Sie möchten erfahren mit welchen Themen sich die FGH aktuell beschäftigt?

Der Ausbau der Erneuerbaren in Deutschland ist weiterhin ungebrochen. Die Mehrheit der dezentralen Erzeuger geht dabei im Verteilnetz in Betrieb. Mit dem Kernkraftmoratorium und der Abschaltung der letzten AKWs im Jahr 2022 sowie dem am 03. Juli 2020 beschlossenen Kohleausstieg im Jahr 2038 brechen auch sukzessive die großen Trägheitsmomente im Netz weg. Das Engpassmanagement (Redispatch) ist immer häufiger gefordert, dies führt aber auch zu einer Steigerung der Kosten für diese Netzeingriffe und letztlich zu einer Erhöhung der Netznutzungsentgelte. Um dieser Entwicklung Rechnung zu tragen, wurde am 04. April 2019 im Bundestag die Novelle des Netzausbaubeschleunigungsgesetzes (NABEG 2.0) beschlossen, woraus sich eine Reihe von Änderungen der Redispatchanforderungen ergeben (Redispatch 2.0).

Die vielleicht einschneidendste Änderung ist die Absenkung des Grenzwertes der Nennleistung von Erzeugungsanlagen und Speichern, ab denen diese zum Redispatch verpflichtet sind (von derzeit >10 MW auf zukünftig ≥ 100 kW). Dies bedeutet, dass ab dem 01.Oktober 2021 nicht mehr alleine die Übertragungsnetzbetreiber, sondern vielmehr Übertragungs- und Verteilnetzbetreiber gemeinsam für das Engpassmanagement in den Netzen verantwortlich sind. So sind zukünftig auch wesentlich kleinere Anlagen durch die Verteilnetzbetreiber in die Maßnahmendimensionierung mit einzubeziehen. Entsprechend müssen die Verteilnetzbetreiber bis zum 01. Oktober 2021 ein funktionierendes System zur Umsetzung der Vorgaben des Redispatch 2.0 in ihren Leitstellen implementieren. Netzmaßnahmen sollen dann auf das gesamte Netz optimiert umgesetzt werden, um die Netznutzungsentgelte langfristig zu senken.

Unterstützung für Verteil- und Übertragungsnetzbetreiber

Die FGH begleitet Verteil- und Übertragungsnetzbetreiber auf verschiedenen Ebenen und in verschiedenen Projekten bei der Umsetzung der neuen Vorgaben. So unterstützen wir im Leuchtturmprojekt RES die vier Übertragungsnetzbetreiber als Berater und Softwareentwickler bei der Realisierung des Redispatch-Ermittlungsservers.

Auch die Verteilnetzbetreiber unterstützen wir bei der Umsetzung der regulatorischen Vorgaben des NABEG 2.0 und haben mit MoBeV ein umfassendes Softwaretool zur Durchführung der Betriebsplanung entwickelt.

Abgerundet wird unser Angebot durch verschiedene Online-Weiterbildungen, die wir in unserer Akademie anbieten, entweder in Form einer Inhouse-Schulung oder aber als Seminar.

Für Ihre Fragen rund um das Thema Redispatch 2.0 können Sie uns gerne ansprechen.   

Systemstabilitätsverordnung - SysStabV
Zuverlässige Umsetzung der Qualitätssicherung in den Netzen

Die Kunden (drei der vier deutschen Übertra-gungsnetzbetreiber) beauftragen die FGH mit der technischen Qualitätssicherung (TQS) als zweite Projektphase im Rahmen der Systemstabilitätsverordnung (SysStabV)-Prüfung. Damit bestätigen die Übertragungsnetzbetreiber die FGH als zuverlässi-gen Ansprechpartner, welcher für sie bereits die erste Projektphase der SysStabV durchführte, und bezeugen die kontinuierlich hohe und verlässliche Qualität der FGH-Dienstleistungen für die Systemstabilität.

