September 2009

Einspeise- und Netzsicherheitsmanagement

Informationen zur SMA Power Reducer Box

Hintergrund

Mit der zunehmenden Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen steigen die Ansprüche an das Verteilnetz. Denn nicht nur der Verbrauch, auch ein zunehmender Anteil der Erzeugerleistung unterliegt zeitlichen Schwankungen und stellt damit erhöhte Anforderungen an das Netzmanagement. Auch wenn die Tagesleistung von PV-Anlagen gut planbar ist und ihr Maximum stets zu Spitzenlastzeiten erreicht: Größere PV-Anlagen können und müssen einen Beitrag zur Netzsicherheit leisten und sich am Einspeisemanangement beteiligen. Mit den Produkten von SMA ist dies problemlos möglich.

Was wird gefordert?

Gemäß §6 des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) müssen sich PV-Anlagen mit mehr als 100 kW Anschlussleistung am Einspeise- und Netzsicherheitsmanagement (NSM) beteiligen. Die BDEW-Richtlinie „Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz” stellt diese Anforderung an Anlagen, die auf Mittelspannungsebene einspeisen. Es geht dabei um die Möglichkeit für den Netzbetreiber, die Leistung der Anlage ferngesteuert zu begrenzen und in kritischen Fällen kurzzeitig auf Null zu reduzieren. Entsprechende Steuerbefehle des Netzbetreibers müssen daher zuverlässig und schnell an die Wechselrichter übermittelt werden.

Die NSM-Anforderungen im Detail:

  • Ferngesteuerte Reduzierung der Einspeiseleistung bei Netzüberlastung 
    (z. B. über einen Funk-Rundsteuerempfänger)
  • Begrenzung der Einspeiseleistung in bis zu zehn parametrierbaren Stufen 
    (typischer Weise 0 % / 30 % / 60 % / 100 % der vereinbarten Anschlusswirkleistung PAV)
  • Einstellung des geforderten Sollwertes innerhalb einer Minute
  • Sanfter Wiederanstieg der Leistung mit maximal 10 Prozent pro Minute
  • Möglichkeit zum Abruf der jeweiligen Ist-Einspeiseleistung durch den Netzbetreiber

Die Lösung von SMA

Die SMA Power Reducer Box erhält das digital codierte Signal des Netzbetreibers z. B. über einen Funk-Rundsteuerempfänger und übersetzt es in einen Steuerbefehl für die per LAN angebundene Sunny WebBox. Diese sendet den Befehl dann über den jeweiligen Feldbus (LAN oder RS485) an alle angeschlossenen Wechselrichter. Jeder Schaltvorgang wird dabei sowohl in der Power Reducer Box als auch in der Sunny WebBox protokolliert – damit sind diese Daten auch über Sunny Portal weltweit abrufbar. Alternativ zu den Wirkleistungsvorgaben ist das Gerät auch in der Lage, Sollwerte für die Blindleistung oder den Verschiebungsfaktor cos(phi) zu verarbeiten, wie es die BDEW-Richtlinie ab Juli 2010 fordert.

Die Lösung im Detail:

  • 4-Bit Digitaleingang (z. B. zum Anschluss an einen Funk-Rundsteuerempfänger)
  • 16 parametrierbare Stufen für die Wirkleistungsbegrenzung oder die Vorgabe von Blindleistungserzeugung
  • Benutzerfreundliche Konfiguration über Web-Interface
  • Skalierbarkeit: Jede Power Reducer Box bedient bis zu 50 WebBoxen und somit maximal 2.500 Wechselrichter
  • Sicherheit: Jede Vorgabe des Netzbetreibers wird doppelt und mit genauem Zeitstempel protokolliert
  • Kontrolle: Über Sunny Portal lässt sich die Ist-Einspeiseleistung der Anlage in 15-Minuten-Mittelwerten abrufen

Feed-In an Grid Management with SMA Power Reducer Box
Die Konfigurationsoberfläche der SMA Power Reducer Box

Generell keine Abregelung zu erwarten

Etwa zeitgleich zur größten Verbrauchslast in der täglichen Mittagszeit liefern PV-Anlagen die meiste Energie – die Schwankungen der Netzbelastung werden durch die PV-Leistung also nicht erhöht, sondern verringert. Selbst bei einer angenommenen PV-Leistung von 30 Gigawatt (2008 waren in Deutschland etwa fünf Gigawatt installiert) ist nicht mit einer Beeinträchtigung der Netzstabilität durch eingespeisten Solarstrom zu rechnen. Eine Abregelung von PV-Anlagen durch die Netzbetreiber ist nach den bisherigen Erfahrungen daher nicht zu erwarten. Im Übrigen steht dem Anlagenbetreiber nach §12 des EEG eine Entschädigung für Ertragsausfälle zu, die durch eine Leistungsabregelung verursacht wurden.


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