Guten Tag zur Schulung VDE-AR-4105 ABN Braun AG

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1 Referent: Joachim Merten Zentraler Beauftragter TAB VNB Guten Tag zur Schulung VDE-AR-4105 ABN Braun AG

2 Glieung Erläuterung zum FNN EEG2012, 50,2HZ und Änungen TAB Auswirkungen Anwendungsregel Gültigkeit -Anwendungsbeginn und Übergangfristen -Übersicht Grenzwerte -Netzstabilität -Abrechnungsmessung -Begriffe und Abkürzungen - Anschlusskriterien und NA-Schutz -Anschlussbeispiele -Ziehl UFR1001E - NA-Schutz -Konformitätsnachweis -Erzeugungsmanagement

3 VDE - FNN Forum Netztechnik / Netzbetrieb im VDE (FNN) Das Forum Netztechnik / Netzbetrieb im VDE (FNN) ist zuständige Ausschuss für die Erarbeitung von VDE - Anwendungsregeln und technischen Hinweisen für den sicheren und zuverlässigen Betrieb Übertragungs- und Verteilungsnetze Quelle:

4 VDE - FNN Forum Netztechnik / Netzbetrieb im VDE (FNN) FNN wurde am gegründet 267 Mitglie: - Energieversorger (75% aller Energieversorger) - Hersteller (ZVEI) -Wissenschaft Behandelt systemtechnische Fragestellungen Erarbeitet praxisorientierte Lösungen Schafft Planungssicherheit Erstellt Anwendungsregeln als anerkannte Regeln Technik

5 VDE-AR-N 4101, 4102, 4105 Standardisierung im FNN VDE / FNN Anwendungsregel 4101 gültig seit Heutige TAB wird in einzelne Anwendungsregeln überführt: - Anwendungsregel 4101 Zählerplätze am Niespannungsnetz -Ersetzt Kapitel 7 und ergänzt Kap.9 heutigen TAB 2007 VDE / FNN Anwendungsregel Entwurf/Verabschiedung - Anwendungsregel 4102 Anschlussschränke im Freien (Inklusive Ladesäule) - Ersetzt teilweise das Kapitel 13 und aktuelle VDN Richtlinie -Einspruchsberatung läuft zur Zeit (ZVEI hat Einsprüche eingereicht) VDE / FNN Anwendungsregel 4105 gültig seit Erzeugungsanlagen am Niespannungsnetz - Anhang D behandelt den Zählerplatz

6 EEG Novelle Beitrag erneuerbaren Energien zur Stromerzeugung in Deutschland Wasserkraft Biomasse * Wind Photovoltaik EEG: April 2000 EEG: August 2004 EEG: Januar 2009 [GWh] Novelle BauGB: November StromEinspG: Januar März * Feste und flüssige Biomasse, Biogas, Deponie- und Klärgas, biogener Anteil des Abfalls; 1 GWh = 1 Mio. kwh; Aufgrund geringer Strommengen ist die Tiefengeothermie nicht dargestellt; StromEinspG: Stromeinspeisungsgesetz; BauGB: Baugesetzbuch; EEG: Erneuerbare-Energien-Gesetz; Quelle: BMU-KI III 1 nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat); Bild: BMU / Christoph Edelhoff; Stand: Juli 2011; Angaben vorläufig BMU KI III 1 Erneuerbare Energien in Deutschland 2010

7 EEG Novelle Das EEG 2012 wurde durch Vorgaben zur Netzintegration und neuen Abrechnungsmodellen deutlich umfänglicher : Paragraf Novelle EEG 2012 Umsetzungsaufgaben /2 17/ a 27b deutlich umfänglichere technische Einrichtungen Messstellenbetrieb nach EnWG vorgegeben Leistungsreduzierung bei Netzengpass und zur Versorgungssicherheit Umsetzung Härtefallregelung (Entschädigungszahlungen) Speicherung des EE- Stroms neuer Tarif spezifischer Marktwert jährliche Tarifanpassung neuer Tarif Bioabfälle Tarifanpassung Gülle 33a ff 46 ( 27) neue Direktvermarktung und Marktprämienmodell veränte Nachweisführung Biomasse Quelle: LEW Verteilnetz GmbH

