Erfahrungen aus der Zertifizierung von dezentralen Erzeugungsanlagen nach der Mittelspannungsrichtlinie

16. KASSELER SYMPOSIUM ENERGIE-SYSTEMTECHNIK 6.-7. OKTOBER 2011 | KASSEL

Dr.-Ing. Karl-Heinz Weck

Forschungsgemeinsch aft für Elektrische Anlagen und Stromwirtschaft e.V.

Zielsetzung der Zertifizierung nach der BDEW Richtlinie 2008 Durch Zertifikate zu bestätigen, dass eine dezentrale Erzeugungsanlage die Anforderungen eines Netzbetreibers an die Kraftwerkseigenschaften der Anlage erfüllt Als Typ einer Einzelanlage In Zusammenschaltung mehrerer Anlagen, z.B. im Windpark 1 Erstellung eines Einheitenzertifikats Erstellung eines Anlagenzertifikats 16. KASSELER SYMPOSIUM 6.-7. 10 2011 | KASSEL_K.-H. Weck: Erfahrungen aus Zertifizierung

Erfahrungen der FGH-Zertifizierungsstelle

 Nach Erstellung von  

41 Einheitenzertifikaten für

Windenergieanlagen  Fotovoltaikanlagen  

Ca. 160 Anlagenzertifikaten

Ausschließlich Windenergieanlagen Terminsetzung der SDLWindV 30. 09. 2011  Erfahrungen Einheiten- und Anlagenzertifikate werden von Netzbetreibern verlangt auch, wenn nicht in NAR verlangt (TC 2007 für HS) Standpunkt eines Normers für Hochspannungsgeräte Defizite in Vorschriften, Unverständnis bei Herstellern

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Zertifikate – Defizit „Widersprechende Richtlinien“ BDEW-Richtlinie 2008

Erzeugungsanlagen am Mittelspannungsnetz +

BDEW-Richtlinie 2008 Zertifizierung

von PV-Anlagen u.a

TransmissionCode 2008

Dynamische Netzstützung im Fehlerfall

SDLWindV 2009

Modifikation der dyna mischen Netzstützung + 

Für LVRT Verweis der BDEW auf TransmissionCode 2007



TransmissionCode für WEA durch SDLWindV modifiziert

 Gilt nur für WEA  Gilt nicht für Fotovoltaik u.a.



Zertifizierung von WEA und anderen DEA unterschiedlich BDEW-Richtlinie 2008 Zertifizierung

von Windenergieanlagen

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Einheitenzertifikat – Defizit „Unklarheiten“



Beispiel Leistungsbereitstellung

 Drehstromeinspeisung an keiner Stelle gefordert 

Beispiel Blindleistungsbereitstellung



In dem Betriebspunkt cos φ von 0,95 untererregt bis 0,95 übererregt am Netzanschlusspunkt



Betriebspunkt in BDEW-Richtlinie nicht genau definiert

 

Gemeint war:



Spannungsbereich U c



± 10% Leistungsbereich 0 bis 100% P n 2. Ergänzung: Reduzierung der Wirkleistung zur Bereitstellung der geforderten Blindleistung erlaubt



3. Ergänzung: Reduzierung erlaubt, wenn Spannung kleiner 95% U c 16. KASSELER SYMPOSIUM 6.-7. 10 2011 | KASSEL_K.-H. Weck: Erfahrungen aus Zertifizierung 4

Einheitenzertifikat – Defizit „Blindleistungsbereitstellung“

Nennleistung = Bem.-Scheinleistung In BDEW-Richtlinie Geforderter Bereich 

Bei Fotovoltaikanlagen üblich Bemessungs-Scheinleistung = Nennleistung



Bei Blindleistungsforderung Reduzierung der Wirkleistung erfoderlich



3. Ergänzung der BDEW Richtlinie

 Gültig ab 01. 01. 2012  Reduzierung nur , wenn  Netzspannung < 95% U c Neue Definition der Nenn leistung erforderlich

