SystemStabilitätsVerordnung 50,2 Hz Nachrüstung

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1 51,55 47,5 50,2 50 SystemStabilitätsVerordnung 50,2 Hz Nachrüstung SMA Solar Technology AG SMA Technology AG Be a solar expert

2 Organisatorisches > Rettungswege > Sammelplatz bei Feueralarm > Nächster Sanitärbereich > Raucherbereich > Kontaktdaten Solar Academy > Mobiltelefone bitte lautlos oder aus > Telefon: > Besucherausweise > > Kantinenbereich > Downloadbereiche: > 2

3 Seminarinhalt 1 Hintergrund zur Systemstabilitätsverordnung (SysStabV) 2 Nachrüstung von Bestandsanlagen 3 Anlagen am Niederspannungsnetz 4 Anlagen am Mittelspannungsnetz 5 Kommunikationsprodukte k 6 Parameteränderungen 3

4 Europäisches Verbundsystem > Das europäische Verbundsystem (Ehemals UCTE heute ENTSO-E s RGCE) kann spontan Kraftwerksleistung von rund MW ausgleichen (Momentanreserve) > Allein in Deutschland stehen dem rund 25 GWp* (Stand Ende 2011) PV-Leistung gegenüber, welche bei 50,2 Hz schlagartig (innerhalb von 200ms) vom Netz gehen können * überwiegend installiert im Niederspannungsnetz * UCTE: Union for the Co-ordination of Transmission of Electricity * ENTSO-E s RGCE: European Network of Transmission System Operators for Electricity, Regional Group Continental Europe Quelle: BSW, UCTE SMA Solar Technology AG SysStabV_50,2Hz-DE-de_DE

5 Problembeschreibung > Frequenzhaltung ist eine der primären Aufgaben der Übertragungsnetzbetreiber > Über Anschlussrichtlinien machen die Netzbetreiber Vorgaben, bei welchen Parametern Erzeugungsanlagen vom Netz gehen müssen, um das Netz und angeschlossene Komponenten zu schützen > In Deutschland verpflichten die Vorgaben des VDN* aus dem Jahr 2005 PV-Anlagen dazu, bei einer Frequenz von 50,2Hz vom Netz zu gehen Echtzeit Frequenzkurve von Kontinentaleuropa *VDN Verband der Netzbetreiber (VDN Ergänzung zur VDEW Richtlinie Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz, Sept. 2005) 5

6 Lösung: Systemstabilitätsverordnung (SysStabV) > Senkung der frequenzbedingten Abschaltung bei 50,2 Hz auf eine Erzeugungsleistung von max MW; durch Änderung der Abschaltwerte t bei den Erzeugungsanlagen im Bestand > Mehrere Lösungswege: 1. Update auf VDE-Anwendungsregel 4105, Kennlinie. Wiederzuschaltung nach Netztrennung erfolgt bei 50,05 Hz nach 60 s 2. Parametrierung /Update auf BDEWMS BDEW-MS-RL, Kennlinie. i Wiederzuschaltung nach Netztrennung erfolgt bei 50,05 Hz 3. Parametrierung der Abschaltfrequenz = Wiederzuschaltfr., stochastische Verteilung nach Wechselrichtertyp, Wiederzuschaltung nach hnetztrennung nach 30 s SMA Solar Technology AG SysStabV_50,2Hz-DE-de_DE

7 Wirkleistungsreduktion bei Überfrequenz Funktionsweise Verhalten bei Frequenzabweichungen > Anlagen dürfen sich im Frequenzbereich von 47,5 Hz bis 51,5 Hz nicht vom Netz trennen > Ab 50,2 Hz ist die Wirkleistung gemäß nebenstehender Kennlinie zu reduzieren ( Fahren auf der Kennlinie ) > P M entspricht der momentanen Leistung bei Erreichen der 50,2 Hz > Sinkt die Frequenz unter 50,2 Hz, darf eine Leistungssteigerung nur langsam erfolgen (Wenn momentan verfügbare Leistung > P M Anstieg mit10% der max. P Nenn /Minute) 7

