Für die im Projekt betrachtete Erzeugungsanlage (EZA) ist ein EZA-Regler/Parkregler/Zentralregler zu liefern.

Der EZA-Regler hat die Aufgabe, die Differenz aus Soll- und Istwerten verschiedener Regelgrößen am Netzanschlusspunkt (NAP) zu erfassen (z.B. Blindleistung) und daraus die notwendige Änderung der entsprechenden Stellgrößen zur Weiterleitung an die Erzeugungseinheiten bzw. Komponenten zu ermitteln.

Eine Anbindung an die fernwirktechnische Einrichtung des Verteilnetzbetreibers (VNB) muss möglich sein. Dazu muss der EZA-Regler die VDE-AR-N 4110:2023-09 für Mittelspannung bzw. VDE-AR-N 4120:2018-11 für Hochspannung erfüllen und nach dieser Norm zertifiziert sein.

Dies muss durch Vorlage eines entsprechenden Zertifikates (Registernummer) einer offiziellen Zertifikatsprüfstelle (z.B. TÜV,) nachgewiesen werden.

Rahmenbedingungen / Voraussetzungen:

• Ankopplung der Wechselrichter, EZE-Steuerungen und Messeinrichtungen
  über Modbus TCP/IP
• Signale und Eigenschaften der Erzeugungseinheiten entsprechen den gemäß Spezifikation der EZA-Regelung vorausgesetzten Mindestsignallisten
• EINSMAN-Funktion ist in den lokalen Anlagenreglern umgesetzt.
• Anlagenseitige Reaktionszeit max. 1,5s (Eingang Setpoint bis Ausgang Leistung)
• Sind die o.g. Reaktionszeiten nicht zu erreichen, erfolgt der Test und die Integrationsaufwände nach Zeit und Aufwand zu der jeweils aktuell gültigen Dienstleistungspreisliste
• Messeinrichtungen und Messwandler (NAP) liefern: gem. gültiger Zertifizierung
• Signalaustausch Gateway Netzbetreiber über IEC 60870-5-101 oder -104
• Berücksichtigung der technischen Anschlussbedingungen Netzbetreiber (TAB) klären
• NA-Schutz (Netz- und Anlagen-Schutz)

Bauseitige Leistung:

• Kommunikationsinfrastruktur (Netzwerk, Ethernet RJ45)
• Erzeugungseinheiten und Messeinrichtungen in Kommunikationsinfrastruktur eingebunden
• Montage und Verkabelung
• Messeinrichtungen sowie Messwandler an den NAPs
• Unterbrechungsfreie Spannungsversorgung für gesamte Steuerungslösung
  Überbrückungszeit gem. VDE-AR-4110/4120 (8h)

Funktionsauswahl und -beschreibung:

Die Steuerungslösung soll folgende Funktionen erfüllen:

X EZA-Regler-Funktion:

• VDE AR-4110/4120, normgerechtes Einspeisemanagement
• EZA-Regler-Funktionalität inkl. Fernwirkschnittstelle (zu Gateway VNB)
• Direktvermarktungsschnittstelle
• Normgerechter Signalaustausch mit den Erzeugungseinheiten
• Sollwertvorgabe durch EZA-Regler: Wirk-/ Blindleistung
• Werte von Anlage (EZE) an EZA-Regler: Wirk-/ Blindleistung, Status (Ein/Aus)
• Alle Signale mit Regelungseingriff/-Zugriff EZE Steuerung werden für 18 Monate im EZA-Regler (interner Speicher) archiviert.

Optionen:

Zusätzliche Optionen des Microgrid Controllers, sofern Voraussetzungen dafür gegeben sind

• Schnittstelle zu Dynamischen Lastmanagement für Ladeinfrastruktur (DLM)

Um die Nachrüstung mit einem dynamischen Lastmanagement für Elektroladeinfrastruktur zu ermöglichen, verfügt der Microgrid Controller über eine vorbereitete Schnittstelle. Diese Schnittstelle ermöglicht die Übertragung und den Austausch von Messwerten und Grenzwerten. Die dynamischen Werte dienen dazu den Betrieb innerhalb der vom Netzanschlusspunkt vorgegebenen Grenzen (z.B. Nennleistung der MS-Transformatoren) zu ermöglichen.

