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Erschienen in:

2022 | OriginalPaper | Buchkapitel

6. Netzanschluss dezentraler Erzeugungsanlagen

verfasst von : Boris Valov

Erschienen in: Handbuch Netzintegration Erneuerbarer Energien

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Im Fokus stehen Folgen der Netzintegration erneuerbarer Energien für das bestehende Verbundnetz: Verdrängung der konventionellen leistungsstarken Kraftwerke durch zahlreiche dezentrale Erzeugungsanlagen kleinerer Leistung, bi-direktionaler Leistungsfluss, lokale Wirkleistungseinspeisung und Blindleistungsbereitstellung, neue Kurzschlussstromverteilung, Mangel der Kurzschlussleistung sowie Änderungen der Charakteristiken der Netzpunkte. Lokale Spannungshaltung und Spannungsstützung an Netzanschlusspunkten dezentraler Erzeugungsanlagen stehen in Fokus der mathematischen Analyse und Netzberechnungen. Dafür wurden Gleichungen und Berechnungsverfahren entwickelt, die die Eigenschaften der Erzeugungsanlagen und Netzanschlusspunkte zusammen berücksichtigen. Diese ermöglichen eigenständige Prüfung der Erfüllung von Anforderungen der Netzkodizes zum Netzanschluss der Erzeugungsanlage geplanter Leistung ohne komplizierte Netzberechnungen. Mindestanforderungen an elektrische Charakteristiken des künftigen Netzanschlusspunktes Erneuerbarer Energien werden mathematisch begründet.

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Nächstes Kapitel Glossar

Siehe Kap. 1.

„HGÜ-System“ – Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-System.

Begriff IEV 614-01-12 im Standard IEC 60050 (IEV – International Electrotechnical Vocabulary).

Deutsch: Netzanschlusspunkt/Verknüpfungspunkt; Englisch: Point of Common Coupling (PCC); Russisch: тoчкa oбщeгo пpиcoeдинeния.

Deutsch: Übergabestelle; Englisch: Point of supply/Supply terminals; Russisch: тoчкa пepeдaчи элeктpичecкoй энepгии.

Begriff IEV 614-01-02 im Standard IEC 60050.

Siehe Abschn. 5.11.

Siehe Abschn. 5.3.

Siehe Abschn. 3.2.1.

Siehe Abschn. 3.2.11, 4.2 und 4.9.

Siehe Abschn. 3.5.

Siehe Abschn. 5.11.

Siehe Abschn. 3.8.

Siehe Abschn. 4.8.8.

Siehe Abschn. 4.6.

Siehe Abschn. 5.7.4.

Siehe Abschn. 5.7.5.

Der Begriff IEV 161-08-05 im Standard IEC 60050.

Der Begriff IEV 617-01-05 im Standard IEC 60050.

Deutsch: Das Europäische Komitee für elektrotechnische Normung; Englisch: European Committee for Electrotechnical Standardization (CENELEC); Russisch: Eвpoпeйcкaя Кoмиccия пo Элeктpoтexничecкoй Cтaндapтизaции.

Gemäß dem 2. Kirchhoffschen Gesetz (Maschenregel).

Siehe Abschn. 3.8.

Siehe Abschn. 3.6.

Siehe Abschn. 3.3.

Siehe Abschn. 3.6.

Siehe Abschn. 3.5.1.

Siehe Abschn. 6.12.

Siehe Abschn. 3.5.1.

Siehe Abschn. 3.5.

Siehe Abschn. 3.5.3.

Siehe Abschn. 6.11.

Siehe Abschn. 6.5.

Siehe Abschn. 3.4.2.

Siehe Abschn. 3.6.

Siehe Abschn. 3.7.

Siehe Abschn. 5.10.

Siehe Abschn. 4.8.8.

Siehe Abschn. 6.8.5.

Deutsch: Internationale Elektrotechnische Kommission; Englisch: International Electrotechnical Commission (IEC); Russisch: мeждyнapoднaя элeктpoтexничecкaя кoмиccия.

Siehe Abschn. 3.4.1.

Siehe Abschn. 3.5.1.

Siehe Abschn. 3.6.

Kurzschluss, bei dem mindestens eine Synchronmaschine einen zu erwartenden Anfangs-Kurzschlusswechselstrom liefert, der größer als das Doppelte des Bemessungsstromes der Maschine ist, oder ein Kurzschluss, zu dem Asynchrongeneratoren mehr als 5 % des Anfangs-Kurzschlusswechselstroms ohne Motoren beitragen [19].