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Einheitenzertifikat – Defizit „Entkupplungsschutz“

 

Einstellbereich nicht als Forderung verstanden Spannungssteigerungsschutz vielfach durch Geräteschutz unwirksam

 Führt bei Anlagenzertifizierung von ausgedehnten Anlagen oft zu Schwierigkeiten  Bei Hochspannung ohnehin nicht ausreichend

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Einheitenzertifikat – Defizit „Modellbildung “



Validierung eines rechnerlauffähigen Modells für den Fehlerfall gefordert



Betrifft ausschließlich Blindstromeinspeisung während des Fehlers

 Vielfach nur Mitsystem des Fehlerstroms nachgebildet  Modelle nur geeignet für symmetrische Fehler  Unsymmetrische Fehler nicht nachbildbar 

Bedingungen vor Fehlereintritt oft nicht berücksichtigt

 Unterschiedliche Blindleistungsbereitstellung vor Fehler nicht berücksichtigt  Berechnung des Blindstroms während des Fehlers nicht als zusätzlicher Blindstrom 

Rechnerlauffähige Modelle für Normalbetrieb nicht angedacht 16. KASSELER SYMPOSIUM 6.-7. 10 2011 | KASSEL_K.-H. Weck: Erfahrungen aus Zertifizierung 7

Anlagenzertifikat – Defizit „Terminsetzung“

Beantragung der Erzeugungsanlage durch den Anlagenbetreiber beim Netzbetreiber;

Vorlage des Einheitenzertifikats

Angabe der Netzkenngrößen des vorläufigen Anschlusspunkts durch den Netzbetreiber;

Netzkurzschlussleitung, geplante Anschlussleistung

Bestellung des Anlagenzertifikat durch den Anlagenbetreiber;

Festlegung der Ausführung der Erzeugungsanlage durch den Errichter

Vorlage des Anlagenzertifikats beim Netzbetreiber;

Festlegung des Anschlusspunkts

Bau der Anlage bis zur Inbetriebnahme und Konformitätsbestätigung durch den Anlagenzertifizierer  

Ursprüngliche Zeitabfolge links



Anlagenzertifikat als Planungs zertifikat vor Baubeginn Durch verspäteten Beginn Anla genzertifikate erst nach Inbetriebnahme erstellt

 Hauptgrund fehlende Einheitenzertifikate 

Termindruck durch SDLWindV

 Nachreichung des Zertifikats bis zum 30. 09. 2011  Zertifizierungskapazitäten durch WEA-Hersteller durch Verträge ausgeschöpft

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Anlagenzertifikat – Defizit „Datenbeschaffung“



Zertifikat von Anlagenbetreiber beauftragt



Anlagenbetreiber kein in der Regel kein Fachmann

 Fachbegriffe werden nicht verstanden  Notwendigkeit bestimmter Angaben nicht einsichtig Beispiel „Störlichtbogensicherheit der Übergabestation“ 

Abfrage der Daten des Anschlussnetzes vom Netzbetreiber



Anschluss im Umspannwerk oder im Mittelspannungsnetz



Angabe der Netzkurzschlussleistung und des Winkels der Netzimpedanz



Angabe einer Referenzleistung als höchstmögliche Anschlussleistung



Zertifizierer oft auf Schätzungen nach Sachverstand angewiesen 16. KASSELER SYMPOSIUM 6.-7. 10 2011 | KASSEL_K.-H. Weck: Erfahrungen aus Zertifizierung 9

Anlagenzertifikat - Erfahrungen



Spannungsanhebung



Bei Anschluss im Mittelspannungsnetz von 2% häufig



nicht eingehalten

 Forderung nach vollem Blindleistungsbereich gemäß BDEW  mit cos φ = 0,95 übererregt Gleichzeitig geforderte Einstellung nach cos φ (P)-Kennlinie mit cos φ = 0,95 untererregt

Ausstellung eines Zertifikats nicht möglich



Netzrückwirkungen



Spannungsänderungen durch Schaltvorgänge und Langzeitflicker nur in Ausnahmefällen kritisch