Ausgangssituation und Anforderungen

Die seit 2015 gültige SysStabV legt unter anderem fest, dass aus Gründen der Systemsicherheit der Betrieb dezentraler Erzeugungsanlagen abhängig vom Datum der Inbetriebnahme, der eingesetzten Erzeugungs-technologie sowie der Leistungsklasse auf allen Netze-benen in einem erweiterten Frequenzbereich ermög-licht werden muss. Hierfür waren bei älteren Anlagen oftmals umfassende Nachrüstmaßnahmen notwendig, deren Umsetzung dem Netzbetreiber angezeigt werden mussten. Die Übertragungsnetzbetreiber sind darüber hinaus nachfolgend nach §19 SysStabV für die tech-nische Qualitätssicherung innerhalb ihrer Regelzone verantwortlich. Die Kunden beauftragten die FGH als exklusiven Dienstleister für die Prüfung von Ausnahme-begehren und Kostenansätzen im Rahmen der SysStabV sowie mit der folgenden Projektphase der Qualitätssi-cherung.

Lösungen, Ergebnisse

Betreiber von Erzeugungsanlagen haben zusätzlich die Möglichkeit, Ausnahmebegehren zu stellen und/oder anteilige Kostenübernahmen der Nachrüstkosten zu beantragen. Im Rahmen von Dienstleistungsverträgen mit drei der vier deutschen Übertragungsnetzbe-treiber prüft die FGH GmbH die eingereichten Anträge technisch auf ihre Plausibilität und gibt entspre-chende Empfehlungen an die Netzbetreiber weiter. Die technische Qualitätssicherungerung beinhaltet dabei eine stichprobenartige Kontrolle von insgesamt ca. 1.300 Bestandsanlagen, was in etwa 10 % der betrof-fenen Anlagen in den Regelzonen entspricht. Die Kontrolle umfasst die Überprüfung von eingereichten Schutzprüfprotokollen sowie die eigenständige Durch-führung der Frequenzschutzprüfungen bzw. das Ausle-sen und die Bewertung von Einstellparametern. 

Kundennutzen

Im Rahmen der erfolgreich durchgeführten TQS können systematische Fehler einzelner Hersteller und Service-dienstleister, Fehler durch das Aufspielen von Softwareupdates sowie grundsätzlich nicht erfolgte Umrüs-tungen aufgedeckt und beseitigt werden.

Ausblick, Perspektive

Die FGH etabliert sich als exklusiver Dienstleister für die Übertragungsnetzbetreiber in Fragen der Netzintegra-tion dezentraler Erzeuger und baut damit ihre Vorreiter-rolle als Partner für Netz- und Anlagenbetreiber weiter aus. Die Kontrolle von Erzeugungsanlagen im Bestand wird zudem im Kontext der europäischen Netzwerkkodi-zes eine wachsende Bedeutung erfahren

Progressive Vorbereitung mit den Dienstleistungen der FGH

Das Forum Netztechnik und Netzbetrieb (FNN) im VDE hat am 17. Mai 2018 fristgerecht die Anwendungsregeln für den Anschluss von Erzeugungsanlagen an die Nieder-, Mittel-, Hoch- und Höchstspannungsebene veröffentlicht. Die FGH hat sich mit allen Unternehmensteilen optimal auf die neuen Technischen Anschlussregeln (TAR) des VDE aufgestellt. Diese bilden damit die nationale Ausgestaltung der Vorgaben des europäischen Netzwerkkodizes Requirement for Generators (RfG) in Deutschland. Das Bundeswirtschaftsministerium hat für die Anwendungsregeln unmittelbar das erforderliche Notifizierungsverfahren bei der Europäischen Kommission eingeleitet, welches in den vergangenen Tagen ohne Einsprüche Dritter und damit ohne erforderliche Modifikationen an den Richtlinien abgeschlossen werden konnte. Die Einführungs- und Übergangsfrist der Anwendungsregeln endet am 27. April 2019. 

