Schutz- und Automatisierungstechnik in aktiven Verteilnetzen

Die Studie wurde von ca. 30 Experten aus Energieversorgung und Industrie unter Leitung von Dr. Heinrich Hoppe-Oehl von Westnetz GmbH und Dr. Heiko Englert von der Siemens AG in 18 Monaten erarbeitet. Als Mentor aus dem Vorstand der Energietechnischen Gesellschaft (ETG) im VDE wirkte Prof. Dr. Peter Birkner von der bergischen Universität Wuppertal mit.

In seinem Eingangsstatement wies Prof. Birkner auf die zunehmende Bedeutung der Niederspannungsnetze hin. Während früher der Strom nur von oben nach unten geflossen sei, entsteht nun auch beim Verbraucher Strom, der ins Netz eingespeist wird. Über 95% der Erneuerbaren Energien werden in Mittel- und Niederspannungsnetzen eingespeist. Die klassischen »Einbahnstraßen«-Verteilnetze müssten daher zu »gegenverkehrsfähigen« flexiblen Smart Grids umgebaut werden. Prof. Birkner weist darauf hin, dass 5% der übertragenen Energie 50% des installierten Querschnitts belegten. Ziel müsse es also sein, diese 5 % der gelegentlichen Spitzenlast dynamisch so zu beherrschen, dass sie nicht mehr 50% des Leitungsquerschnitts blockieren.

Wichtiges Ziel der Studie sei es nun Standards zu beschreiben, wie Netze intelligent miteinander kommunizieren können, dass man diese 50 % »freizuschaufeln« und damit ein flexibles »atmendes« Netz zu schaffen.

Neben der Steuerung sind die Schutzeinrichtungen ein weiterer wichtiger Punkt. Die Schutzeinrichtungen müssen »lernen«, dass der Strom auch in die andere Richtung fließt. Ein Austausch aller Schutzgeräte ist jedoch ökonomisch nicht sinnvoll. Vielmehr sollte nach Ansicht von Heinrich Hoppe-Oehl der Austausch auf intelligente Weise nur dort geschehen, wo er notwendig ist. Durch die dezentrale Energieeinspeisung kann es nun auch zu Inselnetzbildungen kommen. Die derzeitigen Netze sind dafür aber nicht ausgelegt, ein entsprechender Umbau ist aber technisch möglich. Auch hier sollte man jedoch bedarfsorientiert vorgehen.

Ein zentrales Ergebnis der Studie lautet: »Mehr dezentrale Automatisierung – zudem Netzleittechnik mit neuen übergreifenden Funktionen; nicht weniger lokale Schutztechnik – mehr übergreifende Schutzfunktionen«.

Weiterhin gibt die Studie folgende Empfehlungen:

• generelle Notwenigkeit von Investitionen in Netztechnik und Netzbetrieb. Dafür bedarf es stabiler regulatorischer Rahmenbedingungen und zusätzlicher Anreize
• es gibt keine universellen Lösungen: notwendige Maßnahmen in den Netzen sind stark von regionalen Einspeisesituation abhängig. Das Thema dezentrale Einspeisung etwa ist in ländlichen Regionen viel virulenter als in Städten, wo die Mehrzahl der Bevölkerung in Mietwohnungen lebt. Andererseits könnte hier das Thema E-Mobilität eine stärkere Bedeutung für die Netzstabilität gewinnen
• Komponenten zum Aufbau der Lösungskonzepte, wie Informations-, Kommunikations-, Übertragungs- und Zeitsynchronisationstechnologien, sind verfügbar
• Nachhaltige Migrationskonzepte sind unter Berücksichtigung des Kosten-/Nutzen-Verhältnisses zu entwickeln und umzusetzen

Die VDE-Studie »Schutz- und Automatisierungstechnik in aktiven Verteilnetzen« ist für 250 Euro im InfoCenter auf www.vde.com erhältlich. Eien Kurzfassung gibt es zum kostenlosen Download.