Kurzschluss, bei dem die Größe des Wechselstromanteils des zu erwartenden Kurzschlussstroms im Wesentlichen konstant bleibt [19].

Siehe Abschn. 3.5.1.

Siehe Abschn. 3.7.

Siehe Abschn. 4.3.5.

Siehe Abschn. 3.7.

Siehe Abschn. 4.4.4.

„Koronaverluste“ sind Folge der elektrischen Koronaentladung bei Freileitungen bzw. der Auslösung einer Stoßionisation in Luft.

Siehe Kap. 9 und Abschn. 4.2.

Siehe Kap. 9.

Siehe Kap. 4.

Siehe Abschn. 6.4.4.

Siehe Abschn. 4.6.

Siehe Kap. 9.

Siehe Abschn. 5.11.

Siehe Kap. 9.

Siehe Abschn. 6.4.4.

Siehe Abschn. 3.5.

Siehe Abschn. 3.6.

Die Betriebsspannungen laut dem Standard IEC 60038.

„NA-Schutz“ – Netz- und Anlagenschutz.

Siehe Abschn. 5.3.

IEC 61400-27-1: „Type 1: Windturbine with directly grid connected asynchronous generator with fixed rotor resistance (typically squirrel cage)“.

Siehe Kap. 5.

Siehe Abschn. 5.3.

Siehe Kap. 4.

Siehe Abschn. 3.5.1.

Siehe Abschn. 3.5.

Siehe Abschn. 6.5.1.

Siehe Abschn. 3.4.

Deutsch: Abblendung; Englisch: Blinding; Russisch: ocлaблeниe.

Siehe Abschn. 6.5.1.

Siehe Abschn. 3.5.

Siehe Abschn. 5.3.

Siehe Abschn. 5.11.

Deutsch: Mitgehende (fälschliche) Auslösung; Englisch: Sympathetic Tripping; Russisch: лoжнoe (oшибoчнoe) oтключeниe.

Siehe Tab. 6.2.

Siehe Abschn. 3.8.

Siehe Abschn. 3.8.2.

Siehe Abschn. 3.9.2.

Siehe Abschn. 3.5.3.

Siehe Abschn. 5.11.

Siehe Abschn. 6.4.4.

Siehe Kap. 9.

Siehe Abschn. 5.11.

Siehe Abschn. 6.4.4.

Siehe Abschn. 3.8.2.

Siehe Abschn. 3.9.

Siehe Abschn. 6.8.5.

Siehe Kap. 4 und 5.

Siehe Abschn. 5.11.

Siehe Abschn. 6.4.4.

Siehe Abschn. 6.3.

Deutsch: Spannungshaltung; Englisch: steady-state voltage control; Russisch: пoддepжaниe нaпpяжeния.

Siehe Abschn. 4.6.

Siehe Abschn. 6.8.

Siehe Abschn. 3.2.9.

Deutsch: Spannungsstützung; Englisch: voltage back-up; Russisch: coxpaниeниe пocтoянcтвa нaпpяжeния.

Siehe Abschn. 5.7.5.

Siehe Abschn. 5.7.3.

Siehe Abschn. 5.7.5.

Siehe Kap. 5.

Siehe Abschn. 3.8.2.

Siehe Abschn. 4.6.

Siehe Abschn. 6.13.

Siehe Abschn. 3.5.

Siehe Abschn. 4.5.

Siehe Abschn. 4.6.

Siehe Abschn. 3.5.

Siehe Abschn. 4.2 und Kap. 9.

Siehe Abschn. 3.2.3.

Siehe Abschn. 6.6.

Siehe Abschn. 5.9.4.

Siehe Abschn. 3.5.1.

Siehe Abschn. 3.8.2.

Siehe Abschn. 6.4.4.

Siehe Abschn. 3.5.3.

Deutsch: zur Küste nächstliegender Offshore-Windpark; Englisch: near Offshore Windpower Plant (nOWP); Russisch: к пoбepeжью близкopacпoлoжeнный вeтpoпapк

Siehe Abschn. 3.6.

Siehe Abschn. 4.1.

Siehe Abschn. 3.5.3.

Siehe Abschn. 4.3.

Siehe Kap. 7.