Die FGH kann ihre Kunden auf Basis ihrer direkten und aktiven Mitarbeit sowohl in den Projektgruppen des VDE FNN als auch in Gremien zur Ausarbeitung der Technischen Richtlinien bei FGW und DKE mit umfassenden Informationen zu den neuen Anforderungen und Nachweispflichten in Deutschland und auch international in den weiteren europäischen Mitgliedsstaaten unterstützen. Solche Grid Code Analysen helfen Herstellern wie auch Projektierern bei der zielmarkt- und produktspezifischen Berücksichtigung der neuen Anforderungen.

Für Hersteller werden darüber hinaus über die akkreditierten Stellen der FGH Messdienstleistungen und Zertifizierungen (Equipment Certificates) auf Einheiten- und Komponentenebene angeboten. Dabei werden bewährte Prüfstandskapazitäten für die Vermessung von Wechselrichtern und Synchrongeneratoren in Aachen bereitgestellt, die auch die Prüfung von LVRT- und HVRT-Eigenschaften einschließen. Ergänzt wird dieses Angebot durch unsere Dienstleistungen zur Erstellung entsprechender Simulationsmodelle für die Produkte.

Projektierer und Betreiber von Erzeugungsanlagen profitieren von der langjährigen Erfahrung der FGH im Bereich der Anlagenzertifizierung und Konformitätserklärungen, die durch weitere Inspektionsdienstleistungen wie Schutz- und Funktionsprüfungen ergänzt werden. Innovative Dienstleistungen, die nun Aufnahme in den Regelstandard finden, werden bei der FGH bereits seit geraumer Zeit mit gewohnt hoher Expertise, Zuverlässigkeit und Qualität durchgeführt. In diesem Zusammenhang bieten wir unseren Kunden bereits heute wiederkehrende Prüfungen im Rahmen eines Compliance Monitorings an. Zudem können Sie das in den TARs neu aufgenommene Einzelnachweisverfahren mit allen zugehörigen Dienstleistungen bei uns gleichermaßen beauftragen wie die Modellierung vollständiger Erzeugungsanlagen. Für ausländische Anlagen erhalten Sie von uns die im RfG geforderte Power Generation Module Documentation (PGMD) ebenso wie umfassende Compliance Studies oder Grid Studies.

Unser breit aufgestelltes Portfolio bildet für Sie alle erforderlichen Dienstleistungen im Zuge der neuen Anwendungsregeln ab – sprechen Sie uns an. Mit der FGH sind Sie bestens vorbereitet auf die kommenden Anforderungen!

RfG – Ready for Growth. Leverage with FGH – EU compliant at one stage!

Der Konformitätsnachweis hinsichtlich deutscher Netzanschlussregeln stellt insbesondere Hersteller und Betreiber leistungsstarker Kraftwerke mit direkt netzgekoppelten Synchrongeneratoren vor ein großes Problem:

Die erforderliche Vermessung des Verhaltens bei Spannungseinbrüchen (Fault Ride-Through - FRT) ist mangels geeignetem Prüfequipment oder aus netzbetrieblicher Sicht häufig nicht möglich. Die Alternative dazu bietet das seit Ende 2016 gültige Einzelnachweisverfahren, welches einen Konformitätsnachweis in Form eines mehrstufigen Prozesses vorsieht. Es wird zunächst auf rein simulativer Basis im Rahmen der vorläufigen Konformitätsstudie die Grundlage für ein vorläufiges Anlagenzertifikat und damit auch für eine vorübergehende Betriebserlaubnis zur Durchführung von Feldtests geschaffen. Die Feldtests substituieren eine FRT-Vermessung durch einige Alternativtests und ermöglichen neben einer Dokumentation der Netzregelfähigkeit und Netzrückwirkungen der Erzeugungsanlage auch eine Modellvalidierung. Letztere ermöglicht die Anfertigung einer endgültigen Konformitätsstudie und damit eines endgültigen Anlagenzertifikats mit nunmehr validen Vorhersagen des Verhaltens der Erzeugungsanlage in betrachtungsrelevanten Betriebsfällen.
Dieses Vorgehen ist auch sehr stark angelehnt an die prozessualen Vorgaben der European Connection Codes, die von der EU Kommission hinsichtlich des Nachweisverfahrens von Erzeugungsanlagen an alle Mitgliedstaaten ausgegeben wurden. Diese Vorgehensweise stellt also eine Blaupause für Netzanschlussbewertungen in der gesamten EU und wird durch die Bündelung unserer Kompetenzen aus den einzelne Fachabteilung und Gesellschaften in einem projektspezifischen FGH-Team durchgeführt.

