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Funktionsweise des EZA-Reglers

So garantiert ein EZA-Regler Netzstabilität

Mehr Erneuerbare-Energie-Anlagen: Das bedeutet nicht nur mehr Nachhaltigkeit, sondern auch wechselhaftere Stromflüsse ins Netz und Abhängigkeit von äußeren Gegebenheiten wie dem Wetter. Entsprechend stellt die Energiewende viele Netzbetreiber vor große Herausforderungen. Um dennoch Netzstabilität sicherzustellen, geben sie Grenzwerte für die Netzanschlusspunkte bei Energieanlagen vor. Eingehalten werden diese mithilfe eines EZA-Reglers. Doch was ist das und wie ist seine Funktionsweise?

So funktioniert ein EZA-Regler, um die Netzstabilität zu gewährleisten.

Eine hohe Netzstabilität ist Grundvoraussetzung für unseren intakten Alltag. So ist die unmittelbare und sichere Verfügbarkeit von Strom für die Industrie sowie für jeglichen Büroarbeitsplatz ebenso unabdingbar wie für viele Teile der Freizeitgestaltung. Entsprechend wichtig ist es, Netzstabilität auch dann sicherzustellen, wenn zahlreiche Erneuerbare-Energie-Anlagen zu volatilen Stromflüssen führen. Deshalb müssen insbesondere größere Anlagen im Mittel- und Hochspannungsnetz, deren Steuerung stärkere Auswirkungen hat als im Niederspannungsbereich, situationsbezogen regelbar sein. Die rechtliche Grundlage bilden dabei die technischen Anschlussregeln nach VDE-AR-N 4110 für das Mittelspannungsnetz sowie VDE-AR-N 4120 für das Hochspannungsnetz. Um die eigene Anlage also richtlinienkonform zu betreiben, muss hier pflichtmäßig ein EZA-Regler zum Einsatz kommen.

Was ist ein EZA-Regler und wie funktioniert er?

Doch was genau ist eigentlich ein EZA-Regler? Die Abkürzung EZA steht für Erzeugungsanlagen. Der zweite Wortteil Regler bezieht sich auf die Steuerung der Energieerzeugungsanlagen am Netzanschlusspunkt. EZAs können sein:

  • PV-Anlagen
  • Blockheizkraftwerke (BHKWs)
  • Windenergieanlagen
  • Biogasanlagen
  • Batteriespeicher

Die Netzstabilität zu garantieren, ist Aufgabe des Netzbetreibers. Durch den Zuwachs an erneuerbaren Energien im Netz wird dies jedoch mehr und mehr zur Herausforderung.

Die Lösung für diese Problematik ist, dass der Netzbetreiber für jeden Netzanschlusspunkt vorgibt, welche Leistung zum jeweiligen Zeitpunkt vorliegen muss, um Stabilität zu garantieren. Ist beispielsweise die Spannung im Netz besonders hoch, sollte möglichst wenig Strom ins Netz geleitet werden. Entsprechend wird vom Netzbetreiber ein niedriger Wert an den EZA-Regler übermittelt. Dies passiert mittels Fernwirktechnik nach IEC 60870-5-101/103/104. Im nächsten Schritt gleicht der EZA-Regler den geforderten Wert mit dem tatsächlichen Wert ab, den er am Netzanschlusspunkt misst. Gibt es eine Diskrepanz, kommt die Industriesteuerung zum Einsatz, die im Schaltschrank des EZA-Reglers verbaut ist. Diese kommuniziert die Leistungsvorgabe an die Anlage und die Stromzufuhr wird entsprechend reguliert.

Besondere Vorteile ergeben sich zudem, wenn mehrere Anlagen an einen EZA-Regler angeschlossen sind. Denn die Funktionsweise des Reglers erlaubt es, Leistungsvorgaben spezifisch an jede einzelne Anlage zu richten. So kann beispielsweise nur die Windenergieanlage heruntergeregelt werden, während die PV-Anlage weiterhin die volle Leistung bringt, sofern dies für die Spannungssenkung am Netzanschlusspunkt ausreicht. Somit ist eine optimale Nutzung der erzeugten Energie möglich.

Funktionsweise: Wie der EZA-Regler für Netzstabilität sorgt

Doch wie funktioniert das? Wie steuert der EZA-Regler konkret die Stromeinspeisung von Anlagen in das Stromnetz? Tatsächlich geht es hier um sogenannte netzstützende Systemdienstleistungen. Bei konventionellen Großkraftwerken werden diese mittels netzgekoppelter Synchrongeneratoren umgesetzt, was nun auch bei den Erneuerbaren-Energie-Anlagen nötig ist.

