Know-how für das intelligente Netz

Der Umbau des Verteilnetzes ist in vollem Gang. Mit moderner Technik machen die Netzbetreiber ihre Anlagen fit für die Zukunft. Auf einer Fachtagung in Darmstadt stellten Netzbetreiber, Hersteller und Wissenschaftler ihre neuesten Erkenntnisse vor.

20. April 2016

Der Ausbau erneuerbarer Energien gelingt nur, wenn die Einspeiser und die Netzstationen der Verteilnetze mit intelligenter Mess- und Steuerungstechnik ausgerüstet sind.

Politik schafft Fakten

Inzwischen sind bundesweit immer mehr Netzbetreiber mit der Umrüstung oder Ergänzung der vorhandenen Infrastruktur für einen zeitgemäßen Netzbetrieb beschäftigt. Im Fokus steht die Installation von digitaler Kommunikations- und Regeltechnik in Netzknotenpunkten wie Ortsnetztrafostationen. Die Zeit drängt.

Bis 2025 soll der Anteil der Erneuerbaren nach dem Willen der Bundesregierung auf 40 bis 45?% an der Stromerzeugung steigen. Aber Theorie und Praxis sind zwei Dinge.

Stunde der Experten

Die praktische Umsetzung dieser Ziele obliegt den Fachleuten vor Ort. Um den Austausch zwischen den vielen Akteuren und damit den Know-how-Transfer zu fördern, hat die Firma Wago die Smart-Grid-Fachtagung initiiert.

Denn der Gesprächsbedarf ist hoch, auch unter Fachleuten. »Dann kommt es doch wieder auf die Industrie und die Unternehmen an, die mit ihren eigenen Aktivitäten und Initiativen das aufbauen, was unsere Zukunft sichert«, so Jürgen Schäfer von Wago bei der Eröffnung der diesjährigen Tagung Ende Februar in Darmstadt. Das Unternehmen hat sich bereits früh mit intel­ligenten Netzen beschäftigt und ­inzwischen eine ganze Reihe von Produkten im Portfolio, um analoge Technik in das Digitalzeitalter zu überführen und fernregelbar zu ­machen.

Treiber für die Digitalisierung sind nach Ansicht der Tagungsteilnehmer mehrere Faktoren: Ersatzinvestitionen, der Technologiewandel, der regulatorische Rahmen sowie die Kundenanforderungen; in der Summe haben sie bei den Netzbetreibern hohen Handlungsdruck erzeugt.

Die Entwicklung der Stromnetze ist langfristig ausgelegt, daher hat Planungssicherheit für die Verantwortlichen höchste Priorität. Daniel Heuberger von EWE Netz stellte in Darmstadt die Strategie seines Unternehmens für das Smart-Grid-Zeitalter vor. Das Unternehmen versorgt nach seinen Angaben mehr als zwei Millionen Kunden mit Strom, Gas, Wasser oder Telekommunika­tion.

Beispiel EWE Netz

In den EWE-Netzgebieten in Niedersachsen und Brandenburg steigt der Anteil der Erneuerbaren seit Jahren.

2012 betrug die EE-Einspeisemenge 63?%, Ende 2015 bereits 94?%. Seit 2014 ist das Unternehmen mit der flächendeckenden Umrüstung aller relevanten Anlagen im Netzgebiet beschäftigt.

Die Arbeiten sind die vierte Phase einer Roadmap des Netzbetreibers, um die Bestandsanlagen umzubauen für den Betrieb in einem intelligenten Netz. EWE Netz ist seinen Angaben zufolge bereits seit 1998 an dem Thema dran. In der ersten Phase wurden Forschungsprojekte und Pilotanlagen realisiert, 2013 wurde ein Konzept entwickelt für die Umstellung der Bestandstechnik.

Vollausbau vermeiden

Angetrieben wurde das Unternehmen durch das signifikante Potenzial, Geld zu sparen; die Umstellung auf Digitaltechnik kostet zwar auch viel Geld. Aber der Ausbau des Netzes mit konventioneller Technik wäre noch weitaus teurer. Denn dann müsste das Netz für alle Szenarien ausgebaut werden.

Selbst dann, wenn ein bestimmtes Szenario nur sehr selten eintritt. Mit Digitaltechnik lassen sich zum Beispiel Spitzen bei der Einspeisung kappen bis zu einer Größenordnung von fünf Prozent. Das spart den Netzbetreibern bares Geld.

Der Mix macht es

Das Konzept von EWE Netz sieht laut Heuberger vor, statt des klassischen Netzausbaus einen Mix aus klassischem Netzausbau und intelligentem Netzausbau umzusetzen.

Inzwischen habe das Unternehmen bereits 2.500 neue Messwertumformer ausgerollt. Ferner seien 60?% aller Schaltstationen an das Glasfasernetz angeschlossen worden. Die Fernwirknetze seien mandantenfähig; EWE Netz habe bisher 200 regelbare Ortsnetztrafos installiert.

Zudem nutzt das Unternehmen Niederspannungslängsregler, UW-Weitbereichsregelung sowie Q-Regelung zur Kompensation der Blindleistung sowie Statcom und Smart GIS. Im Bau oder in der Entwicklung seinen aktuell unter anderem eine Onlinelastflussberechnung für die EWE-Netzleitstelle, ein neues Daten­archivierungskonzept sowie Längsregler in der Mittelspannung, eine Blindleistungskompensationsanlage sowie UW-Stufenregler mit Stromkompoundierung.

Stand der Technik

»Die Umsetzung der Smart-Grid-Strategie erweitert die Handlungsoptionen im Netzausbau«, so Heuberger. Denn durch den gezielten Einsatz intelligenter Maßnahmen könnten die EEG-Netzausbaukosten reduziert werden.

Viele Netzbetreiber können die Modernisierung des Netzes nur in Etappen angehen, weil ihre Mittel beschränkt sind und von der Bundesnetzagentur bewilligt werden müssen. Hier kann MSR-Technik ihre Vorteile ausspielen, denn sie ist modular aufgebaut. In einem ersten Schritt kann ein Controller mit integriertem Modem, 3-Phasen-Leistungsmessklemme und Rogowski-Spule als reines Messsystem ausgelegt werden und zu einem späteren Zeitpunkt durch einzelne Funktionsbausteine für das Steuern und Regeln innerhalb des Verteilnetzes ertüchtig werden.

Arbeiten je nach Budget

Anstatt ad hoc in die Modernisierung ihrer Infrastruktur zu investieren, können Verteilnetzbetreiber so zuerst mit Hilfe des Messsystems valide Daten erheben, um auf Basis dieser Daten zu entscheiden, wie sie ihr Verteilnetz optimal auslegen (hd).