Zusammenfassung
Im Fokus steht die Spannung an Netzpunkten nach der Inbetriebnahme dezentraler Erzeugungsanlagen Erneuerbarer Energien. Der Einfluss auf die unvermeidbaren Spannungsänderungen durch eingespeiste Wirkleistung und der bereitgestellten Blindleistung der Erzeugungsanlagen sowie der Kurzschlussleistung und des Netzimpedanzwinkels am Netzanschlusspunkt wird erklärt. Für die Analyse dieses Einflusses werden entwickelte Gleichungen und Grafiken vorgeschlagen. Diese ermöglichen unter anderem die maximale Anschlussleistung, die Mindestanforderungen an die Kurzschlussleistung und den Netzimpedanzwinkel am Netzanschlusspunkt für den gesicherten Netzanschluss der geplanten Erzeugungsanlage ohne komplizierte Netzberechnungen zu beurteilen. Die vorgeschlagenen generischen Netze ergeben die Möglichkeit einer vertieften Analyse des stationären und dynamischen Netzbetriebes infolge der Netzintegration Erneuerbarer Energien.
This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Notes
- 1.
Siehe Kap. 1.
- 2.
Deutsch: Netzanschlusspunkt/Verknüpfungspunkt; Englisch: Point of Common Coupling (PCC); Russisch: точка общего присоединения.
- 3.
„HGÜ-System“ – Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-System.
- 4.
Die Übersetzung des Begriffes IEV 614-01-12 im Standard IEC 60050.
- 5.
Deutsch: Übergabestelle; Englisch: Point of supply/Supply terminals; Russisch: точка передачи электрической энергии.
- 6.
Die Übersetzung des Begriffes IEV 614-01-02 im Standard IEC 60050.
- 7.
Siehe Abschn. 5.11.
- 8.
Siehe Abschn. 5.3.
- 9.
- 10.
Siehe Abschn. 3.5.3.
- 11.
Siehe Abschn. 5.11.
- 12.
Siehe Abschn. 3.8.
- 13.
Siehe Abschn. 4.8.8.
- 14.
Siehe Abschn. 4.6.
- 15.
Siehe Abschn. 6.8.4.
- 16.
Siehe Abschn. 5.7.5
- 17.
Der Begriff IEV 161-08-05 im Standard IEC 60050.
- 18.
Der Begriff IEV 617-01-05 im Standard IEC 60050.
- 19.
Deutsch: Das Europäische Komitee für elektrotechnische Normung; Englisch: European Committee for Electrotechnical Standardization (CENELEC); Russisch: Европейская Комиссия по Электротехнической Стандартизации.
- 20.
Gemäß dem 2. Kirchhoffschen Gesetz (Maschenregel).
- 21.
Siehe Abschn. 3.8.
- 22.
Siehe Abschn. 3.6.
- 23.
Siehe Abschn. 3.6.
- 24.
Siehe Abschn. 3.3.
- 25.
Siehe Abschn. 3.3.
- 26.
Siehe Abschn. 3.5.3.
- 27.
Siehe Abschn. 3.5.
- 28.
Siehe die nächsten Abschnitte in diesem Kapitel.
- 29.
Siehe Abschn. 4.8.8.
- 30.
Bei den Werten kleiner als 10 wird die dynamische Netzstabilität gefährdet und die Netzrückwirkungen der Erzeugungsanlagen überschreiten die Grenzwerte.
- 31.
Deutsch: Internationale Elektrotechnische Kommission; Englisch: International Electrotechnical Commission (IEC); Russisch: международная электротехническая комиссия.
- 32.
Siehe Abschn. 3.4.1.
- 33.
Siehe Abschn. 3.5.1.
- 34.
Siehe Abschn. 3.6.
- 35.
Siehe Abschn. 3.5.1.
- 36.
Siehe Abschn. 3.7.
- 37.
Siehe Abschn. 4.3.5.
- 38.
Siehe Abschn. 4.4.4.
- 39.
Die Bezeichnung ist laut dem Standard DIN 48206. Die europäische Norm EN 50182 setzt die genauen Querschnitte von Freileitungen ein.
