NAEEA+: Netz- und Anlagenschutz zur optimalen und sicheren Integration von dezentralen Energieerzeugungsanlagen im Verteilnetz

Gemeinsam mit führenden Expert*innen aus Industrie und Forschung gestalten wir die nächste Generation des Netz- und PV-Schutzes, um eine nachhaltige Energiezukunft zu ermöglichen.

Technologien

Systembetrieb und Sicherheitsbewertung, Netz- und Anlagenschutz, Photovoltaik

Ausgangslage

Heute gilt in der Schweiz, dass die EEA eine breite Funktionalität bezüglich Schutz- und Regelungsfunktionen aufweisen müssen ("Ländereinstellungen Schweiz"). Die Branchenempfehlung des Verband Schweizerischer Elektrizitätsunternehmen (VSE, Version 2014) fordert zudem, dass EEA ab 30 kVA-Anschlussleistung über externe Schutzeinrichtungen verfügen müssen. Das Eidgenössische Starkstrominspektorat (ESTI) hat diese Branchenempfehlung in der Weisung 233:0918 berücksichtigt.

Diese externe Schutzeinrichtung ist jedoch umstritten und wird nicht von allen VNB umgesetzt. Unbestritten sind die Notwendigkeit und die korrekte Funktion des NA-Schutzes. Unklar ist jedoch, ob der heute ab 30 kVA verlangte externe NA-Schutz (NA-Schutz Relais und 2 externe Kuppelschalter) eine adäquate Massnahme zur Erreichung dieser Schutzziele darstellt. Im Weiteren könnte der externe NA-Schutz mit insgesamt bis zu vier Kuppelschaltern in Serie (extern und intern) sowie doppelter unabhängiger NA-Schutz-Funktion das Risiko erhöhen, dass die EEA die Anforderungen an netzstützende Funktionen (insb. Blind- und Wirkleistungsregelung sowie FRT) nicht mehr korrekt erfüllen kann.

Ziele

• P+D Projekt für das BFE mit breiter Unterstützung aus der Industrie.
• Das Projekt erarbeitet die wissenschaftlichen und praktischen Grundlagen für den "Netz- und PV-Schutz zur optimalen und sicheren Integration von dezentralen Stromerzeugungsanlagen in das Verteilnetz".
• Die Ergebnisse fliessen in das Branchendokument des VSE für den zukünftigen Anschluss von Schweizer PV-Anlagen (und anderen Stromerzeugern) an die NE7 ein.
• Die FHNW leitet das AP der Prüfung der rechtlichen Rahmenbedingungen zu „Externen Schutzeinrichtungen“ für dezentrale Erzeugungsanlagen
• Das FEN leitet das Konsortium aus 6 akademischen Partnern und rund 25 Partnern aus Industrie und Verbänden.

Im Projekt sollen folgende Hauptfragestellungen beantwortet werden:

• Welche möglichen Fehlerursachen und Schadensereignisse können aus Netzsicht durch das Fehlverhalten einer EEA eintreten?
• Mit welchen Schutz-​ und Ausführungsmassnahmen können die damit verbundenen Risiken auf ein tolerierbares Mass gesenkt werden
• Gibt es ein Kriterium (z. B. eine bestimmte Anschlussleistung), welches zur Beurteilung des Gefährdungspotenzials einer EEA für das Verteilnetz hinzugezogen werden kann?
• Was sind Richt- oder Grenzwerte zu einem entsprechenden Kriterium (z. B. welche Anschlussleistung), ab welchen der VNB zusätzliche Schutzmassnahmen vorsehen soll? Zusätzliche Massnahmen sind z.B. Redundanzen, Transparenz, Prüfbarkeit sowie Sicherstellung der korrekten Schutz-Einstellungen auch nach einer Software-Aktualisierung.

Ergebnisse

• Identifikation von Störszenarien zur NA-​Schutz-Untersuchung
• Abbildung der Störszenarien mit realistischen Verteilnetzmodellen
• Modellierung des Fehler-​ und Netzschutzes
• Modellierung des internen und externen NA-​Schutz-Verhaltens

Projekt-Information

Auftraggeber	Bundesamt für Enenergie BFE
Ausführung	Hochschule für Technik FHNW
Projektteam	ETHZ (FEN) (Projektkoordinator), BFH, FHNW, TU Graz, FGH Mannheim, VSE, Swissolar + ~25 andere Partner (Versorgungsunternehmen, Verbände)
Dauer	09/2022 bis 09/2024
Förderung	Bundesamt für Enenergie BFE
Projektleitung	Prof. Dr. Matthias Resch