Problem „Oberschwingungs-Stromeinspeisung“ durch 3. Ergänzung zur BDEW-Richtlinie deutlich entschärft 16. KASSELER SYMPOSIUM 6.-7. 10 2011 | KASSEL_K.-H. Weck: Erfahrungen aus Zertifizierung 10

Anlagenzertifikat - Erfahrungen



Dynamische Netzstützung



Wenn dynamische Netzstützung gefordert und die verfügbaren Modelle geeignet sind, Zertifizierung



problemlos

 In ausgedehnten Anlagen Einstellung Spannungs steigerungsschutz über 1,2 U c

Wenn dynamische Netzstützung nicht, aber Verbleiben am Netz gefordert

 Forderung des Netzbetreibers nach keiner Blindstrom    einspeisung bei keiner oder geringer Wirkstromeinspeisung häufig Variante nach BDEW-Richtlinie bei Anschluss im Mittelspannungsnetz erlaubt

Variante häufig nicht geprüft und daher nicht im Einheitenzertifikat enthalten Keine Zertifizierung möglich 16. KASSELER SYMPOSIUM 6.-7. 10 2011 | KASSEL_K.-H. Weck: Erfahrungen aus Zertifizierung 11

Anlagenzertifikat - Erfahrungen



Blindleistungsbereitstellung Hauptschwierigkeit



Forderung nach cos φ = 0,95 gilt für Netzanschlusspunkt



Durch Kabelverbindungen im Windpark wird Verschiebungsfaktor bei Nennleistung zum untererregten Bereich hin verschoben

 Durch Reduzierung der Wirkleistung bei geforderter  Blindleistung oft nicht auffangbar Anforderung besonders kritisch bei reduzierter Versorgungsspannung 

Zertifizierung häufig nicht möglich



Entkupplungsschutz



Schwierigkeiten lediglich mit Einstellung des Spannungssteigerungsschutzes bei ausgedehnten Anlagen

 Einstellung auf 1,25 U c oft erforderlich

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Erfahrungen der FGH-Zertifizierungsstelle Zusammenfassung



Zertifizierung geprägt durch Anlaufschwierigkeiten



Widersprechende Richtlinien und Verordnungen



Nicht immer klare Vorgaben in den Richtlinien



Termindruck durch Richtlinien und Verordnungen



Umstellung von Anlagen- und Netzbetreiber auf die neuen Anforderungen



Erstellung Einheitenzertifikaten verzögert



Zeitaufwändige Entwicklungs- und Typprüfungen



Nicht vorschriftengerechte Durchführung der Prüfungen



Nicht zeitgerechte Fertigstellung adäquater Rechenmodelle



Einheitenzertifikate nicht immer ausreichend für Anlagenzertifizierung 16. KASSELER SYMPOSIUM 6.-7. 10 2011 | KASSEL_K.-H. Weck: Erfahrungen aus Zertifizierung 13

Erfahrungen der FGH-Zertifizierungsstelle Zusammenfassung



Erstellung von Anlagenzertifikaten verzögert



Termindruck durch SDLWindV für seit 01. 01. 2009 in Betrieb genommen Anlagen

 Abgabe des Anlagenzertifikats bis zum 30. 09. 2011  Blockierung der Kapazität vorhandener Zertifizierungsstellen durch WEA 

Bereitstellung der Einheitenzertifikate und der notwendigen Daten durch Anlagen- und Netzbetreiber nicht zeitgerecht



Ausstellung von Anlagenzertifikaten in einigen Fällen nicht möglich



Widersprechende Forderungen nach Blindleistungs bereitstellung und zulässiger Spannungsanhebung



Nicht im Einheitenzertifikat enthaltene Forderungen nach dynamischer Netzstützung 16. KASSELER SYMPOSIUM 6.-7. 10 2011 | KASSEL_K.-H. Weck: Erfahrungen aus Zertifizierung 14