FNN-Studie „Statische Spannungshaltung“: Bis zu 60 Prozent mehr Erneuerbare-Energie-Anlagen in bestehenden Netzen möglich

(WK-intern) – Bis zu 60 Prozent mehr erneuerbare Energieanlagen lassen sich in bestehende Verteilnetze integrieren, wenn die Anlagen sich aktiv an der statischen Spannungshaltung beteiligen

Die bereits in der Hoch- und Mittelspannung bewährte Einspeisung von Blindleistung in Abhängigkeit von der Spannung (Q(U)-Regelung) ist auch für die Niederspannung nutzbar.

Die Studie „Statische Spannungshaltung“ ist die zweite von vier Studien des Forums Netztechnik/Netzbetrieb im VDE (VDE|FNN) zur Weiterentwicklung der Verteilnetze. Die Studie untersucht, inwiefern neue Anforderungen an Wechselrichter in der Niederspannung zur Integration zusätzlicher Erneuerbare-Energie-Anlagen in bestehende Verteilnetze beitragen können. Die Netzbetreiber müssen die Spannung innerhalb vorgegebener Grenzen halten, für die die Verbrauchsgeräte ausgelegt sind. Dezentrale Erzeugungsanlagen in der Niederspannung stellen derzeit gemäß der Anwendungsregel VDE-AR-N 4105 meist über eine vorgegebene, feste Kennlinie Blindleistung zur Spannungsstützung bereit (cos φ (P)). Das heißt, die Einspeisung der Blindleistung ist abhängig von der aktuell eingespeisten Wirkleistung. Eine Möglichkeit zur weitergehenden Integration von Erneuerbare-Energie-Anlagen in vorhandene Netze ist die Einspeisung von Blindleistung in Abhängigkeit von der am Einspeisepunkt bestehenden Spannung durch diese Anlagen (so genannte Q(U)-Regelung). Die technische und wirtschaftliche Effizienz dieses Ansatzes wurde im Rahmen der Studie untersucht. Auch die Frage, welchen Nutzen ein solches Verhalten im Vergleich und im Zusammenspiel mit anderen Maßnahmen wie konventionellem Netzausbau, Trafovergrößerung oder beispielsweise dem regelbaren Ortsnetztrafo (rONT) bietet, wurde untersucht.

Zentrales Ergebnis: Bei der Q(U)-Regelung reagieren Anlagen in Abhängigkeit von der am Einspeisepunkt bestehenden Spannung. Sie stützen damit aktiv die Spannung, die Netzstabilität wird signifikant verbessert. Dadurch lassen sich deutlich mehr Erneuerbare-Energie-Anlagen ohne zusätzlichen Netzausbau oder deutlich teurere Betriebsmittel wie rONT anschließen. Wie viele genau, hängt von der Beschaffenheit des jeweiligen Netzes ab. Die Untersuchung umfasst drei Modellnetze (ländlich, dörflich, vorstädtisch). Es zeigte sich, dass die Q(U)-Regelung besonders in Vorstadtnetzen effektiv ist. Hier lassen sich allein mit dieser Maßnahme bis zu etwa 60 Prozent mehr dezentrale Erzeugungsanlagen in einen bestehenden Netzstrang integrieren. In den beiden ländlichen Netztypen ist der Effekt mit jeweils bis zu 40 bis 50 Prozent immer noch sehr hoch.

Die umfangreiche Studie basiert methodisch auf Simulationen, Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen und Laboruntersuchungen. Dieser Ansatz wurde durch eine intensive Zusammenarbeit der Universitäten TU München, RWTH Aachen, TU Braunschweig und der Forschungsgemeinschaft für Elektrische Anlagen und Stromwirtschaft e. V. (FGH) umgesetzt.

Die Ergebnisse werden im Rahmen der weiteren Gremienarbeit

Über den VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.

Der Verband der Elektrotechnik Elektronik und Informationstechnik (VDE) ist mit 36.000 Mitgliedern (davon 1.300 Unternehmen, 8.000 Studierende, 6.000 Young Professionals) und 1.200 Mitarbeitern einer der großen technisch-wissenschaftlichen Verbände Europas. Der VDE vereint Wissenschaft, Normung und Produktprüfung unter einem Dach. VDE-Tätigkeitsfelder sind der Technikwissenstransfer, die Forschungs- und Nachwuchsförderung für Schlüsseltechnologien. Die Sicherheit in der Elektrotechnik, die Erarbeitung internationaler Normen, Prüfung und Zertifizierung von Geräten und Systemen sind weitere Schwerpunkte.

Das Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE (VDE|FNN) erarbeitet VDE-Anwendungsregeln und technische Hinweise für den sicheren und zuverlässigen Betrieb der Übertragungs- und Verteilungsnetze. Mitglieder sind Unternehmen, Organisationen, wissenschaftliche Einrichtungen und Behörden.

PM: VDE