8 EEG Novelle Das EEG 2012 wurde durch Vorgaben zur Netzintegration und neuen Abrechnungsmodellen deutlich umfänglicher : Laut 7 des EEG müssen ab dem Messeeinrichtungen zur Erfassung erneuerbaren Energien, die Vorgaben laut 21b bis 21h des Energiewirtschaftsgesetzes im vollem Umfang erfüllen! Dies bedeutet, dass für den Messtellenbetrieb auch einer Erzeugungsanlage, Netzbetreiber o 3. Messtellenbetreiber zuständig ist. Der Betrieb von kundeneigenen Meseinrichtungen ohne Messtellenbetreiber ist somit ab für Neuanlagen nicht mehr möglich! Die Technischen Mindestanforungen für Messeinrichtungen örtlichen VNB sind einzuhalten. z.b. Zählerplatz nach DIN

9 EEG Novelle Was ist seit 2007 passiert? Installierte PV-Leistung Entwicklung Stromerzeugung und installierten Leistung von Photovoltaikanlagen in Deutschland Energiebereitstellung [GWh] MW p installierte Leistung [MWp] [GWh] [MW p ] Quelle: BMU-KI III 1 nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat); 1 GWh = 1 Mio. kwh; 1 MW = 1 Mio. Watt; Bild: BMU / Bernd Müller; Stand: Juli 2011; Angaben vorläufig BMU KI III 1 Erneuerbare Energien in Deutschland

10 FNN-Hinweis zur Übergangsregelung 50,2Hz Problematik Gilt ab dem übergangsweise bis zur Inkraftsetzung VDE- AR-N 4105, auf freiwilliger Basis und nur für Photovoltaikanlagen PV- Anlagen ohne konventionellen Schutz (i.d.r 30 kva): Die Wechselrichterhersteller können Unbedenklichkeitsbescheinigung (V VDE V ) eine Herstellererklärung beifügen. In dieser Herstellererklärung wird das geänte Frequenzverhalten gemäß dem FNN- Hinweis erklärt. PV- Anlagen mit konventionellen Schutz ( i.d.r >30 kva ): Die Einstellwerte für den konventionellen Schutz wurden angepasst (s.a Infoblatt zum konventionellen Entkupplungsschutz).

11 Warum ist technische Hinweis erforlich? 50,2Hz Problematik Problemstellung: Gefahr eines Blackout ausgelöst durch NS-PV-Anlagen Die in den Wechselrichtern integrierte selbsttätige Schaltstelle nach DIN V VDE V (früher ENS) trennt den Wechselrichter bei 50,2 Hz vom Netz Durch den massiven Zubau von BV-EA sind zwischenzeitlich aber bereits mehrere GW Einspeiseleistung in Niespannung angeschlossen, die bei 50,2 Hz abschalten. Das Problem ist den ÜNB bekannt und wurde auch bei den neuen Anwendungsregeln berücksichtigt. Bis zum Inkrafttreten Anwendungsregel ist eine Übergangslösung erforlich.

12 Änung TAB 2007 neue Bestandteile Kapitel: VDE-FNN 5 wird ersetzt VDE-AR-N Entwurf Anschlussschränke im Freien am Niespannungsnetz, voraussichtlich Jan Technische Anschlussbedingungen TAB 2007 für den Anschluss an das Niespannungsnetz 7 9 ersetzt wird ergänzt VDE-AR-N 4101 Anforungen an Zählerplätze in elektrischen Anlagen am Niespannungsnetz. 13 VDE-AR-N 4105 ersetzt Erzeugeranlagen am Niespannungsnetz. Stand: Juli 2007 Ergänzungen zu den TAB 2007

13 Neue VDE / FNN Anwendungsregel Gültig seit VDE-AR-N 4105 Erzeugeranlagen am Niespannungsnetz Technische Mindestanforungen für Anschluss und Parallelbetrieb von Erzeugeranlagen am Niespannungsnetz

