Dezentrale Verfahren zur Spannungshaltung in Niederspannungsnetzen – eine Fallstudie

Summary

In Germany, the guideline for the connection and parallel operation of generators, connected to the low voltage grid is currently under revision. For the first time, generators with direct connection to low voltage levels will be obliged to actively support the local grid voltage by reactive power provision. This additional measure aims at increasing the hosting capacity of the network while reducing the need for cost intensive network reinforcements. Based on a case study, this paper discusses not only the technical effectiveness and the economical efficiency of reactive power provision through photovoltaic inverters according to the revised technical guideline, but also discusses the pros and cons of autonomous active and reactive power control. The results are gained from RMS-simulations which were conducted for a simulation time of one year. It can be shown that by actively using the controllability of photovoltaic inverters the hosting capacity of a low voltage network can be increased more economically than by common network reinforcement measures.

Zusammenfassung

Derzeit werden in Deutschland im Rahmen der Überarbeitung der technischen Richtlinie "Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz" Möglichkeiten diskutiert, wie Photovoltaikanlagen auf der Niederspannungsebene an der Spannungshaltung, zum Beispiel durch die lokale Bereitstellung von Blindleistung, beteiligt werden können. Durch diese zusätzlichen Maßnahmen sollen die Netzausbaukosten, die zurzeit insbesondere die Niederspannungsebene betreffen, reduziert werden und eine gesamtwirtschaftlich günstigere Netzintegration der Photovoltaik ermöglicht werden. In diesem Beitrag werden neben einer Blindleistungsstatik, die derzeit im Rahmen der Entwurfsfassung der technischen Richtlinie "Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz" diskutiert wird, auch zwei konkrete Maßnahmen zur selbsttätigen, dezentralen Spannungshaltung durch Photovoltaikanlagen diskutiert. Mittels Effektivwertsimulationen wird anhand eines Fallbeispiels die technische Effektivität und die wirtschaftliche Effizienz der ausgewählten Maßnahmen über einen Zeitraum von einem Jahr untersucht. Dabei zeigt sich, dass durch Nutzung der Wirk- und Blindleistungsregelung von PV-Wechselrichtern der Anschluss einer PV-Anlage an ein Niederspannungsnetz, im Vergleich zum "klassischen" Netzausbau, zu gesamtwirtschaftlich günstigeren Konditionen realisiert werden kann.