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23.11.2015 Kurzinformation 13 0

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

- 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 bei VDE|FNN zur Überarbeitung der Anwendungsregel „Anforderungen an Erzeugungsanlagen im Niederspannungsnetz“ (VDE-AR-N 4105) in konkrete Anforderungen an Erzeugungsanlagen überführt. Dabei wird die genaue Ausgestaltung der anzuwendenden Parameter mit den Fachkreisen diskutiert. Mit der Studie hat VDE|FNN einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung der Netze und zum weiter sicheren Systembetrieb bei steigender Aufnahme erneuerbarer Energien geleistet.

Eine Zusammenfassung der Studie ist auf der FNN-Webseite erhältlich: www.vde.com/fnn