14 Anwendungsbeginn und Übergangsfrist Der Anwendungsbeginn berücksichtigt eine Übergangsfrist bei Anlagenerrichtung Anwendungsbeginn seit dem Photovoltaikanlagen spätestens bis zum , ane Erzeugungsanlagen spätestens bis zum Anschlussnehmer entscheidet in Übergangszeit für bestehende Erzeugungseinheiten gilt Bestandschutz Es gilt das Inbetriebsetzungsdatum Erzeugungsanlage, also erstmalige Netzparallelbetrieb. Bestandschutz Photovoltaik: Start VDE- Anwendungsregel 4105 Start alle anen Erzeugungsanlagen: VDE- Anwendungsregel Quelle: LEW Verteilnetz GmbH Anmerkung: Der Anschlußnehmer steht in einem Rechtsverhältnis zum Netzbetreiber

15 Übersicht von Grenzwerten bei Einspeiseanlagen Leistungsgrenzwert > 0 kw Kriterium PV: Technische Einrichtung zur Leistungsreduzierung nötig Vorschrift EEG ,68 kva Cos φ 0,95 ind. AR ,6 kva Maximale einphasige Asymmetrie AR ,8 kva Symmetrie erforlich + cos φ 0,90 ind. AR kw PV: Alternativ zur technischen Einrichtung dauerhafte Leistungsreduzierung auf 70% möglich EEG kw bestimmter Netzverknüpfungspunkt des Grundstücks geeignet EEG 2012 > 30 kva Zentraler Netz- und Anlagenschutz erforlich AR 4105 > 40 kw Wandlermessung erforlich TAB > 100 kw Technische Einrichtung zur Leistungsreduzierung mit Ist- Werteerfassung erforlich EEG 2012 > 100 kw Registrierende Lastgangmessung erforlich EEG 2012 < 300 kw 500 kw Anschluss am Ortsnetz Selbstverbrauch möglich VBEW- Ausarbeitung EEG 2012 Quelle: LEW Verteilnetz GmbH

16 EEG 2012 Die Vorgaben durch 6 EEG 2012 sind vielseitig Anlagentyp Alle Anlagen > 100 kw Inkl. PV und KWK- Anlagen PV- Anlagen > 30 kw und 100 kw Umsetzungsaufgaben Leistungsreduzierung inkl. Istwertübertragung Leistungsreduzierung Leistungsreduzierung technische Schnittstelle zum Netzbetreiber ja ja ja Nachrüstpflicht bei Bestandsanlagen 66 für Alle PV- Anlagen Alle PV- Anlagen ab keine Frist keine PV- Anlagen 30 kw alternativ: dauerhafte Leistungsbegrenzung auf 70% nein keine keine (Ausnahme bei Gülle) Gärrestlager gasdicht nein keine keine Biogasanlagen Gasverbrauchseinrichtungen nein Biogasanlagen (Ausnahme Anlage 2) Windanlagen Erfüllung SDL- Verordnung nein ggf. Bonus 1. Mehrere PV- Anlagen auf einem Grundstück o in unmittelbarer Nähe und innerhalb von 12 Monaten zählen unabhängig von den Eigentumsverhältnissen für die Ermittlung installierten Leistung zusammen gilt nicht bei Wasserkraftanlagen, wenn gegen wasserrechtliche o anen rechtlichen Vorgaben wisprochen wird. Quelle: LEW Verteilnetz GmbH

17 5.7ff Netzstabilität Zur Verbesserung Netzstabilität ist es zulässig, einzelne o alle in Punkt 5.7 Verhalten Erzeugungsanlage am Netz beschriebenen Anforungen auch unabhängig von Umsetzung restlichen Anforungen dieser VDE-Anwendungsregel vorab anzuwenden. Die Entscheidung hierüber trifft Hersteller. Diese Abweichung ist vom Hersteller zu dokumentieren. Für bestehende Erzeugungseinheiten gilt Bestandsschutz.