Siehe Abschn. 5.10.

Siehe Abschn. 4.3.5.

Siehe Kap. 9.

Bei „natürlicher Leistung“ sind die kapazitiven und induktiven Ströme durch die Leitung gleich.

133

Siehe Abschn. 4.6.3.

134

Deutsch: Regelbare Systeme für Drehstromübertragungen; Englisch: Flexible Alternative Current Transmission System (FACTS); Russisch: yпpaвляeмыe cиcтeмы для пepeдaч пepeмeннoгo тoкa.

135

Siehe Kap. 4.

136

Siehe das Kap. 3.

137

Deutsch: ungünstigster Fall; Englisch: worst case; Russisch: caмый нeблaгoпpиятный cлyчaй.

Siehe Kap. 7.

Siehe Abschn. 4.6.4.

Siehe Abschn. 3.8.

Siehe Abschn. 6.5.

Siehe Abschn. 6.7.

Siehe Abschn. 4.4.

Siehe Abschn. 4.6.1.

Siehe Abschn. 6.13.1.

146

Siehe Abschn. 6.6.5.

147

Siehe Abschn. 4.4.

148

UMZ-Schutz – unabhängiger Maximalstromzeitschutz.

Siehe Abschn. 3.9.1.

Siehe Abschn. 6.5.3.

Siehe Kap. 9.

Siehe Anschn. 6.11.

Siehe Abschn. 4.4.4.

Siehe Abschn. 4.9.

Siehe Abschn. 5.7.

Siehe Abschn. 5.7.3.

Siehe Kap. 9.

Siehe Abschn. 4.4.

Siehe Kap. 4.

Siehe Abschn. 6.6.5.

Siehe Abschn. 5.7.5.

Siehe Abschn. 5.7.3.

Siehe Abschn. 3.9.1 und 4.9.

164

Deutsch: Block-Heiz-Kraft-Werk (BHKW); Englisch: Combined heat and power plant (CHP); Russisch: блoчнaя тeплoвaя элeктpocтaнция.

165

Siehe Abschn. 4.4.4.

166

Deutsch: Verbrauchsmanagement; Englisch: Demand Side Management; Russisch: yпpaвлeниe элeктpoпoтpeблeниeм co cтopoны пoтpeбитeля.

167

Siehe Kap. 9.

168

Deutsch: Ortsnetztransformator; Englisch: local power transformer; Russisch: тpaнcфopмaтop мecтнoй ceти.

169

Siehe Abschn. 3.5.

170

Siehe Abschn. 6.10.

Verordnung 2016/631 der EU-Kommission vom 14. April 2016 zur Festlegung eines Netzkodex mit Netzanschlussbestimmungen für Stromerzeuger. Amtsblatt der EU L 112/1, 27.4.2016.

VDE-AR-N 4110: Technische Regeln für den Anschluss von Kundenanlagen an das Mittelspannungsnetz und deren Betrieb, 2020.

GOST R 32144: Electric energy. Electromagnetic compatibility of technical equipment. Power quality limits in the public power supply systems, 2014.

DIN EN 50160:2020-11 Merkmale der Spannung in öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetzen, 2020.

Anforderungen an seeseitige Netzanschlüsse an das Netz der TenneT TSO GmbH. Bayreuth, 2012.

DIN EN 60038: CENELEC-Normspannungen (IEC 60038:2009 CENELEC standard voltages), 2012.

VDE-AR-N 4105: Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz-Technische Mindestanforderungen für Anschluss und Parallelbetrieb von Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz, 2018.

VDE-AR-N 4120: Technische Regeln für den Anschluss von Kundenanlagen an das Höchstspannungsnetz und deren Betrieb, 2018.

VDE-AR-N 4130: Technische Regeln für den Anschluss von Kundenanlagen an das Höchstspannungsnetz und deren Betrieb, 2018.

10.

Der Netzentwicklungsplan Strom 2030. www.netzentwicklungsplan.de, Zugegriffen: 2021-01-10.

11.

DIN EN 61000-3-11: Elektromagnetische Verträglichkeit. Grenzwerte – Begrenzung von Spannungsänderungen, Spannungsschwankungen und Flicker in öffentlichen Niederspannungsversorgungsnetzen für Geräte mit einem Bemessungsstrom <= 75 A je Leiter, 2017.

12.

DIN EN 50160/A3 Entwurf: Merkmale der Spannung in öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetzen, 2018.