- 40.
Siehe Anhang zum Buch.
- 41.
Siehe Anhang zum Buch und Abschn. 4.2.
- 42.
Die technischen Daten einiger Leistungstransformatoren sind im Anhang zum Buch dargestellt.
- 43.
Siehe Kap. 4.
- 44.
Siehe Abschn. 4.6.
- 45.
Siehe Abschn. 9.7 im Anhang zum Buch.
- 46.
Siehe Abschn. 5.11.
- 47.
Siehe Anhang zum Buch.
- 48.
Siehe Abschn. 3.5.
- 49.
Siehe Abschn. 3.6.
- 50.
Die Betriebsspannungen laut dem Standard IEC 60038.
- 51.
„NA-Schutz“ – Netz- und Anlagenschutz.
- 52.
Siehe Abschn. 5.3.
- 53.
Originaltext im Standard 61400-27-1 in Englisch: „Type 1: Windturbine with directly grid connected asynchronous generator with fixed rotor resistance (typically squirrel cage)“.
- 54.
Siehe Kap. 5.
- 55.
„Typ 2“ – alle nichtsynchronen Stromerzeugungsanlagen und Offshore-Stromerzeugungsanlagen.
- 56.
Siehe Abschn. 5.3.
- 57.
Siehe das Kap. 4.
- 58.
Siehe Abschn. 3.5.1.
- 59.
Siehe Abschn. 3.5.
- 60.
Siehe Abschn. 6.5.1.
- 61.
Siehe Abschn. 3.4.
- 62.
Deutsch: Abblendung; Englisch: Blinding; Russisch: ослабление.
- 63.
Siehe Abschn. 6.5.1.
- 64.
Siehe Abschn. 3.5.
- 65.
Siehe Abschn. 5.3.
- 66.
Siehe Abschn. 5.11.
- 67.
Deutsch: Mitgehende (fälschlichen) Auslösung; Englisch: Sympathetic Tripping; Russisch: ложное (ошибочное) отключение.
- 68.
Siehe Tab. 6.2.
- 69.
Deutsch: Spannungsänderung; Englisch: voltage changes; Russisch: изменение напряжения.
- 70.
Siehe Abschn. 6.3.
- 71.
Siehe Abschn. 3.8.
- 72.
Siehe Abschn. 6.4.
- 73.
Siehe Abschn. 6.4.3.
- 74.
Siehe Abschn. 3.5.3.
- 75.
Bei den Werten kleiner als 10 kann die dynamische Netzstabilität gefährdet werden und die Netzrückwirkungen der Erzeugungsanlagen können die zulässigen Grenzwerte überschreiten.
- 76.
Siehe Abschn. 3.8.2.
- 77.
Siehe Abschn. 3.9.
- 78.
- 79.
Siehe Abschn. 5.11.
- 80.
Siehe Abschn. 6.4.4 in diesem Kapitel.
- 81.
Siehe untenstehende Definitionen der Spannung am Netzanschlusspunkt.
- 82.
Deutsch: Spannungshaltung; Englisch: steady-state voltage control; Russisch: поддержание напряжения.
- 83.
Siehe Abschn. 4.6.
- 84.
- 85.
Deutsch: Spannungsstützung; Englisch: voltage back-up; Russisch: сохраниение постоянства напряжения.
- 86.
- 87.
Siehe Abschn. 5.7.3.
- 88.
- 89.
Siehe Kap. 5.
- 90.
Siehe den nächsten Abschnitt in diesem Kapitel.
- 91.
ENTSO-E: European Network of Transmission System Operators for Electricity.
- 92.
Siehe Abschn. 4.6.
- 93.
Siehe Abschn. 6.13.
- 94.
Siehe Abschn. 3.5.
- 95.
Siehe Abschn. 4.5.
- 96.
Siehe Abschn. 4.6.
- 97.
Siehe Abschn. 4.6.
- 98.
Siehe Abschn. 3.8.
- 99.
Siehe Abschn. 6.4.4.
- 100.
Siehe Abschn. 4.2 und den Anhang zum Buch.
- 101.
Siehe Abschn. 3.2.3.
- 102.