Zu den Maßnahmen im Rahmen der dynamischen Netzstützung gehören vor allem die Wirkleistungsregelung (P), die Blindleistungsregelung (Q) und Fault Ride Through (FRT). Die Wirkleistungsregelung sorgt auf Grundlage der tatsächlich ins Netz eingespeisten Energiemengen für eine Frequenzstützung bei kurzfristigem Absinken. Eine gleichbleibende Spannung hingegen wird über die Blindleistung sichergestellt. FRT, also das unterbrechungsfreie Durchfahren von Netzfehlern, ist ebenfalls unabdingbar. Denn wenn bei kurzzeitigen Spannungseinbrüchen im Netz die Erzeugungsanlagen stets unmittelbar vom Netz getrennt werden, kommt es zu einem Dominoeffekt, der zu langfristigen Störungen führen kann. Diese Steuerungsmechanismen übernimmt der EZA-Regler.

Schutzabschaltung einrichten

Optional besteht zudem die Möglichkeit, den Direktvermarkter anzubinden und ein USV-System sowie Signalstationen bereitzustellen. Nicht zuletzt unterstützt unser geschultes Fachpersonal bei der Einrichtung einer Schutzabschaltung, die für den Fall einer Netzüberlastung automatisch erfolgen muss. In Verbindung mit dem EZA-Regler lassen sich dabei einzelne Anlagen spezifisch ansteuern und somit kann situationsbezogen eine weitere Abgabe von Überschuss an das Stromnetz verhindert werden. Die entsprechende Schutzprüfung wird wiederum durch eine externe Prüfinstanz des Netzbetreibers durchgeführt.

Der EZA-Regler von energielenker ist zertifiziert

Während EZAs im Niederspannungsbereich nur ein Komponentenzertifikat vorlegen müssen, ist im Mittel- und Hochspannungsbereich eine Zertifizierung durch Fachpersonal des Netzbetreibers erforderlich. Da unser EZA-Regler auf dem nach den technischen Anschlussregeln zertifizierten WAGO-Controller basiert, können sich Anlagenbetreiber in beiden Fällen auf dessen Konformität verlassen. Ebenfalls auf dem flexiblen WAGO-Controller beruht die Möglichkeit, jederzeit zusätzliche Schnittstellen für die Anbindung weiterer Anlagen hinzuzufügen.

Ein weiterer Vorteil unseres herstellerunabhängigen Produktes: Der EZA-Regler kann auch als kundenseitige fernwirktechnische Anlage eingesetzt werden. Damit läuft die Kommunikation nicht länger über eine externe Fernwirktechnik, sondern kann stattdessen unmittelbar mit dem Netzbetreiber ablaufen.

So bieten wir mit unserem EZA-Regler und den damit verbundenen Serviceleistungen ein Rundum-Paket, das neben der reinen Anlagensteuerung je nach Kundin oder Kunde weitere Anforderungen erfüllen kann:

  • Unterstützung beim Zertifizierungsprozess
  • Komponentenzertifikat gemäß VDE-AR-N 4110
  • Signalflussschema
  • Stromlaufpläne
  • Herstellererklärung
  • Messprotokoll
  • Lizenzen
  • Protokollierung der Zugriffe des Netzbetreibers auf einer SD-Karte im csv-Format
  • Kabelzuglisten
  • Inbetriebnahme aus der Ferne

Fazit: EZA-Regler sichern Netzstabilität

Die Energiewende führt schon jetzt zu einer deutlichen Zunahme an Erneuerbare-Energien-Anlagen, deren Anteil auch künftig weiter steigen wird. Dabei auch weiterhin die Netzstabilität sicherzustellen, ist Aufgabe der Netzbetreiber, die die Einhaltung gesetzter Leistungswerte an den Netzabschlusspunkten zur Pflicht machen. Umsetzen lässt sich dies mit einem EZA-Regler. Unser EZA-Regler ist dabei nicht nur herstellerunabhängig, sondern zugleich zertifiziert. Auf Wunsch unterstützen wir gerne die reibungslose Inbetriebnahme – vor Ort und aus der Ferne. Wie unser EZA-Regler bei einem Kundenprojekt eingesetzt wird und damit Netzstabilität bei mehreren Anschlusspunkten in einem Solarpark garantiert, können Sie hier nachlesen.

Ansprechpartner Thomas Brutscher.

Thomas Brutscher