• Lastflusssteuerung, Netz-Import/Export

Der Lastfluss über den Netzanschlusspunkt wird vom Microgrid Controller in Bezug auf Wirk- und Blindleistung geregelt. Die zur Einstellung des Lastflusses notwendigen Sollwerte werden automatisch auf die verfügbaren Erzeugungseinheiten verteilt. Die Lastverteilung auf die verschiedenen Erzeugungseinheiten können über entsprechende Parametersätze beeinflusst und für den jeweiligen Betrieb optimiert werden. Der gewünschte Lastfluss kann auch per Einstellung eines am Verbindungspunkt gewünschten Leistungsfaktors erfolgen. Der dann jeweilige Sollwert für den Leistungsfaktor definiert dann jeweils den Blindleistungsanteil, der durch die Erzeugungsanlagen bereitgestellt werden muss. Die Lastflusssteuerung kann dabei über einen statisch festgelegten Sollwert für Wirk-/Blindleistung oder Leistungsfaktor, oder einen Fahrplan erfolgen. Beide Vorgaben können über das HMI manuell oder automatisch vorgegeben werden.
Die Sollwerte können dabei für 24 Stunden in 15-Minuten Auflösung vorgegeben werden.

• Leistungsentgelt-Optimierung mithilfe Erzeugungsanlagen

Der Microgrid Controller steuert alle Erzeugungseinheiten unter Berücksichtigung eines Grenzwertes für die maximal übertragene Energiemenge pro Abrechnungsperiode (z.B. 15 Min) des Energieversorgers.
Es wird jeweils vom aktuellen Zeitschritt bis zum Ende der Abrechnungsperiode interpoliert. Die entsprechend berechneten Sollwerte werden automatisch an die verschiedenen Erzeugungseinheiten gesendet.
Die zu erwartenden Leistungskosten werden hierdurch reduziert – das Lastprofil geglättet und, unter Berücksichtigung der sonstigen Vorrausetzungen, eine Inanspruchnahme des §19StromNEV ermöglicht (Atypische/Intensive Netznutzung). Der Microgrid Controller erfasst alle Spitzenlasten des jeweiligen Lastflusses über einen bestimmten Zeitraum automatisch. Die erfasste Leistungsmittelwerte werden dabei automatisch ausgewertet und als Spitzenwert pro Monat, sortiert vom höchsten zum niedrigsten, angezeigt. Optional kann der jeweils ermittelte Spitzenwert als Sollwert für die Leistungskostenoptimierung genutzt werden.

• Spitzenlastkappung

Die Funktion “Spitzenlastkappung” beeinflusst den Lastfluss am Netzanschlusspunkt. Durch die Definition von oberen und unteren Grenzwerten steuert das Automatisierungssystem die verfügbaren Erzeugungseinheiten und/oder Lasten, um den jeweils aktuellen Lastfluss über den Netzanschlusspunkt im zulässigen Bereich zu halten.

Das Automatisierungssystem muss den Lastfluss zwischen der Erzeugungsanlage (Gesamtsystem, EZA) und dem öffentlichen Stromnetz aktiv überwachen und automatisch regeln können. Während Perioden mit hohem Leistungsbedarf im eigenen System (Netzbezug) soll das Automatisierungssystem durch Vorgabe eines Grenzwertes automatisch entsprechende Maßnahmen ergreifen, um diese Spitzen abzukappen.

• Inselbetrieb / Schwarzstartfähigkeit

Die automatische Netzausfallerkennung („Blackout Detection“) erkennt automatisch Netzausfälle durch Auswertung bestimmter Netzgrößen wie z.B. Frequenz. Sie identifiziert automatisch das Inselnetz durch Auswertung von Schaltzuständen.

Vor der elektrischen Trennung vom öffentlichen Übertragungsnetz durchläuft das System automatische Schaltsequenzen um z.B. Lasten koordiniert herunterzufahren oder Erzeugungseinheiten zu starten -

Automatisches hochfahren des Inselnetzes („Blackstart“).

Dabei können verschiedene Prioritäten festgelegt werden. Einstellbare minimale An- und Abschaltzeiten für Erzeugungseinheiten und Lasten/Verbraucher.

Im Inselbetrieb erfolgt die automatische Spannungs- und Frequenzregelung (Sekundärregelung) unter Zuhilfenahme und Berücksichtigung der verfügbaren Erzeugungseinheiten und Batteriespeicher.

Die verfügbare Kurzschlussleistung wird im Inselbetrieb überwacht und entsprechende automatische Ansteuerungen, Start- und Stopp von Erzeugungseinheiten, zur Anpassung vorgenommen.

Die Lastverteilung auf verfügbare Erzeugungseinheiten erfolgt automatisiert sowie die Lastabschaltung basierend auf Unterfrequenz und/oder Leistungswert, zeitlicher Vorgaben oder SOC (Ladezustand der Batterie, wenn vorhanden).

Die Synchronisierung mit dem öffentlichen Versorgungsnetz kann automatisch oder manuell gestartet werden. Dabei werden Erzeugungseinheiten zur Synchronisierung automatisch angesteuert. Die automatische Steuerung des Lastflusses am Netzanschlusspunkt sowie das Wiederanfahren von Lasten und Verbrauchern und anschließende automatische Abschaltung von Erzeugungseinheiten.