Siehe Abschn. 6.6.
- 103.
Siehe Abschn. 3.5.1.
- 104.
Siehe Abschn. 6.6.
- 105.
Siehe Abschn. 3.5.3.
- 106.
Siehe den Anhang zum Buch.
- 107.
Siehe Abschn. 3.6.
- 108.
Siehe Abschn. 4.1.
- 109.
Siehe Abschn. 3.5.3.
- 110.
Siehe Abschn. 4.3.
- 111.
Siehe das „Glossar“ zum Buch.
- 112.
Siehe Abschn. 5.10.
- 113.
Siehe Abschn. 4.3.5.
- 114.
Siehe Anhang zum Buch.
- 115.
Bei „natürlicher Leistung“ sind die kapazitiven und induktiven Ströme durch die Leitung gleich.
- 116.
Siehe Abschn. 4.6.3.
- 117.
Deutsch: Regelbare Systeme für Drehstromübertragungen; Englisch: Flexible Alternative Current Transmission System (FACTS); Russisch: управляемые системы для передач переменного тока.
- 118.
Siehe Kap. 4.
- 119.
Siehe das Kap. 3.
- 120.
Deutsch: ungünstigster Fall; Englisch: worst case; Russisch: самый неблагоприятный случай.
- 121.
Siehe Abschn. 4.4.
- 122.
Siehe Abschn. 4.6.1.
- 123.
Siehe Abschn. 6.6.5.
- 124.
Siehe Abschn. 4.4.
- 125.
UMZ-Schutz – unabhängiger Maximalstromzeitschutz.
- 126.
- 127.
Siehe Abschn. 6.5.3.
- 128.
Siehe Abschn. 4.4.4.
- 129.
Siehe Abschn. 5.7.
- 130.
Siehe Abschn. 4.4.
- 131.
Siehe das Kap. 4.
- 132.
Siehe Abschn. 6.6.5 in diesem Kapitel.
- 133.
Siehe Abschn. 5.7.5.
- 134.
Siehe Abschn. 5.7.3.
- 135.
- 136.
Deutsch: Blockheizkraftwerk (BHKW); Englisch: Combined heat and power plant (CHP); Russisch: блочная тепловая электростанция.
- 137.
Siehe Abschn. 4.4.
- 138.
Deutsch: Verbrauchsmanagement; Englisch: Demand Side Management; Russisch: управление электропотреблением со стороны потребителя.
- 139.
Siehe Anhang zum Buch.
- 140.
Deutsch: Ortsnetztransformator; Englisch: local power transformer; Russisch: трансформатор местной сети.
- 141.
Siehe Abschn. 6.10.
Literatur
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, 2018.
GOST R 32144: Electric energy. Electromagnetic compatibility of technical equipment. Power quality limits in the public power supply systems, 2014.
DIN EN 50160: Merkmale der Spannung in öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetzen, 2011.
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 Hochspannungsnetz und deren Betrieb, 2018.
VDE-AR-N 4130: Technische Regeln für den Anschluss von Kundenanlagen an das Höchspannungsnetz und deren Betrieb, 2017.
Der Netzentwicklungsplan Strom 2018. www.netzentwicklungsplan.de, Zugegriffen: 2019-07-15.
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.
DIN EN 50160/A3 Entwurf: Merkmale der Spannung in öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetzen, 2018.
VDE-AR-N 4100: Technische Regeln für den Anschluss von Kundenanlagen an das Niederspannungsnetz und deren Betrieb (TAR Niederspannung), 2019.
VDE-AR-N 4131: Technische Regeln für den Anschluss von HGÜ-Systemen und über HGÜ-Systeme angeschlossene Erzeugungsanlagen, 2019.
Valov B: Auslegungskonzept des Netzanschlusses von PV-Kraftwerken zwecks Spannungsstabilisierung und voller Nutzung der Netzkapazität, Bad Staffelstein, 24. Symposium–PV Solarenergie, 2009.
EEG-Erzeugungsanlagen am Hoch- und Höchstspannungsnetz. Leitfaden für Anschluss und Parallelbetrieb von Erzeugungsanlagen auf Basis erneuerbarer Energien. Verband der Netzbetreiber e. V., 2004.
