Ende 2017 bis Anfang 2018 fanden die Feldtests in zwei 110 kV-Netzgebieten der Verteilnetzbetreiber MITNETZ Strom und ENSO NETZ unter Beteiligung des Übertragungsnetzbetreibers 50Hertz statt. Zuvor wurden die Feldtestdemonstratoren entwickelt und bei den Netzbetreibern installiert.

 

Im Netzgebiet der ENSO NETZ sind drei Windparks mit einer installierten Leistung von ca. 30 MW als Pilot-Anlagen in das Demonstrationssystem eingebunden. Bei der MITNETZ Strom ist das regelbare Potential deutlich größer, es stehen über 10 Anlagen mit jeweils 10 bis 70 MW zur Verfügung.

> Ablauf der Feldtest

Die Feldtests wurden dreistufig durchgeführt:

 

Stufe 1: Auswertung des Parallelbetriebs. Der Demonstrator ist voll einsatzfähig und berechnet auf Basis der Online-Netzdaten Stellpotentiale sowie Optimierungsergebnisse. Diese werden überprüft und ausgewertet, ohne eine aktive Steuerung im Netz durchzuführen.

 

Stufe 2: VNB-interner Feldtest. Es wird ein Feldtest ohne Beteiligung des Übertragungsnetzbetreibers durchgeführt. Mit einer geringen Anzahl an Erzeugungsanlagen wird versucht eine vorgegebene Änderung des Blindleistungsaustausches an einem Netzverknüpfungspunkt zu erreichen.

 

 

Stufe 3: Gemeinsamer Feldtest mit dem Übertragungsnetzbetreiber. In Abstimmung mit dem Übertragungsnetzbetreiber wird ein Blindleistungssollwert (Blindleistungsaustausch an einem Netzverknüpfungspunkt) als Zielwert vorgegeben und durch den SysDL2.0-Demonstrator eingestellt.

> Erfahrungen bei der Installation der Demonstratoren

Bei beiden Verteilnetzbetreibern, ENSO NETZ und MITNETZ Strom, wurde ein Demonstrator installiert. Die Zielstellung war, dass beide Demonstratoren identisch ausgeführt werden. Aufgrund von Unterschieden in der Datenmodellierung, abweichenden Schnittstellen des Prozessleitsystems und unterschiedlichen Rahmenbedingungen, haben sich jedoch etwas abweichende Ausprägungen der Demonstratoren entwickelt. Es wurde klar, dass die Vereinbarung von standardisierten Schnittstellen und Datenformaten eine sehr wichtige Grundlage für die Implementierung der Demonstratoren innerhalb der geschützten IT-Umgebungen der Systemführung ist.

> Parallelbetrieb

Die meiste Zeit arbeitet der Demonstrator im Parallelbetrieb, d.h. es werden Optimierungen berechnet und Sollwertempfehlungen ausgegeben, ohne dass diese aktiv umgesetzt werden. Anhand dieser Daten wurde zunächst die korrekte Datenübermittlung vom Leitsystem zum Demonstrator gezeigt sowie die Funktionsweise der State Estimation ausgewertet.

 

Weiterhin wurden die resultierenden Blindleistungspotentiale vom Optimierer berechnet. Pro Netzverknüpfungspunkt zwischen Höchst- und Hochspannungsnetz werden ein Blindleistungspotential sowie ein realisierbares Spannungspotential berechnet. Diese Potentiale geben an, welchen Blindleistungsaustausch bzw. welche Spannung der Verteilnetzbetreiber an den entsprechenden Netzverknüpfungspunkt durch optimierte Steuerung seiner Anlagen erzielen kann. Das Blindleistungsstellpotential ist für zwei Netzverknüpfungspunkte dargestellt:


Aufgrund der sich ändernden Einspeisung der Wind- und PV-Parks ändert sich das verfügbare Stellpotential mit der Zeit. Bei Flaute (Wind-Parks) bzw. wenn die Sonne nicht scheint (PV-Parks) ist das Stellpotential null. Weiterhin ist das Stellpotential zwischen den verschiedenen Netzverknüpfungspunkten unterschiedlich, da die Anlagen eine unterschiedliche Sensitivität auf diese haben.

> Aktiver Feldtest

Nach erfolgreichem Parallelbetrieb, wurde mit Stufe 2 und 3 des Feldtests die aktive Steuerung der Erzeugungsanlagen erprobt. Nachfolgend ist der Blindleistungsverlauf an einem Netzverknüpfungspunkt grafisch dargestellt.

Zu Beginn des hier dargestellten Feldtests ist das Potential gering, da nur wenige Anlagen (Wind und PV) aktiviert waren. Somit wurden im ersten Schritt die zu untersuchenden Anlagen für die Blindleistungsregelung freigegeben, wodurch sich das Stellpotential deutlich erhöht hat. Zu Beginn beträgt der Blindleistungsaustausch am Netzverknüpfungspunkt etwa -30 MVar. Es wird ein Zielwert von 0 MVar vorgegeben. Durch schrittweise Umsetzung der optimierten Sollwerte für die dezentralen Erzeugungsanlagen wird innerhalb einer halben Stunde der Zielwert von 0 MVar erreicht. Die langsame Annäherung an den Zielwert ergibt sich durch die Einschränkung von 3 MVar / 2 min sowie durch den 15 minütigen Berechnungszyklus.