8 Nachrüstung von Bestandsanlagen > Zeitliche Einordnung der von einer Umrüstung betroffenen PV-Bestandsanlagen nach SysStabV > Datum der Inbetriebnahme: Anlagen im Mittelspannungsnetz mit einer installierten Leistung von mehr als Installierte max. Leistung > 30 kwp Nach dem Nach dem Vor dem Vor dem > 10 kwp > 100 kwp Anlagen im Niederspannungsnetz mit einer installierten Leistung von mehr als 8

9 Fristen zur Nachrüstung von Bestandsanlagen Anlagengröße Frist bis zum: > 100 kwp > 30 kwp bis 100 kwp > 10 kwp bis 30 kwp

10 Voraussetzungen für Parameteränderungen > Der Wechselrichter ist im Gültigkeitsbereich der Technischen Beschreibung (TB) Netzstabilität bl bei Überfrequenz, Kap. 1.1, aufgeführt f > Parameteränderungen dürfen nur ausgebildete Elektrofachkräfte ausführen > Für die Änderung von Parametereinstellungen wird der SMA Grid Guard Code benötigt (Antrag im Downloadbereich unter in der Kategorie Zertifikat erhältlich) > Es wird ein Kommunikationsprodukt benötigt (z. B. Datenlogger, Software, PC/Laptop), um die Parameter anzeigen und ändern zu können > Der Wechselrichter ist in einer Anlage installiert, welche die auf Seite 8 genannten Kriterien erfüllt > Bei Sunny Tripower-Wechselrichtern TL-10 benötigen Sie gegebenenfalls einen Internetzugang um die aktuelle Firmware-Version von der SMA Homepage herunterzuladen 10

11 Gerätetypen gemäß Technischer Beschreibung Netzstabilität bei Überfrequenz Clas ssic SB 1100 SB 1200 SB 1700 SB 1600TL-10 SB 2100TL SB 2500 SB 3000 SB 2800i SB 3300 SB 3800 SB SB SB 3300TL SB 4200TL SB 5000TL SB 3300TLHC SB 4200TLHC SB 5000TLHC SMC 5000 SMC 6000 SMC 4600A SMC 5000A SMC 6000A SMC 4600A-11 SMC 5000A-11 SMC 6000A-11 SMC 7000HV SMC 7000HV-11 SMC 6000TL SMC 7000TL SMC 8000TL SMC 9000TL-10 SMC 10000TL-10 SMC 11000TL-10 SMC 9000TLRP-10 SMC 10000TLRP-10 SMC 11000TLRP-10 New Ge eneration SB 2000HF-30 SB 3000TL-20 SB 3000TL-21 STP 8000TL-10 SB 2500HF-30 SB 4000TL-20 SB 4000TL-21 STP 10000TL-10 SB 3000HF-30 SB 5000TL-20 SB 5000TL-21 STP 12000TL-10 STP 15000TL-10 STP 17000TL-10 Aht Achtung: Firmware-Update für Versionen <

12 Nachrüstung gemäß Systemstabilitätsverordnung > Folgende Schritte sind auszuführen: 1. Update der Firmware Bei den folgenden Sunny Tripower-Wechselrichtern ist zunächst ein Update der Firmware erforderlich, wenn die implementierte Firmware eine niedrigere Versionsnummer als 2.40 aufweist: STP 8000 / / / / 17000TL-10 Die aktuell implementierte Firmware-Version ist im Display ablesbar. Nähere Hinweise siehe Installationsanleitung 2. Parameter ändern Für die Einstellung gemäß der genannten Verordnung werden einzelne Parameter über Kommunikation geändert. Im Display des Wechselrichters erscheint die Meldung trimmed bzw. ADJ (Sondereinstellung) 12

13 Sicherheit in PV Systemen und beim Umgang mit SMA Wechselrichtern Ich glaube nur das, was ich sehe... Falls Sie diese Aussage auf den Umgang mit der Elektrizität übertragen, ist Ihr Leben gefährdet! SysStabV_50,2Hz-DE-de_DE

14 Gefährdungsanalyse > Spannung > Strom > Lichtbogen > Geerdete Systeme > Bedingungen vor Ort (Wetter, Montage usw.) Wichtig: i Sicherheitshinweise der jeweiligen Wechselrichterinstallationsanleitung lesen und beachten! 14