Anlagen dieser Art werden häufig in Industriestätten und Produktionsbetrieben mit eigenen Objektnetzen angeschlossen. Die Betreiber sehen sich den komplexen Nachweisprozessen häufig zum ersten und ggf. einzigen Mal gegenüber oder konnten den dynamischen Entwicklungen in der Richtlinienwelt über die Jahre hinweg nicht dauerhaft folgen. Um unseren Kunden somit eine fachkompetente Unterstützung für Ihr Projekt aus einer Hand zu bieten, decken wir den gesamten auf den Nachweisprozess ausgerichteten Angebotsumfang ab. Hierzu gehören u.a.:

• Koordination und Organisation der für den Nachweisprozess erforderlichen Gewerke
• Abstimmung und Planung mit den vielfältig beteiligten Akteuren
• Support zur Bereitstellung aller notwendigen technischen Dokumentationsunterlagen im gesamten Prozessverlauf
• Vorläufige Elektroplanung bzw. Konzeptionierung des Anlagenschemas
• Auslegung und Dimensionierung der Betriebsmittel
• Modellierung von Erzeugungseinheiten und Anlage für die Zwecke der Konformitätsstudien
• Vorabstudien zu den Testverfahren inkl. Bewertungen von Auswirkungen auf angeschlossene Betriebsmittel
• Durchführung der relevanten Messungen zur Nachweisführung gemäß Richtlinien und Standards
• Validierung der Simulationsmodelle gemäß Richtlinien und Standards
• Durchführung der vorläufigen und endgültigen Konformitätsstudien für Netzbetreiber und Zertifizierungsstellen

Studie zum strategischen Hochspannungs-Netzausbau der Avacon AG in einem ihrer 110-kV-Netzbereiche

Ziel der Studie zum 110-kV-Netzausbau war die Prüfung unterschiedlicher Planungsvarianten unter Berücksichtigung von technischen Grenzen und rechtlichen Rahmenbedingungen. Im besonderen Fokus standen dabei die Fragestellung, inwieweit Netzausbau mit Freileitungen oder Kabel realisiert werden kann und welche technischen und wirtschaftlichen Folgen dies nach sich ziehen würde. Dabei war auch einzubeziehen, dass aufgrund der projektbezogenen Genehmigungspraxis für den Netzbetreiber Unsicherheiten in der Realisierung als Freileitung oder Kabel beste-hen, die Wahl aber netzweite Auswirkungen hat und sich darauf basierend kostenoptimale Ausbauvarianten deutlich unterscheiden.

Ausgangssituation und Anforderungen

Die Zunahme, regionale Verteilung und teilweise auch Konzentration von Einspeisungen aus erneuerba-ren Energiequellen stellt Netzbetreiber vor deutliche Herausforderungen. Im betrachteten Netzgebiet der Avacon AG die die Anschlusskapazität für Windenergie-anlagen an vielen Umspannwerken bereits erreicht. Für den erforderlichen Netzausbau ergibt sich die Frage-stellung, ob eine Realisierung über Freileitungen oder Kabel erfolgen kann, wobei diese beiden Alternativen mit deutlich unterschiedlichen Konsequenzen verbun-den sind, die auch netzweite Auswirkungen aufweisen. Daher sollte die damit verbundene Unsicherheit für den 110-kV-Netzbetreiber ebenso analysiert werden, wie die Abhängigkeit des Netzausbaus von der zukünftigen Lage von Umspannstationen Höchst-/Hochspannung.

Lösungen, Ergebnisse

Im Rahmend des Projektes liefert die FGH detaillierte Analysen zum Ist-Netz und zur Netzaufgabe sowie tech-nische und wirtschaftliche Ergebnisse zu einzelnen Planungsvarianten. Darüber hinaus erfolgten weiter-führende Bewertungen zu den Varianten mit Fokus auf die technischen Folgen, die beispielsweise eine zuneh-mende Verkabelung des 110-kV-Netzes mit sich bringen würde.