13.

VDE-AR-N 4100: Technische Regeln für den Anschluss von Kundenanlagen an das Niederspannungsnetz und deren Betrieb (TAR Niederspannung), 2019.

14.

VDE-AR-N 4131: Technische Regeln für den Anschluss von HGÜ-Systemen und über HGÜ-Systeme angeschlossene Erzeugungsanlagen, 2019.

15.

IEC 60909-0: Kurzschlussströme in Drehstromnetzen. Berechnung der Ströme, 2002.

16.

Valov B: Auslegungskonzept des Netzanschlusses von PV-Kraftwerken zwecks Spannungsstabilisierung und voller Nutzung der Netzkapazität, Bad Staffelstein, 24. Symposium–PV Solarenergie, 2009.

17.

Grundsätze für die Planung des deutschen Übertragungsnetzes. 50Hertz Transmission GmbH, Amprion GmbH, TenneT TSO GmbH, TransnetBW GmbH, 2018.

18.

EEG-Erzeugungsanlagen am Hoch- und Höchstspannungsnetz. Leitfaden für Anschluss und Parallelbetrieb von Erzeugungsanlagen auf Basis erneuerbarer Energien. Verband der Netzbetreiber e. V., 2004.

19.

Transmission Code 2007. Netz- und Systemregeln der deutschen Übertragungsnetzbetreiber. Verband der Netzbetreiber e. V. beim VDEW, 2007.

20.

C37.13-2008: IEEE Standard for Low-Voltage AC Power Circuit Breakers Used in Enclosures, 2008.

21.

IEC 61363-1: Electrical installations of ships and mobile and fixed offshore units. Procedures for calculating short-circuit currents in three-phase a.c., 2002.

22.

GOST R 52735: Short-circuits in electrical installations. Calculation methods in alternating current electrical installations with voltage above 1 kV, 2007.

23.

IEC 60909-0: Kurzschlussströme in Drehstromnetzen. Beispiele für die Berechnung von Kurzschlussströme, 2002.

24.

IEC 60909-0: Kurzschlussströme in Drehstromnetzen. Faktoren für die Berechnung. Beiblatt 3, 2003.

25.

Produktkatalog der Firma „XIAN Electric Import&Export Co., Ltd.“

26.

DIN EN 50182: Leiter für Freileitungen – Leiter aus konzentrisch verseilten runden Drähten, 2001.

27.

Kießling F, Nefzger P, Kaintzyk U: Freileitungen, Springer, ISBN 978-3-6426-2673-9, 2001.

28.

Gerasimenko A, Fedin W: Übertragung und Verteilung der elektrischen Energie, Krasnojarsk. ISBN 5-98399-023-3, 2006.

29.

DIN 42508: Transformatoren – Ölgefüllte Leistungstransformatoren von 3150 kVA bis 80000 kVA und Um bis 123 kV, 2009.

30.

DIN VDE 0276-620: Starkstromkabel – Teil 620: Energieverteilungskabel mit extrudierter Isolierung für Nennspannungen U0/U 3,6/6 (7,2) kV bis 20,8/36 (42) kV, 2007.

31.

EN 50588-1: Mittelleistungstransformatoren 50 Hz mit einer höchsten Spannung für Betriebsmittel nicht über 36 kV – Teil 1: Allgemeine Anforderungen, 2016.

32.

IEC 62271-100: Hochspannungs-Schaltgeräte und –Schaltanlagen. Teil 100: Wechselstrom-Leistungsschalter, 2012.

33.

IEC 60076-5. Leistungstransformatoren, Teil 5: Kurzschlussfestigkeit, 2007.

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IEC 60076-1: Power Transformers. Part 1: General, 2011.

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Handbuch für elektrische Maschinen. Band 1/Hrg. Kopilov I. und Klokov B., Energoatomizdat. ISBN 5-283-00500-3, 1988.

36.

Studie zur Veränderung der Kurzschlussleistung beim Übergang von einem zentral zu einem dezentral gespeisten Energieversorgungssystem. DOI: https://doi.org/10.2314/GBV:838765319, 2013.

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Studie zur Ermittlung der technischen Mindesterzeugung des konventionellen Kraftwerksparks zur Gewährleistung der Systemstabilität in den deutschen Übertragungsnetzen bei hoher Einspeisung aus erneuerbaren Energien. FGH e. V., CONSENTEC, RWTH Aachen, 2012.