18 7 Abrechnungsmessung - Mindestanforungen Aufbau und Betrieb Messeinrichtung Z1 erfolgt nach VDE-AR-N 4400:2011 bisher BDEW MeteringCode. Zähler Z1 vorzugsweise als Zweirichtungszähler verwenden ; über alle Phasen saldierend. Zähler Z2 ausschließlich als Zähler mit Rücklaufsperre installieren. Lastgangzähler sind >100kW ( 144A ) einzusetzen. Außerdem sind die messtechnischen Rahmenbedingungen z.b. Temparatur, Feuchtigkeit, Gebrauchslage und mechanische Einflüsse einzuhalten.

19 7 Abrechnungsmessung - Mindestanforungen Die Mindestanforungen an die Genauigkeitsklassen Messeinrichtungen werden vom jeweiligen Netzbetreiber vorgegeben. In Regel sind folgende Genauigkeitsklassen vorzusehen: Arbeitszähler: Klasse 2 (Wirk); Lastgangzähler: Klasse 1 (Wirk) bzw. 2 (Blind); ( TK-Anschluss vorhalten ) Stromwandler: 0,5 S;

20 Begriffe und Abkürzungen - EZA und EZE A.1 Erzeugungsanlage (3.1.8) und Erzeugungseinheit (3.1.9) Erzeugeranlage EZA alle an einem Netzanschluss angeschlossenen Erzeugereinheiten eines Primärenträgers ( z.b. alle PV-Einheiten ) Erzeugereinheit EZE einzelne Einheit zur Erzeugung elektrischer Energie ( z.b. ein PV-Wechselrichter ) In Bild A.1 sind die Erzeugungsanlage, die Erzeugungseinheit und die Summe aller Erzeugungsanlagen an einem Netzanschlusspunkt dargestellt.

21 Anschlusskriterien Unsymmetrie- einphasiger Anschluss Je Netzanschluss dürfen maximal 3x 4,6 kva, in Summe also 13,8 kva einphasig einspeisen alles was darüber hinausgeht muss dreiphasig im Drehstromsystem angeschlossen werden! Hinweis: Bei PV gilt die WR- Nennleistung, eine 10%- Überlastung WR ist nicht mehr zulässig. Drehstrom- Umrichteranlagen Zunächst ist nur die symmetrische Leistungseinspeisung gefort. Entwe über dreiphasige Geräte o über einphasige Geräte mit kommunikativer Kopplung.

22 Verhalten Erzeugungsanlage am Netz Blindleistungsbereitstellung Die Leistungsklassen beziehen sich auf die EZA, also alle EZE eines Primärträgers! EZA 3,68 kva, sogenannt Bagatellegrenze Bereich cos phi = 0,95 untererregt bis cos phi = 0,95 übererregt EZA darf sich irgendwo in diesem Bereich aufhalten, keine Vorgabe des Netzbetreibers! 3,68 kva < EZA 13,8 kva Bereich cos phi = 0,95 untererregt bis cos phi = 0,95 übererregt Vorgabe des Netzbetreibers, wie sich die EZA in diesem Bereich verhalten soll! EZA > 13,8 kva Bereich cos phi = 0,9 untererregt bis cos phi = 0,9 übererregt Vorgabe des Netzbetreibers, wie sich die EZA in diesem Bereich verhalten soll! Vorgabe des Netzbetreibers ist eine Verschiebungsfaktor-/ Wirkleistungskennlinie o ein fester Verschiebungsfaktor (perspektivische Bindleistungs-/ Spannungskennlinie) Quelle: EnBW RAG

23 Verhalten Erzeugungsanlage am Netz Wirkleistungsabgabe Einspeisungsmanagement (entsprechend EEG) Aktuell ab 100 Kilowatt, siehe auch Technische Mindestanforung im Internet z.b. ( ) Wirkleistungsreduktion bei Überfrequenz Kennlinie ist i.d.r fest im Wechselrichter integriert Ausnahmeregelung für nicht regelbare Erzeugungsanlagen: Anschaltung zwischen 50,3 Hz und 51,5 Hz in 0,1 Hz- Schritten