15 Messungen mit Multimeter > Nur Multimeter der Überspannungskategorie CAT III/CAT IV (bis zu 1000V) verwenden z.b. Tietzsch DSP Multisafe > Vor jedem Einsatz Multimeter inklusive Messleitungen auf Beschädigungen überprüfen > Auf korrekte Wahl der Messbuchsen achten > Strommessungen nur mit Stromzange durchführen. z.b. Benning CM 7 15

16 Elektro Static Discharge Elektrostatische Entladung ESD Electrostatic Discharge: Eine schnelle elektrostatische Entladung durch eine Potentialdifferenz. > Fühlbar ab 3500 V > Hörbar ab 4500 V > Sichtbar > 8000 V Einige i Bauteile werden schon bei Spannungen ab 15 V geschädigt oder zerstört. 16

17 Wie beeinflusst ESD die Halbleiter? > Hohe Spannungen zwischen zwei leitenden Polen > Zerstörung der Oxidschicht bei MOS- Bauteilen > Kurzzeitig hoher Stromfluss, der sogar Leiterplatten zum schmelzen en bringen kann > Die größte Gefahr besteht: > Durch sehr geringe Beschädigung der Bauteile > Die Endkontrolle wird passiert > Störungen oder Ausfälle nach Inbetriebnahme b vor ESD > Durch Schutzmaßnahmen werden: > Reparaturkosten vermieden > Ausfälle verhindert nach ESD SMA Solar Technology AG SysStabV_50,2Hz-DE-de_DE

18 ESD-Schutzmaßnahmen > Wie wird verhindert, dass die elektrostatische Aufladung des eigenen Körpers die Bauteile gefährdet? > Durch Beachtung der Schutzmaßnahmen > Leitfähiges Armband nutzen > Potentialausgleich durchführen > Bauteile/Schnittstellen erst nach dem Potentialausgleich aus der Verpackung entnehmen 18

19 ESD-Schutzmaßnahmen Verpackungsmaterial nicht geschirmt geschirmt ableitfähig SMA Solar Technology AG SysStabV_50,2Hz-DE-de_DE

20 Nachrüstung von Anlagen am Niederspannungsnetz ( 4 SysStabV) 20

21 Umzusetzende Maßnahmen am Niederspannungsnetz gemäß 4 SysStabV 4 (1): VDE-Anwendungsregel 4105 P(f)-Kennlinie (bevorzugte Lösung) Wenn nicht möglich, weil Gerätetausch erforderlich 4 (2): BDEW Mittelspannungsrichtlinie P(f)-Kennlinie Wenn nicht möglich, weil Gerätetausch erforderlich 4(3) (3): Parametrierung ti der Abschaltfrequenz Wenn nicht möglich, weil Gerätetausch erforderlich 4 (4): Keine Nachrüstpflicht 21

22 Nachrüstung von Anlagen am Mittelspannungsnetz ( 5 SysStabV) 22

23 Umzusetzende Maßnahmen am Mittelspannungsnetz gemäß 5 SysStabV 5 (1): BDEW Mittelspannungsrichtlinie P(f)-Kennlinie (bevorzugte Lösung) Wenn nicht möglich, weil Gerätetausch erforderlich 5 (2): Parametrierung der Abschaltfrequenz Wenn nicht möglich, weil Gerätetausch erforderlich 5(3) (3): Keine Nachrüstpflicht hüt ht 23

24 Parameteranpassung über Kommunikation SMA Kommunikations-Welt Classic & Keine Sunny Data Control WebBox-1 0 Web Browser BT & WebBox-2 20 Sunny Explorer Web Browser 24

25 Parameteränderungen > Für die Nachrüstung gemäß SysStabV müssen einige Parameter geändert werden > Welche Parameter dies sind, hängt vom Wechselrichtertyp ab. Je nach Kommunikationsart, RS485 oder Bluetooth, werden die Parameter unterschiedlich dargestellt. > Beispiel: Bluetooth (Data II+) RS485 (Data I) Betriebsart der Wirkleistungsred. Überfrequenz P(f) P-WCtlHzMod 25

