Netzstützung in Niederspannungsverteilnetzen durch intelligente Wechselrichter bei dezentraler Einspeisung

Abstract:
Der Anteil regenerativer Energien an der Stromerzeugung ist in den vergangenen Jahren in Deutschland und Europa entsprechend den politischen Zielen stetig gestiegen. In der Niederspannungsebene handelt es sich dabei meistens um dezentrale regenerative Energieerzeugungsanlagen, wie z. B. Photovoltaik (PV)-Anlagen, die über Um- bzw. Wechselrichter an das Netz angeschlossen sind. Durch zeitweise Umkehr der Lastflussrichtung treten vermehrt unzulässige Spannungsanhebungen auf. Bisherige Überlegungen sehen eine Begrenzung der dezentralen Einspeisung vor, die politisch jedoch nicht gewünscht wird, oder den Ausbau der Netze, was im Allgemeinen hohe volkswirtschaftliche Kosten verursacht. Im Rahmen des Projektes NetzQ wird die Möglichkeit genutzt, mithilfe der verteilten Wechselrichter von Erzeugungsanlagen Blindleistung bereitzustellen, um die Aufnahmefähigkeit der Netze sowie die Spannungsqualität zu verbessern. Netzausbau lässt sich so in vielen Fällen vermeiden, in jedem Fall aber verzögern. Zusätzlich können Spannungsschwankungen aufgrund fluktuierender Einspeiseleistung, etwa durch Wolkenzug, reduziert, der Blindleistungsbezug optimiert und Netzverzerrungen durch harmonische Oberschwingungsströme kompensiert werden. Die Ansteuerung der Wechselrichter in einem Netzgebiet erfordert für die Optimierung der verschiedenen zu übernehmenden Aufgaben eine verteilte Erfassung relevanter Netzdaten sowie eine zentrale Regelung. Das Prinzip wird in einem realen Netz mit hohem Anteil von PV-Anlagen exemplarisch erprobt. Das Konzept ist nicht spezifisch für PV-Anlagen, es bietet vielmehr die Basis für den intelligenten Betrieb von Netzen der Zukunft mit verteilter Erzeugung und Speicherung und zukünftig regelbaren Lasten.