24 Verhalten Erzeugungsanlage am Netz Wirkleistungsabgabe Quelle: TAB

25 Verhalten Erzeugungsanlage am Netz Wirkleistungsabgabe Quelle: TAB

26 Netz- und Anlagenschutz (NA-Schutz) Die Leistungsklassen beziehen sich auf die Summe aller EZA s also auf die Leistung, die in Summe an einem Netzanschluss angeschlossen ist! Aktuelle Richtlinie AR 4105 Selbsttätige Schaltstelle nach DIN V VDE V (ENS) o Selbsttätige Schaltstelle nach DIN V VDE V (ENS) o Jezeit zugägliche Schaltstelle mit Trennfunktion und konventioneller Entkupplungsschutz Zentraler NA- Schutz am zentralen Zählerplatz o dezentral angeordnet 30 kva Jezeit zugängliche Schaltstelle mit Trennfunktion und konventioneller Entkupplungsschutz Zentraler NA- Schutz am zentralen Zählerplatz > 30 kva Quelle: EnBW RAG

27 Netz- und Anlagenschutz (NA-Schutz) Aufbau Integrierter NA- Schutz ist vergleichbar mit selbsttätiger Schaltstelle nach DIN V VDE V Zentraler NA- Schutz Da die jezeit zugängliche Schaltstelle mit Trennfunktion entfällt, sind die Anforungen an den zentralen NA- Schutz gestiegen: Einfehlersicher und typgeprüft Kuppelschalter besteht aus zwei Schaltrichtungen ( redundant ) Prüftaste für Auslösetest ( bei Inbetriebnahme und für Wieholungsprüfungen ) Der Zentrale NA- Schutz ist in einem geeigneten Stromkreisverteiler nach TAB 2007, Abschnitt 8, Absatz 1 unterzubringen und am zentralenzählerplatz anzuschließen. Quelle: EnBW RAG

28 Zusammenfassung Übersicht Anforungen bei Neuanlagen Anforung und Gültigkeit Einspeisung aller EZA 3,68 kva 4,6 kva 13,8 kva > 13,8 kva 30 kva >30 kva >100 kva Einphasig o Drehstrom Drehstrom Autom. Wirkleistungs- Reduktion (f>) EZE Ja Einspeisemanagement EZG Nein Ja Blindleistung EZA Keine Vorgabe NB Vorgabe NB Cos φ = 0,95 unter- bis übererregt Vorgabe NB Cos φ = 0,95 unter- bis übererregt Schutz aller EZA Integrierter NA- Schutz o Zentraler NA- Schutz Zentraler NA- Schutz Quelle: EnBW RAG

29 Beispiel Anlagenerweiterung Photovoltaikanlage mit Bestand von 28 kva (7x4 kva Wechselrichter) soll um 3 kva erweitert werden Anforung und Gültigkeit Einspeisung Autom. Wirkleistungs- Reduktion (f>) aller EZA EZE 3,68 kva 4,6 kva 13,8 kva > 13,8 kva 30 kva Einphasig o Drehstrom Ja Drehstrom >30 kva >100 kva Einspeisemanagement EZG Nein Ja Blindleistung EZA Keine Vorgabe NB Vorgabe NB Cos φ = 0,95 unter- bis übererregt Vorgabe NB Cos φ = 0,95 unter- bis übererregt Schutz aller EZA Integrierter NA- Schutz o Zentraler NA- Schutz Welche Anforungen gelten? EZE = 3 kva EZA = 31 kva aller EZA = 31 kva Zentraler NA- Schutz Die 28 kva Bestand müssen nicht veränt werden, aber die neuen 3 kva müssen die markierten Anforungen erfüllen und zentrale NA- Schutz muss auch die Bestandslage berücksichtigen!

