinie: TC2007 / VDE-AR-N 4120

Netzbetreiberspezifische Anforderungen

• Technische Anschlussbedingungen (TAB)

• Angaben im TR8 Bogen

Projektanforderungen

• Projektspezifische Regelungs- und Steuerungsfunktionen

REGELUNG UND STEUERUNG

Grundsätzliche Anforderungen:

• Mittelspannungsrichtlinie: BDEW

• Hochspannungsrichtlinie: TC2007 / VDE-AR-N 4120

Sowohl die Wirkleistung, als auch die Blindleistung müssen regelbar sein. Die Regelungerfolgt am Netzanschlusspunkt. Ausgenommen Bestandsanlagen mit IB vor 2009.

Der Rundsteuerempfänger wird ersetzt durch Fernwirktechnik, da mehr Signaleausgetauscht werden, die techische Umsetzung ist in den TAB beschrieben.

REGELUNG UND STEUERUNG

Besonderheit bei der BDEW Richtlinie: Kurvenbasierte Blindleistungsregelung

REGELUNG UND STEUERUNG

Besonderheit bei der TC2007:

• Erweiterter Blindleistungsbereich (0,925 untererregt, bis 0,9 übererregt, meistens 0,925 bis 0,925)

• 2 Stufiger Q/U SchutzTrennung auf EZE Ebene innerhalb von 500ms

• Blockierung der Zuschaltung nach Netzfehler (ULL > 105 kV)

• Wird 2016 ersetzt durch VDE-AR-N 4120

REGELUNG UND STEUERUNG

Besonderheit bei der VDE-AR-N 4120:

• Einführung von Komponentenzertifikaten als Voraussetzung für ein Anlagengutachten

• Anforderung gilt für:- EZA Regler (Parkregler)- statische Kompensationsanlagen- Komponenten für die dynamische Netzstützung

REGELUNG UND STEUERUNG

Die TAB erklären Abweichungen oder technische Umsetzungen der Netzrichtlinien. Hieraus entstehen teilweise rechtliche Fragen, in wie weit die TAB zu erfüllen sind.

Funktionsbasierte Regelung oder Fernwirktechnik:

• SPS basierende Technik mit potentialfreien Kontakten und analogen Signalen (4..20mA)

• Netzwerkanbindung per IEC 60870-5-104

• Datenanbindung (RS485) per IEC 60870-5-101

• In Zukunft ist das Digitalisierungsgesetz zu beachten (Smart Meter)

• WICHTIG: Verhalten im Fehlerfall „Keine Signale/Keine Kommunikation“ beachten

TECHNISCHEANSCHLUSSBEDINGUNGEN (TAB)

Besonderheit Blindleistungsregelung:

• Cos Phi Sollwertvorgabe

• Q Sollwertvorgabe

• Cos Phi(P) funktionsbasierte Regelung

• Cos Phi(U) funktionsbasierte Regelung

• Q(U) funktionsbasierte Regelung

• Q(P) funktionsbasierte Regelung

• Angabe des Nullpunkts bei funktionsbasierten Regelungen

TECHNISCHEANSCHLUSSBEDINGUNGEN (TAB)

P

Q

Cos φ

TECHNISCHEANSCHLUSSBEDINGUNGEN (TAB)

Q(U) oder auch Cos Phi(U) Kennliniemit variabler Referenzspannunge

Cos Phi (P) Kennlinie

TECHNISCHEANSCHLUSSBEDINGUNGEN (TAB)

Signal description to ECU Signal Information

Utility Interface Signal Type Units/Scaling Typ KennungCASDU 2 (High/MSB)

CASDU 1 (Low/LSB)

CASDU unstructured IOA1 IOA2 IOA3 IOA Unstructured

Q/U Kennlinie feedback IEC101 on/off 4 2 102 614 110 1 56 7209272

Q/U Kennlinie setpoint IEC101 on/off 46 2 102 614 110 1 116 7209332

Voltage Setpoint IEC101 0.1kV 49 2 102 614 110 1 193 7209409

Reactive Power Setpoint IEC101 0.1Mvar 49 2 102 614 110 1 194 7209410

Voltage Setpoint feedback IEC101 kV 13 2 102 614 110 1 197 7209413

Reactive Power Setpoint feedback IEC101 Mvar 13 2 102 614 110 1 198 7209414

active power wind IEC101 MW 13 2 102 614 206 1 1 13500673

Active power wind setpoint IEC101 ‰ 49 2 102 614 206 1 2 13500674

Active power wind setpoint feedback IEC101 % 13 2 102 614 206 1 4 13500676

active power solar IEC101 MW 13 2 102 614 210 1 1 13762817

Active power solar setpoint IEC101 ‰ 49 2 102 614 210 1 2 13762818

Active power solar setpoint feedback IEC101 % 13 2 102 614 210 1 4 13762820

Trafo Temperature IEC101 -20°C .. 90°C 13 2 102 614 0 0 1 1

H2 in trafooil IEC101 0-2000ppm 13 2 102 614 0 0 2 2

CO in trafooil IEC101 0-2000ppm 13 2 102 614 0 0 3 3

H2O in trafooil IEC101 0-100ppm 13 2 102 614 0 0 4 4

Beispiel einer SignallisteMit Kombination aus Q Vorgabe und funktionsbasierter Q Regelung

• Überwachung Übergabestation mit Netzzuschaltung aus der Ferne

• Regelung in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen des Trafos

• Permanente Limitierung der Einspeisung (u.a. bei Kombination mit PV)

• Auswertung der Einspeisung bei Mischparks oder mehreren Betreibern

• Aufsplittung eines Windparks zu mehreren Direktvermarktern

PROJEKTSPEZIFISCHEANFORDERUNGEN

TR8 TEIL B ANHANG C

𝑄

𝑃𝑁𝐸𝑁𝑁= −0,3287 ∗

𝑃

𝑃𝑁𝐸𝑁𝑁Anforderung: Allgemein: Cos 𝜑 =

𝑃

𝑄2+𝑃²

Cos 𝜑 =𝑃

(−0,3287∗𝑃)2+𝑃²

Cos 𝜑 =𝑃

0,1080436∗𝑃2+𝑃²Cos 𝜑 =

𝑃

1,1080436∗𝑃2

Cos 𝜑 =𝑃

1,05263649946218∗𝑃Cos 𝜑 =

1

1,05263649946218

Cos 𝜑 = 0,94999559 ≈ 0,95

-0,95 induktiv, spannungssenkend