Kundennutzen

In der Studie erfolgen detaillierte Analysen zum aktuellen Netz und möglichen zukünftigen Herausforderun-gen sowie Untersuchungen zu generellen Ausbauvarianten, die sowohl die technische Umsetzung als auch die wirtschaftliche Bewertung beinhalten. Insbesondere bei der Frage zwischen dem Bau weiterer Freileitungen und einer Verkabelung ergeben sich grundlegende weitere Fragestellung, wie beispielsweise der Wechsel der Sternpunktbehandlung oder die Notwendigkeit für weitere Sternpunkte, die über den Rahmen der gängigen Ausbauplanung hinausgehen. Der Kunde kann die Erkenntnisse in ihre Abstimmungen mit Aufsichts- und Genehmigungsbehörden sowie dem Übertragungsnetz-betreiber einbringen.

Ausblick, Perspektive

Besteht die Notwendigkeit weitere Sternpunkte zu definieren, kann es erforderlich sein eine beidseitige Sternpunktbehandlung zu betrachten. In diesem Fall kann auf bereits durchgeführte Untersuchungen der FGH zurückgegriffen werden und eine Abstimmung zwischen 110-kV-Netzbetreiber und Mittelspannungs-netzbetreiber mit quasistationären und dynamischen Untersuchungen unterstützt werden.

Entwicklung von Netzplanungsgrundsätzen unter Berücksichtigung innovativer Betriebsmittel

Ziel des Projektes „Smart Area Aachen“ ist der Aufbau eines intelligenten Stromnetzes im Stadtgebiet Aachen durch Komponenten der Energie-, Informations- und Kommunikationstechnik. Im Rahmen dieses Konsorti-alprojektes war die FGH im Projektabschnitt der Netzplanung involviert.

Ausgangssituation und Anforderungen

Der verstärkte Zubau dezentraler Erzeugungsleistung auf Basis erneuerbarer Energien stellt die Verteilnetz-betreiber vor neue Herausforderungen. Neben den dezentralen Anlagen müssen langfristig außerdem innovative Verbraucher wie Wärmepumpen und Elektro-fahrzeuge in die Netze integriert werden. Zur Bewältigung dieser Herausforderungen stehen dem Netzbetreiber eine Vielzahl an neuen technischen Lösungen wie bspw. regelbare Ortsnetztransformatoren, Energiespeicher oder Demand Site Management (DSM) zur Verfügung, die eine kostengünstige Alternative zu konventionellem Netzausbau darstellen können. Diese neuen Lösungen muss der Netzplaner bei der Auslegung der Netze berücksichtigen und in seinen Netzplanungsregeln, auch Netzplanungsgrundsätzen genannt, berücksichtigen.

Lösungen, Ergebnisse

Im Rahmen des von der FGH bearbeiteten Projektabschnitts wurde zunächst ein rechnergestütztes Verfahren zur optimalen Netzplanung entwickelt, das neben konventionellem Netzausbau auch innovative Betriebsmittel berücksichtigt. Mithilfe dieses Verfahrens wurde eine große Anzahl von synthetischen, aber auch realen Mittel- und Niederspannungsnetzen geplant.

Die Vielzahl der hieraus gewonnenen Ergebnisse bildet die Basis zur Ableitung optimaler Regeln für die Planung von Verteilnetzen.KundennutzenDie abgeleiteten Netzplanungsgrundsätze versetzen den Netzplaner in die Lage, auf Basis von einfach zu ermittelnden Kennwerten praxistaugliche Entscheidungen für eine kosteneffiziente Auslegung der Netze zu treffen und somit die Netzkosten zu senken. Weiterhin wurde der langfristig in den Netzen notwendige Ausbaubedarf quantifiziert.