30 Anwendungsbereich - Mittelspannung Gilt für Neuanlagen und bei Erweiterungen für erweiterten Teil Bestehende Erzeugungsanlagen haben Bestandsschutz Aber: Bei Anlagenerweiterungen haben nur die Erzeugungseinheiten Bestandsschutz. Ein durch die Anlagenerweiterung evtl. erforlicher zentraler Netz- und Anlagenschutz ist immer für die gesamte Anlage erforlich. Neue Härtefallregelung bis 100 kva: Spannung NAP NS MS Anschlussart bestehen HAK bzw. über ZAS vorhandene Kundenstation mit primär auf Bezug ausgelegten NS- Kundennetz neue Kundenstation vorhandene Kundenstation für Erzeugung Gültige Richtlinie AR kva: AR4105 > 100 kva: BDEW MS- Richtlinie Spannung NAP Spannung NAP

31 A.7 Kuppelschalter Allpoliges Schalten bedeutet das Schalten aller aktiven Leiter Erzeugungsanlage vom Einspeisepunkt in die Kundenanlage o vom Netz des Netzbetreibers. Aktive Leiter werden in DIN VDE definiert, vereinbarungsgemäß gehört PEN-Leiter nicht dazu. DIN VDE definiert die zu schaltenden Leiter. Je nach Netzsystem am Einbauort des Kuppelschalters ergeben sich unterschiedliche Anforungen. Schutzeinrichtungen für den Kuppelschalter: -Kurzschlussschutz ( ggf. Inselbetrieb ) -Überlastschutz -Fehlerstrom-Schutzeinrichtung Das Schalten des Neutralleiters ist beim Einschalten voreilend und beim Ausschalten nacheilend schaltend auszuführen.

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40 G.2 Konformitätsnachweis Erzeugereinheit

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43 G.2 Konformitätsnachweis NA-Schutz

44 G.2 Konformitätsnachweis NA-Schutz - Fa. Ziehl Netz- und Anlagenschutz: Konformitätsnachweis immer dem Kunden übergeben. Software-Version beachten.

45 Häufig gestellte Fragen Bei Erweiterung von Anlagen sind die unterschiedlichen Normen übereinzustimmen. A) Muss eine Bestandsanlage bei Erweiterung mit einer Symmetrierung o kommunikativen Kopplung nachgerüstet werden? Nein, ab 13,8 kva ist die Neuanlage symmetrisch aufzubauen bzw. eine kommunikative Kopplung einzubauen Es kann allerdings zur Erreichen maximalen Asymmetrie von 4,6 kva zwischen den Außenleitern auch die Altanlage nachgerüstet werden. B) Muss eine Bestandslage in die Blindleistungsregelung einbezogen werden? Nein, für bestehende Erzeugungseinheiten gilt Bestandsschutz. Quelle: LEW Verteilnetz GmbH

46 Häufig gestellte Fragen Bei Erweiterung von Anlagen sind die unterschiedlichen Normen übereinzustimmen. C) Muss eine Altanlage bei Erweiterung mit einem Netz- und Anlagenschutz (NA- Schutz) ausgestattet werden? Ja, ab einer Leistung von > 30 kva muss die komplette Anlage mit einem zentralen NA- Schutz ausgestattet werden. Dabei sind je Zähler ein Kuppelschalter, bestehend aus zwei in Reihe geschalteten galvanischen Schalteinrichtungen notwendig. D) Können Wechselrichter mit ENS in Neuanlagen ab dem verbaut werden? Ja, allerdings nur in Verbindung mit einem separaten NA- Schutz. Die Schutzfunktionen ENS sind dauerhaft inaktiv zu schalten. Quelle: LEW Verteilnetz GmbH

47 Fazit für ABN Diese Vorschrift hat auf alle ABN-Produkte, die mit NA-Schutz und Kuppelschalter ausgerüstet sind, Auswirkungen. diese werden zeit auf den neuen technischen Umbau vorbereitet Indoor und Outdoor mit den Herstellern von NA-Schutz haben wir kontakt aufgenommen und klären Preise, Verfügbarkeit und Lieferzeiten. Umsetzung des Einspeisemanagement noch offen. Technische Abstimmung zwischen Nürnberg und Neuenstadt läuft. Information und Schulung des Vertriebs Termine mit VKL vereinbaren.

48 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. --- noch Fragen?