26 Exemplarische Parametrierung SB 4000TL Schritt > Ist der Wechselrichter im Gültigkeitsbereich der Technischen Beschreibung Netzstabilität bei Überfrequenz aufgeführt? 26

27 Exemplarische Parametrierung SB 4000TL Schritt > Zuordnung Wechselrichter Parametereinstellung (Kap. 5 Parametereinstellung in PV-Anlagen am Niederspannungsnetz ) 27

28 Exemplarische Parametrierung SB 4000TL Schritt > Parameter-Einstellungen aus Tabelle für Sunny Boy 4000TL-20 entnehmen. (Kap. 5.3 Überfrequenzüberwachung auf gestufte Werte einstellen ) > Parameter Frequenzüberwachung untere Maximalschwelle ll gemäß Tabelle Untere Maximalschwelle der Frequenzüberwachung (Auszug u. r.) einstellen 28

29 Parametrierung SB 4000TL-20 mit Sunny Explorer (Bluetooth) 4. Schritt > Nachfolgend wird die Parametrierung gemäß der SysStabV am Beispiel des Wechselrichters Sunny Boy 4000TL-20 erläutert > Parametrierung gemäß 4(3): Parametrierung der Überfrequenzabschaltung auf festen Wert 29

30 Parametrierung mit Sunny Explorer (Bluetooth Data II+) > Unter Einstellungen Menüpunkt Netzüberwachung wählen 30

31 Parametrierung mit Sunny Explorer (Bluetooth Data II+) > Nachfolgende Parameter gemäß Parameterliste (Technische Beschreibung Netzstabilität bei Überfrequenz, Kap. 5.3) am Wechselrichter einstellen

32 Parametrierung mit Sunny Explorer (Bluetooth Data II+) > Nachfolgende Parameter gemäß Parameterliste (Technische Beschreibung Netzstabilität bei Überfrequenz, Kap. 5.3) am Wechselrichter einstellen

33 Parametrierung SB 4000TL-20 mit Sunny WebBox-10 (RS485) > Nachfolgend wird die Parametrierung gemäß der SysStabV am Beispiel des Wechselrichters Sunny Boy 4000TL-20 erläutert > Parametrierung gemäß 4(3): Parametrierung der Überfrequenzabschaltung auf festen Wert 33

34 Parametrierung über WebBox-10 (RS 485 Data I) > Gerät in der Ansicht (linke Seite) auswählen, Registerkarte Parameter wählen 34

35 Parametrierung über WebBox-10 (RS 485 Data I) > Inst.-Code (Grid Guard Code) eingeben 35

36 Parametrierung über WebBox-10 (RS 485 Data I) > Nachfolgende Parameter gemäß Parameterliste (Technische Beschreibung Netzstabilität bei Überfrequenz, Kap. 5.3) am Wechselrichter einstellen 50,

37 Parametrierung über WebBox-10 (RS 485 Data I) > Parameteränderung für alle Geräte übernehmen 37

38 Parametrierung mit USB-Service-Interface (keine Kommunikation vorhanden) 38

39 Parametrierung mit Sunny Data Control > USB-Service-Interface (keine Kommunikation vorhanden) > Sunny Boy Control > Sunny Data Control

40 Beachten: Übergeordnete Entkupplungsschutzeinrichtung > Es ist zu beachten, dass gemäß Systemstabilitätsverordnung 7 eine evtl. vorhandene zentrale Schutzeinrichtung (übergeordnete Entkupplungsschutzeinrichtung) in der Weise nachzurüsten ist, dass für die Unterfrequenzabschaltung ein Wert von 47,5 Hertz und für die Überfrequenzabschaltung ein Wert von 51,5 Hertz realisiert wird. Netz- und Anlagenschutz NA Schutz U<,U>,U>>, f<,f> Niederspannungsnetz 40

