Konzepte zur Vermeidung von Mittelspannungs-Netzausbau im Vergleich

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Im Zuge der weiterhin steigenden Anzahl von dezentralen Erzeugungsanlagen im MS-Verteilungsnetz werden stetig neue Konzepte gesucht und erprobt, die eine Alternative zum Netzausbau darstellen können. Im Gebiet der Westnetz hat hierbei in erster Linie die Maßgabe der Einhaltung der in der EN 50160 geforderten Grenzwerte für langsame Spannungsänderungen eine begrenzende Rolle für die Netzkapazität. Der Grund hierfür liegt in hohem Anteil von Erzeugungsanlagen in der Mittelspannungsebene und dort oft im ländlichen Bereich an langen Ausläufern. Daher dienen viele umgesetzte Konzepte der Einhaltung dieser Vorgaben. Allerdings zeichnen sich die einzelnen Konzepte durch unterschiedliche Voraussetzungen, Anwendungsfälle und ebenso einen unterschiedlichen Grad an Wirtschaftlichkeit aus. Im Beitrag werden vier Konzepte zur Spannungsstabilisierung vorgestellt, die bei Westnetz erprobt werden. Eines hiervon ist die sogenannte „Weitbereichsregelung“, bei der ein flexibler Spannungssollwert für die Mittelspannungs-Sammelschiene einer Umspannanlage anhand von Messdaten im unterlagerten Mittelspannungsnetz ermittelt wird. Das zweite Konzept ist die Line-drop-compensation (LDC) (deutsch Spannungsfall-Kompensation). Wie der Name schon aussagt wird der Spannungsfall auf der Leitung, durch erhöhen/senken der Spannung an der Sammelschiene, kompensiert. Für diese Regelung werden am HS/MS-Transformator Spannung, Strom und Winkel zwischen Strom und Spannung gemessen. Mit den errechneten Widerstands- und Reaktanzwerten des zu regelnden Systems wird der Spannungsfall ausgeglichen. Weiterhin wird die sogenannte „Erweiterte Leistungsabhängige Sollwertbeeinflussung“ auf den Sollwert der Spannung an einer Mittelspannungs-Sammelschiene angewandt. Hierbei spielen sowohl der komplexe Strom am HS/MS-Transformator eine Rolle, als auch die aktuell vorliegende Einspeisemenge auf Basis von ausgewählten Wetter- oder Referenzdaten im versorgten Mittel- und Niederspannungsnetz. Diese Werte sind direkt in der Umspannanlage vorhanden und fließen in die Sollwertberechnung ein, ohne, dass weitere Messwerte aus dem unterlagerten Netz erfasst werden müssen. Als viertes Konzept wird die Anwendung von regelbaren Ortsnetztransformatoren erwähnt, die punktuell für das jeweils versorgte Niederspannungsnetz die Spannungsstabilität gewährleistet. Alle Konzepte werden vorgestellt und deren technische Umsetzung im Netz der Westnetz erläutert. Aus der Erprobung dieser unterschiedlichen Ansätze sollen Erkenntnisse in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit und den Nutzen der einzelnen Maßnahmen erwachsen. Aus ihnen lassen sich netzplanerische Vorgaben und Rahmenbedingungen benennen, die den Einsatz dieser Konzepte rechtfertigen. Schlussendlich ist das Ziel, ein standardisiertes Vorgehen abzuleiten, bei dem sich die einzelnen Konzepte und sogar ein späterer Netzausbau nicht gegenseitig ausschließen, sondern ergänzen. Finden diese Erfahrungen und Schlussfolgerungen in den Planungsgrundsätzen von Verteilnetzbetreibern Anwendung, so können dadurch Leitplanken für den Einsatz intelligenter Techniken zur Vermeidung von Netzausbau, gerade im Zeichen der Energiewende, schon heute entstehen.