Smart Grids - Bender-DE

Nach dem alten Regelwerk für Erzeugungsanlagen
am Niederspannungsnetz (VDEW-Richtlinie) wurde
bei Erreichen und Überschreiten einer Netzfrequenz
von 50,2 Hz eine unverzügliche Abschaltung gefordert.
Die neue Anwendungsregel beschäftigt sich mit
systemtechnischen Erfordernissen wie der überarbeiteten
statischen Netzbetrachtung, die den Netz- und
Anlagenschutz betrifft und der frequenzabhängigen
Leistungsreduktion sowie mit der „50,2 Hz-Problematik“,
die zum Netzblackout führen kann.
Das 50,2 Hz-Problem
Die wachsende Zahl installierter dezentraler Erzeugungsanlagen
stellt neue Herausforderungen an die
Netz- und Systemsicherheit. Ein konkretes Problem ist die
Frequenzhaltung im öffentlichen Niederspannungsnetz.
Durch die erhöhte Einspeisung wird eine Überfrequenz
von > 50,2 Hz erreicht, so dass die Erzeugungsanlage
mit Anschluss am Niederspannungsnetz durch den
Netz- und Anlagenschutz automatisch abschaltet.
In der Praxis bedeutet die Überschreitung der Netzfrequenz
von 50,2 Hz in Zeiten mit hoher dezentraler
Einspeisung (an sonnigen Tagen) im Extremfall eine
Abschaltung von mehreren Gigawatt Leistung. Dies
kann zu einer ernsthaften Störung der Systemstabilität
führen, wenn der entsprechende Leistungssprung signifi
kant höher ist, als die vorgehaltene Primärregelleistung.
Des Weiteren könnte ein näherungsweise zeitgleiches
Wiederzuschalten der abgeschalteten Erzeugungsanlagen
bei einer Frequenzerholung zu einem
erneuten Überschreiten des Schwellwerts von 50,2 Hz
führen. Dies hätte ein erneutes Abschalten der Erzeugungsanlagen
am Niederspannungsnetz zur Folge
(„Jo-Jo”-Effekt).
Die selbsttätige Schaltstelle (NA-Schutz)
Der NA-Schutz hat die Aufgabe, die Erzeugungsanlage
bei unzulässigen Spannungs- und Frequenzwerten
vom Netz zu trennen. Damit soll eine ungewollte
Einspeisung der Erzeugungsanlage in ein vom übrigen
Verteilungsnetz getrenntes Netzteil sowie das
Einspeisen von Fehlern in diesem Netz verhindert
werden.
Der hohe Anteil an installierter Leistung von Erzeugungsanlagen
am Niederspannungsnetz besitzt mittlerweile
erhebliche Systemrelevanz. Demzufolge wurden
die Anforderungen an den Netz- und Anlagenschutz,
kurz NA-Schutz gemäß der VDE-AR-N 4105 nicht nur
weiter entwickelt, sondern auch deutlich verschärft.
Der NA-Schutz bildet in Kombination mit einer Schalteinrichtung
(redundante Ausführung) eine typgeprüfte
Schutzeinrichtung mit Konformitätsnachweis, die durch
eine akkreditierte Zertifi zierungsstelle nachzuweisen ist.
Grundsätzlich Anforderungen an den NA-Schutz
Eine der grundlegenden Forderungen der VDE-AR-N
4105 ist die Erkennung von Inselnetzen, die ein erhebliches
Sicherheitsrisiko darstellen. Inselnetze können
durch Schalthandlungen der Netzbetreiber, durch
Auslösen von Schutzeinrichtungen oder durch Ausfälle
von Betriebsmitteln entstehen. In solchen Fällen spricht
man vom unbeabsichtigten Inselnetzbetrieb. Der
Netzbetreiber verliert in solchen Fällen die Kontrolle
über das Teilnetz. Es kann zu Personenschäden durch
das vermeintlich abgeschaltete Netz kommen.
Zudem sind die Einstellwerte der Schutzfunktionen der
statischen Netzbetrachtung und die letzten fünf datierten
Fehlermeldungen zu dokumentieren und müssen
ablesbar am NA-Schutz bereitgestellt werden. Eine
weitere wichtige Vorgabe der VDE-AR-N 4105 sieht
vor, dass der NA-Schutz plombierbar oder mit einem
Passwortschutz versehen sein muss.
1/2012 | MONITOR |
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