41 Seien wir Realisten und versuchen das Unmögliche! SysStabV_50,2Hz-DE-de_DE

42 Häufig gestellte Fragen > Wer zahlt die Nachrüstung? Die Umrüstung ist für die Betreiber von Solarstromanlagen kostenlos. Die Kosten für die Nachrüstung werden laut der Systemstabilitätsverordnung biliä zur Hälfte auf die Netzentgelte und zur Hälfte auf die EEG-Umlage umgelegt. Diese Kostenübernahme gilt nur, wenn ein vom Verteilnetzbetreiber beauftragter Fachbetrieb mit der Nachrüstung betraut wird und diese durchführt. Sollten Betreiber von sich aus einen anderen Dienstleister wählen wollen, müssen diese das innerhalb der Rückmeldungsfrist von vier Wochen dem Verteilnetzbetreiber mitteilen. Sollten dabei gegenüber dem vom Verteilnetzbetreiber vorgeschlagenen Nachrüster Mehrkosten entstehen, müssen Betreiber diese selbst tragen. 42

43 Häufig gestellte Fragen > Sind nur Photovoltaik-Anlagen von der 50,2-Hz-Problematik betroffen? Nein. Es sind alle Erzeugungsanlagen betroffen, die gemäß der VDEW/VDN-Richtlinie Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz (4. Ausgabe 2001) am Niederspannungsnetz angeschlossen sind. So sind aktuell neben den Photovoltaik-Anlagen auch andere dezentrale Einspeiser wie z.b. Windkraftanlagen, Blockheizkraftwerke und kleine Wasserkraftanlagen betroffen. An einer Lösung für diese Erzeugungsanlagen wird gearbeitet, für die Photovoltaik gibt es bereits eine Lösung. 43

44 Häufig gestellte Fragen > Wer darf die Nachrüstung vornehmen? Die Nachrüstung darf nur von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden, das vom Verteilnetzbetreiber ib beauftragt wird. Der Installateur ihrer Solaranlage l oder das Servicepersonal der Wechselrichterhersteller können auch vom Verteilnetzbetreiber oder dem Anlagenbetreiber beauftragt werden. 44

45 Häufig gestellte Fragen > Verändert sich durch die Nachrüstung die Leistung der Anlage? Nein. Durch die Nachrüstung zur Anpassung der Abschaltfrequenz Ihrer Anlage ändert sich die Li Leistung der Photovoltaik-Anlage ikal nicht. ih Es handelt dlsich ihhier um eine Mß Maßnahme zur Sih Sicherstellung der Netzstabilität. Solarstromanlagen müssen sich künftig immer mehr wie Kraftwerke verhalten und auch sogenannte Systemdienstleistungen zur Verfügung g stellen, sich also am Netzmanagement beteiligen. 45

46 Häufig gestellte Fragen > Wer entscheidet, welche Umrüstvariante gewählt wird? Der Verteilnetzbetreiber nach entsprechenden Vorgaben vom Übertragungsnetzbetreiber. Entscheidend d ist die Seriennummer oder der Typ des Wechselrichters. h An ihr ist erkennbar, ob Bauteile getauscht bzw. Einstellungen geändert werden müssen oder eine neue Software aufgespielt wird. Dem Verteilnetzbetreiber liegen die Informationen zur Umrüstung vom Wechselrichterhersteller vor. Die entsprechenden Details sind in der Systemstabilitätsverordnung angegeben. 46

47 Häufig gestellte Fragen > Was passiert mit dem Ertragsausfall während der Nachrüstung? Eine Vergütung der Ertragsausfälle während der Nachrüstung ist nach aktuellem Stand nicht vorgesehen. > Müssen neben den Wechselrichtern weitere Komponenten nachgerüstet werden? Zusätzliche, übergeordnete Entkopplungsschutzeinrichtungen müssen auch auf verschiedene Frequenzen nachgerüstet werden. Auch hier informiert der Verteilnetzbetreiber über die Nachrüstung, die vom Ablauf der von Wechselrichtern gleicht. 47

48 Nützliche Informationen > Technische Beschreibung Messwerte und Parameter für NG-Geräte: / /d d h l > Technische Beschreibung Netzstabilität bei Überfrequenz : > Systemstabilitätsverordnung biliä (SysStabV): S / / h anlagen/informationen-fuer-installateure/anstehende-nachruestungen.html > Ausfüllhilfe Abfragebogen für Anlagenbetreiber 48