»Let the sunshine in« - aber kontrolliert

Spezial

Erneuerbare - Um verlässliche Messdaten aus den Energienetzen zu gewinnen und die Versorgung effizient zu planen, schuf E.on Bayern gemeinsam mit der Telekom und Itenos unter anderem neue Kommunikationsnetze.

01. August 2012

>In Bayern steht die Solarenergie an erster Stelle der regenerativen Quellen. Bis zu rund 4GW an PV-Strom werden bei sonnigem Wetter täglich in das E.on-Bayern-Netz gespeist, was der Ausgangsleistung von drei Großkraftwerken entspricht. Die Quellen sind rund 200.000 Anlagen, von kleinen PV-Feldern auf Dächern bis zu Solarparks. Derzeit kommen etwa 30.000 Erzeuger pro Jahr hinzu.

Zusammen mit seinen ITK-Partnern installierte das Unternehmen in der Region Seebach/Niederbayern, in der die PV-Einspeisung andere regenerativen Energiequellen dominiert, zahlreiche Messpunkte im Mittel- und Niederspannungsnetz sowie bei teilnehmenden Kunden. Mit diesem Forschungsnetz wollte der Betreiber einen genaueren Einblick in die auftretende PV-Einspeiseleistung und ihren Einfluss auf das Verhalten im Stromnetz gewinnen.

»Um das Verhalten der PV-Einspeisung im Netz und ihre Wirkung auf die Spannungsqualität zu erfassen, benötigen wir einige Parameter, die wir jetzt durch Power-Quality-Messungen auf Basis unserer neuen Lösung abdecken«, so Sebastian Schmidt, Mitarbeiter im Assetmanagement bei E.on Bayern und einer der am Forschungsprojekt beteiligten Ingenieure. »Sie erlauben uns Einblicke in das Zusammenspiel aus dezentraler Einspeisung und dem Strombedarf vor Ort: Wann kritische Spannungen auftreten könnten und ob die Einspeisung den Bedarf deckt, oder bereits in die höheren Spannungsebenen zurückgespeist wird.«

Mit den Erkenntnissen, die das Unternehmen aus den Messungen gewinnt, können die Berechnungsparameter für die Netzplanung an die tatsächlichen Gegebenheiten angepasst werden. Die geänderten Planungsgrundsätze erlauben einen effizienteren Netzausbau und ein optimiertes Netzmanagement. »Unsere Kunden profitieren davon, dass wir zum einen die Spannungsqualität und Stabilität im Stromnetz absichern und sich zum anderen die Aufnahmekapazität des Netzes im Hinblick auf dezentrale Erzeugungsanlagen erhöht.«

Die Grundlagen für die Kommunikationsnetze legte das Unternehmen schon vor gut zwei Jahren. Damals sah es sich mit der Aufgabe konfrontiert, die Stationen im Gasnetz zu modernisieren und die Einspeisungen aus regenerativen Quellen ins Stromnetz zu untersuchen. Für die Übertragung der Messdaten und Steuerbefehle mussten diese an die zentrale Leitstelle für das Strom- und Gas-Netz angebunden werden.

Sicherer Datenaustausch im VPN

Die dazu benötigte Kommunikationsinfrastruktur muss hohe Anforderungen an die Sicherheit erfüllen – sowohl um zukünftig kundenbezogene Daten zu schützen als auch um Manipulationen und Ausfälle in den Versorgungsnetzen zu verhindern.

Unter Berücksichtigung der technischen und wirtschaftlichen Anforderungen entschied sich E.on Bayern zu einer Zusammenarbeit mit der Deutschen Telekom und ihrer Konzerntochter Itenos, einem Partner mit Erfahrung beim Betreiben derartiger Datennetze. Er überzeugte den bayerischen Energienetzbetreiber mit einer Lösung, die den Datenaustausch auf der Basis einer sicheren, IP-basierten Netzwerk-Plattform ermöglicht. Diese Lösung erfüllte die Anforderungen des Netzbetreibers durch die Möglichkeit, Stationen über Festnetz und Mobilfunk anbinden zu können, sowie durch die hoch sichere Infrastruktur.

Sie versetzt das EVU in die Lage, VPN-gestützte Kommunikationswege für die Überwachung und Steuerung seiner Strom- und Gas-Netze aufzubauen und eine hoch verfügbare Leitstellenanbindung zu installieren. Virtual Private Network (VPN) ermöglicht, in einem öffentlichen Providernetz ein sicheres privates Teilnetz aufzubauen. Die zusammen entwickelte, nun eingesetzte Lösung kann an künftige Bedürfnisse und Anforderungen angepasst werden. Zudem ist sie skalierbar und dadurch auch für große Mengen von Anschlüssen geeignet.

Inzwischen wurden viele Gasstationen und in Umspannwerken und Transformatorstationen installierte Messstellen für nicht schwarzfallkritische Messwerte an die Leitstelle angebunden. Die ITK-Partner stellen die nötigen Anbindungen bereit, überwachen diese, erstellen die für den Betrieb der Datenverbindungen benötigten Netzwerkanalysen und helfen im Störungsfall bei Eingrenzung und Behebung des Fehlers.

Analyse für Industriekunden

Die positiven Resultate aus dem Versuchsnetz in Seebach motivierten den Betreiber, gemeinsam mit seinen ITK-Partnern ein weiteres Kommunikationsnetz zu implementieren. Dieses dient zur Spannungsqualitätsmessung von mittlerweile rund 30 Umspannwerken in ganz Bayern – die Erweiterung ist im Gange. Hier geht es insbesondere darum, Spannungseinbrüche für sensible Kunden wie die Industrie auszuwerten und zu analysieren. »Wir sind durch die Messungen in der Lage, die Dauer und Tiefe von Spannungseinbrüchen zu analysieren«, so Schmidt. »Anhand dieser Möglichkeit können wir dem Kunden bei Bedarf Richtwerte nennen, die er in seiner Anlagenauslegung berücksichtigen kann.«

Eine weitere Innovation, die das Unternehmen mit seinen Partnern umsetzte, ist ein Kommunikationsnetz für effizientes Einspeisemanagement. Den Anstoß dafür gab das EEG 2012, das den Betreibern vorgibt, die Einspeiseleistung regenerativer Anlagen zu drosseln, wenn es erforderlich ist.

Der Energieversorger bindet derzeit die regenerativen Anlagen über 1MW in das Netz ein. Per Mobilfunk und DSL werden Signale gesendet, wann die Einspeisungen herunterzuregeln und wann abzuschalten sind. Bei den zahlreichen kleineren Erzeugungsanlagen erfolgt das Einspeisemanagement über die Europäische Funkrundsteuerung.

Erschienen in Ausgabe: 06/2012