Transmission Code 2007. Netz- und Systemregeln der deutschen Übertragungsnetzbetreiber. Verband der Netzbetreiber e. V. beim VDEW, 2007.
Grundsätze für die Planung des deutschen Übertragungsnetzes. 50Hertz Transmission GmbH, Amprion GmbH, TenneT TSO GmbH, TransnetBW GmbH, 2018.
IEC 60909-0: Kurzschlussströme in Drehstromnetzen. Berechnung der Ströme, 2002.
C37.13-2008: IEEE Standard for Low-Voltage AC Power Circuit Breakers Used in Enclosures, 2008.
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.
GOST R 52735: Short-circuits in electrical installations. Calculation methods in alternating current electrical installations with voltage above 1 kV, 2007.
IEC 60909-0: Kurzschlussströme in Drehstromnetzen. Beispiele für die Berechnung von Kurzschlussströme, 2002.
IEC 60909-0: Kurzschlussströme in Drehstromnetzen. Faktoren für die Berechnung. Beiblatt 3, 2003.
Produktkatalog der Firma “XIAN Electric Import&Export Co., Ltd.”.
DIN EN 50182: Leiter für Freileitungen – Leiter aus konzentrisch verseilten runden Drähten, 2001.
Gerasimenko A, Fedin W: Übertragung und Verteilung der elektrischen Energie, Krasnojarsk. ISBN 5-98399-023-3, 2006.
DIN 42508: Transformatoren – Ölgefüllte Leistungstransformatoren von 3150 kVA bis 80000 kVA und Um bis 123 kV, 2009.
EN 50588-1: Mittelleistungstransformatoren 50 Hz mit einer höchsten Spannung für Betriebsmittel nicht über 36 kV – Teil 1: Allgemeine Anforderungen, 2016.
IEC 62271-100: Hochspannungs-Schaltgeräte und -Schaltanlagen. Teil 100: Wechselstrom-Leistungsschalter, 2012.
IEC 60076-5. Leistungstransformatoren, Teil 5: Kurzschlussfestigkeit, 2007.
IEC 60076-1: Power Transformers. Part 1: General, 2011.
Handbuch für elektrische Maschinen. Band 1/Hrg. Kopilov I. und Klokov B., Energoatomizdat. ISBN 5-283-00500-3, 1988.
Studie zur Veränderung der Kurzschlussleistung beim Übergang von einem zentral zu einem dezentral gespeisten Energieversorgungssystem. DOI: https://doi.org/10.2314/GBV:838765319, 2013.
ENTSO-E Network Code for Requirements for Grid Connection Applicable to all Generators, 2013.
Festlegung der Leistungsklassen der Europäischen Network Codes. https://www.vde.com/de/fnn/themen/europaeische-network-codes/leistungsklassen, Zugegriffen: 2019-07-15.
IEC 61400-27-1: Windenergieanlagen – Teil 27-1: Elektrische Simulationsmodelle – Windenergieanlagen, 2015.
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.
Dena-Studie Systemdienstleistungen 2030, S. 243–246. https://www.dena.de/themen-projekte/projekte/energiesysteme/dena-studie-systemdienstleistungen-2030, Berlin, Zugegriffen: 2018-12-15.
Valov B: Änderung der Kurzschlussleistung. EW-Zeitschrift, H. 14, S. 50–55, 2013.
Studie zu Aspekten der elektrischen Systemstabilität im deutschen Übertragungsnetz bis 2023. Institut für Hochspannungstechnik RWTH Aachen University, 2015.
FNN-Studie: Systemsicht Kurzschlussauswirkungen, VDE e. V., 2016.
Shustov A: Netzschutz für elektrische Energieversorgungssysteme mit hohem Anteil dezentraler Stromerzeugungsanlagen, Kassel University Press, ISBN: 978-3-8995-8778-4, 2010.
Morren J et al.: Impact of Distributed Generation Units with Power Electronic Converters on Distribution Network Protection. 9th Intern. Conference on Developments in Power System Protection, Glasgow, 2008.
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.
