Spannungshaltung
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Spannungshaltung

VDE|FNN erarbeitet Lösungen, um auch weiterhin einen sicheren und zuverlässigen Systembetrieb zu ermöglichen.

Die Systemdienstleistung „Spannungshaltung“ dient dazu die Spannung in den jeweiligen Netzen innerhalb des zulässigen Bereichs zu halten.

Der dynamische Zubau an regenerativen Erzeugungsanlagen in den Verteilnetzen bedingt eine zunehmende Ausnutzung des verfügbaren Spannungsbandes durch die wechselnden Betriebssituationen.

Die Spannungshaltung im Normalbetrieb wie auch im Störungsfall erfordert eine geeignete Koordination der entsprechenden Spannungsregler. Hierdurch wird ein Beitrag zu einem stabilen Systemverhalten geleistet.

Die Spannungshaltung lässt sich unterteilen in die Bereiche

  • statische Spannungshaltung und 
  • dynamische Spannungsstützung.

Im Normalbetrieb wird durch die statische Spannungshaltung das zulässige Spannungsband eingehalten. Somit wird ein störungsfreier Betrieb der angeschlossenen Geräte ermöglicht. Im Störungsfall, z.B. bei Kurzschlüssen, die zu einem entsprechenden Spannungseinbruch führen, ermöglicht die dynamische Spannungsstützung einen stabilen Weiterbetrieb des Systems. Bei sensiblen Prozessen können zur Absicherung gegenüber solchen Störungen eigene Vorsorgemaßnahmen sinnvoll sein.  

 

Statische Spannungshaltung

Zur statischen Spannungshaltung im Normalbetrieb wird Blindleistung benötigt. Diese sollte zur Begrenzung der Verluste möglichst nahe am Ort des jeweiligen Bedarfs bereitgestellt werden. Bereits im Rahmen der Netzplanung wird das Netz hierzu geeignet ausgelegt. Ergänzend werden im Netzbetrieb folgende Maßnahmen ergriffen:

  • Bereitstellung von Blindleistung durch Erzeugungsanlagen 
  • Stufung von Transformatoren
  • Einsatz von Blindleistungskompensationsanlagen und
  • Einsatz von Spannungsreglern.

Darüber hinaus werden Probleme bei der Spanungshaltung durch  Redispatchmaßnahmen behoben. Mehr Informationen: FNN-Studie "Statische Spannungshaltung" (2014).

 

Dynamische Spannungsstützung

Zur dynamischen Spannungsstützung im Störungsfall wird ausreichende Kurzschlussleistung benötigt. Diese sollte verteilt im System bereitgestellt werden, um im Störungsfall nicht zu große Änderungen in der Betriebsmittel-Belastung hervorzurufen.

Durch eine ausreichende Kurzschlussleistung wird u.a. die sichere Erfassung von Kurzschlussereignissen durch die entsprechenden Schutzgeräte, die transiente Stabilität elektrischer Maschinen und ein möglichst lokal begrenzter Spannungseinbruch im Störungsfall gewährleistet. Andererseits darf die Kurzschlussleistung auch nicht unzulässig hoch sein, da sonst Betriebsmittel aufgrund zu hoher Kurzschlussströme Schäden erleiden und ggf. Leistungsschalter die hohen Kurzschlussströme im Störungsfall nicht sicher abschalten können. Es ist somit ein aufeinander abgestimmtes Vorgehen erforderlich. 

Durch den Wechsel vom Schwungmassen zum Wechselrichter betriebenen System muss auch zunehmend Kurzschlussleistung von den Wechselrichter betriebenen regenerativen Erzeugungsanlagen erbracht werden.

FNN berücksichtigt die vorgenannten Aspekte bei der Regelsetzung, um weiterhin einen stabilen und sicheren Systembetrieb zu ermöglichen.

FNN-Studie Statische Spannungshaltung

Eine FNN-Studie zeigt, dass sich mehr erneuerbare Energien ans Netz anschließen lassen, wenn sie Blindleistung einspeisen.

Zur Weiterentwicklung der Anforderungen an dezentrale Erzeugungsanlagen hat FNN Studien beauftragt und durchgeführt. Die Studie untersucht, inwiefern neue Anforderungen an Wechselrichter in der Niederspannung zur Integration zusätzlicher Erneuerbare-Energie-Anlagen in bestehende Verteilnetze beitragen können. Kernergebnis ist, dass die Q(U) Kennlinie in der Niederspannung das Integrationspotential erhöht. Darüber er hinaus wurden Parameter für einen sicheren Einsatz identifiziert und geprüft.

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