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Dena-Studie Systemdienstleistungen 2030, S. 243–246. https://www.dena.de/themen-projekte/projekte/energiesysteme/dena-studie-systemdienstleistungen-2030, Berlin, Zugegriffen: 2018-12-15.

39.

Valov B: Änderung der Kurzschlussleistung. EW-Zeitschrift, H. 14, S. 50–55, 2013.

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Studie zu Aspekten der elektrischen Systemstabilität im deutschen Übertragungsnetz bis 2023. Institut für Hochspannungstechnik RWTH Aachen University, 2015.

41.

FNN-Studie: Systemsicht Kurzschlussauswirkungen, VDE e. V., 2016.

42.

ENTSO-E Network Code for Requirements for Grid Connection Applicable to all Generators, 2013.

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Festlegung der Leistungsklassen der Europäischen Network Codes. https://www.vde.com/de/fnn/themen/europaeische-network-codes/leistungsklassen, Zugegriffen: 2019-07-15.

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Glinka F et al.: Veränderte Rahmenbedingungen für Betriebsmittel des Netzschutzes in zukünftigen Verteilungsnetzen. https://www.vde-verlag.de/proceedings-de/454092027.html, Zugegriffen: 2019-08-28.

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EEG in Zahlen 2017. Bundesnetzagentur. https://www.bundesnetzagentur.de, Zugegriffen: 2019-03-28.

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Machowski J, Bialek J W, Bumby J R: Power System Dynamics: Stability and Control. John Wiley&Sons Ltd, ISBN 978-0-470-72558-0, 2008.

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Shdanow P: Fragen der Stabilität elektrischer Systeme. Moskau, Energia-Verlag, 1979.

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Statisches Netzmodell. https://www.50hertz.com/de/Transparenz/Kennzahlen/StatischesNetzmodell, Zugegriffen: 2019-07-15.

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Netzausbau. https://www.amprion.net/Netzausbau/, Zugegriffen: 2019-07-17.

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Feibisowitsch D L (Hrsg): Handbuch für Projektierung der elektroenergetischen Netze. NC ENAC Verlag, ISBN 5-93196-684-6, 2006.

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Schaller D et al. Berechnung elektrischer Energieversorgungsnetze. VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie. Leipzig, 1972.

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Kaufman W: Planung öffentlicher Elektrizitätsverteilungs-Systeme. VDE-Verlag, ISBN 3-8007-2141-4, 1995.

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Schlabbach J: Netzanschluss von EEG-Anlagen, VDE Verlag GmbH, 2013.

60.

Doemeland W: Handbuch Schutztechnik. VDE Verlag GmbH, ISBN 3-8007-2713-7, 2003.

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Schmolke H: Auswahl und Bemessung von Kabeln und Leitungen, Hühting&Pflaum Verlag GmbH&Co, ISBN 978-3-8101-0285-0, 2009.

62.

Erdschlusslöschspulen. Trench Austria GmbH. www.trenchgroup.com, Zugegriffen: 2019-07-15.

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Beck H P et al.: Netzstabilisierung durch die „Virtuelle Synchronmaschine“ (VISMA) mit überlagerter Frequenz- und Spannungsregelung. Intern. ETG-Kongress, 2013.

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Beck H P et al.: Die virtuelle Synchronmaschine. etz, Heft 2, 2007.

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ETG-Fachbericht 132: Sternpunktbehandlung in Netzen bis 110 kV. VDE Verlag GmbH, 2010.

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Khrushchev Yu et al.: The Technique for Identifying Load Static Characteristics Based on Experimental Data, Magazin der Polytechnischen Universität Tomsk, Volume 325, Nr. 4, 2014.

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Fündgeld Ch, Tiedemann R: Anwendung der Repräsentativen VDEW-Lastprofile step-by-step. VDEW, 2000.

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69.

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70.

ABB Schaltanlagen-Handbuch. Cornelsen Scriptor, ISBN 978-3-0645-0726-5, 2012.

Titel: Netzanschluss dezentraler Erzeugungsanlagen
verfasst von: Boris Valov
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Buch: Handbuch Netzintegration Erneuerbarer Energien
Print ISBN: 978-3-658-37790-8

Electronic ISBN: 978-3-658-37791-5

Copyright-Jahr: 2022
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-37791-5_6

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