Technische Richtlinien für Erzeugungseinheiten und -anlagen (TR4) – Anforderungen an Modellierung und Validierung von Simulationsmodellen der elektrischen Eigenschaften von Erzeugungseinheiten und -anlagen. Rev. 08, 2016.
EEG in Zahlen 2017. Bundesnetzagentur. https://www.bundesnetzagentur.de, Zugegriffen: 2019-03-28.
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.
Shdanow P: Fragen der Stabilität elektrischer Systeme. Moskau, Energia-Verlag, 1979.
Kießling F, Nefzger P, Kaintzyk U: Freileitungen, Springer, ISBN 978-3-6426-2673-9, 2001.
Statisches Netzmodell. https://www.50hertz.com/de/Transparenz/Kennzahlen/StatischesNetzmodell, Zugegriffen: 2019-07-15.
Netzausbau. https://www.amprion.net/Netzausbau/, Zugegriffen: 2019-07-17.
dena-Netzstudie I. Energiewirtschaftliche Planung für die Netzintegration von Windenergie in Deutschland an Land und Offshore bis zum Jahr 2020, 2005.
Feibisowitsch D L (Hrsg): Handbuch für Projektierung der elektroenergetischen Netze. NC ENAC Verlag, ISBN 5-93196-684-6, 2006.
DIN EN 61400: Windenergieanlagen. Teil 27-1: Elektrische Simulationsmodelle-Windenergieanlagen, 2016.
Schaller D et al.: Berechnung elektrischer Energieversorgungsnetze. VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie. Leipzig, 1972.
Kaufman W: Planung öffentlicher Elektrizitätsverteilungs-Systeme. VDE-Verlag, ISBN 3-8007-2141-4, 1995.
Planung der elektrischen Energieverteilung. Technische Grundlagen. Siemens AG Erlangen, Publ-Nr.: IC1000-G320-A191, 2014.
Schlabbach J: Netzanschluss von EEG-Anlagen, VDE Verlag GmbH, 2013.
Doemeland W: Handbuch Schutztechnik. VDE Verlag GmbH, ISBN 3-8007-2713-7, 2003.
Schmolke H: Auswahl und Bemessung von Kabeln und Leitungen, Hühting & Pflaum Verlag GmbH & Co, ISBN 978-3-8101-0285-0, 2009.
Erdschlusslöschspulen. Trench Austria GmbH. www.trenchgroup.com, Zugegriffen: 2019-07-15.
Beck H P et al.: Netzstabilisierung durch die „Virtuelle Synchronmaschine“ (VISMA) mit überlagerter Frequenz- und Spannungsregelung. Intern. ETG-Kongress, 2013.
Beck H P et al.: Die virtuelle Synchronmaschine. etz, Heft 2, 2007.
ETG-Fachbericht 132: Sternpunktbehandlung in Netzen bis 110 kV. VDE Verlag GmbH, 2010.
Khrushchev Yu et al.: The Technique for Identifying Load Static Characteristics Based on Experemental Data, Magazin der Polytechnischen Universität Tomsk, Volume 325, Nr. 4, 2014.
Fündgeld Ch, Tiedemann R: Anwendung der Repräsentativen VDEW-Lastprofile step-by-step. VDEW, 2000.
DIN VDE 210: Bau von Starkstromanlagen mit Nennspannung über 1 kV., 1989.
VDE 0100-100: Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 1: Allgemeine Grundsätze, Bestimmungen allgemeiner Merkmale, Begriffe, 2009.
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.
ABB Schaltanlagen-Handbuch. Cornelsen Scriptor, ISBN 978-3-0645-0726-5, 2012.
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
Copyright information
© 2020 Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature
About this chapter
Cite this chapter
Valov, B. (2020). Netzanschluss dezentraler Erzeugungsanlagen. In: Handbuch Netzintegration Erneuerbarer Energien. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-28969-0_6
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-28969-0_6
Published:
Publisher Name: Springer Vieweg, Wiesbaden
Print ISBN: 978-3-658-28968-3
Online ISBN: 978-3-658-28969-0
eBook Packages: Computer Science and Engineering (German Language)