Mitwirkung des FGH e.V. bei öffentlich geförderten Forschungsprojekten

ENERA

Das Projekt enera ist Teil des Förderprogramms „Schaufenster intelligente Energie – Digitale Agenda für die Energiewende“ (SINTEG) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie. Ziel ist es, in großflächigen „Schaufensterregionen“ skalierbare Musterlösungen für eine umweltfreundliche, sichere und bezahlbare Energieversorgung bei hohen Anteilen Erneuerbarer Energien zu entwickeln und zu demonstrieren. Im Zentrum stehen dabei die intelligente Vernetzung von Erzeugung und Verbrauch sowie der Einsatz innovativer Netztechnologien und -betriebskonzepte. Die gefundenen Lösungen sollen als Modell für eine breite Umsetzung dienen. Das Bundeswirtschaftsministerium fördert die fünf Schaufenster mit insgesamt über 200 Mio. Euro. Zusammen mit den zusätzlichen Investitionen der Unternehmen werden über 500 Mio. Euro in die Digitalisierung des Energiesektors investiert. SINTEG ist damit ein wichtiger Beitrag zur Digitalisierung der Energiewende.

SINTEG

An den SINTEG-Schaufenstern sind über 200 Unternehmen und weitere Akteure, bspw. aus der Wissenschaft, beteiligt. Der FGH e.V. wird im Einzelvorhaben Simulation und Bewertung effizienter Betriebskonzepte für aktive Verteilnetze innerhalb von enera untersuchen, wie die Vielzahl innovativer Lösungsansätze, die zukünftig in einem Smart Grid zur Verfügung stehen, in Netzbetrieb und Netzplanung berücksichtigt werden und die gesteigerte Komplexität reduziert werden kann. Zu diesen innovativen Konzepten gehören Betriebsmittel wie der regelbare Ortsnetztransformator oder supraleitende Kurzschlussstrombegrenzer ebenso wie neuartige Betriebskonzepte, bspw. die Nutzung von Flexibilität auf Kundenseite durch Last- und Einspeisemanagement, Blindleistungsbereitstellung oder Topologieoptimierungen durch steuerbare Trennstellen. Ein besonderer Schwerpunkt stellt die Ausgestaltung der zukünftigen Betriebsplanungsprozesse im Verteilnetz sowie deren Abstimmung untereinander und mit vorgelagerten Netzbetreibern dar. Aus den zu konzipierenden und zu implementierenden Simulationsverfahren resultieren zudem Werkzeuge für Netzbetreiber, mit denen diese bei der Transformation von einem passiven zu einem aktiven Verteilnetz unterstützt werden. Mithilfe von Systemstudien wird außerdem aufgezeigt, welche Auswirkungen es auf das Gesamtsystem hat, wenn dieser Transformationsprozess flächendeckend erfolgt.

ENSURE

Das Kopernikus-Projekt ENSURE - Neue EnergieNetzStruktURen für die Energiewende - verfolgt mit einem ganzheitlichen Ansatz das Ziel, neue Energienetzstrukturen für die Energiewende zu erforschen und bereitzustellen. Hierfür wird eine umfassende Energiesystemoptimierung unter Berücksichtigung aller relevanten Energieträger vorgenommen. Dabei wird als wichtigstes Hauptziel geklärt, wie zentrale und dezentrale Energieversorgungselemente im Gesamtsystem ausgestaltet sein müssen. Als zweites Hauptziel erfolgt die praktische Umsetzung der entwickelten systemischen Konzepte und die Erprobung neuer Technologien in einem großtechnischen Demonstrationsprojekt. Der FGH e.V. wird geeignete Ausgestaltungen von primärtechnischem Netz und IKT ermitteln und daraus Empfehlungen für konkrete Ausgestaltungen ableiten. Dabei ist die Zuverlässigkeit, mit der dezentrale Strukturen Systemdienstleistungen erbringen können, mit den Anforderungen des Gesamtsystems an die Versorgungssicherheit abzugleichen. Ferner wird sie Prüfanforderungen für Betriebsmittel in zukünftigen Netzen analysieren, mit bestehenden Vorgaben abgleichen und ggf. Erweiterungen entwickeln.