Die Schleswig-Holstein Netz AG – eine Tochter der norddeutschen E.ON Hanse AG - erwartet auch für die nächsten Jahre eine rasante Zunahme der EEG-Anlagen in ihrem Netzgebiet. Derzeit sind bereits ca. 2000 größere Anlagen mit mehr als 100 kW Einspeiseleistung pro Anlage ans Netz angeschlossen. Von diesen nutzen zur Stromproduktion ca. 40 Prozent den Wind und weitere 40 Prozent die Sonne. Die übrigen 20 Prozent erzeugen ihren Strom über Generatoren aus Biomasse / Biogas. „Wir rechnen noch mit einer deutlichen Erhöhung der Anlagenanzahl und der Einspeiseleistung bis Ende 2011“, sagt Marco Tornow, verantwortlich für den Betrieb der Netzleittechnik im Technischen Netzservice der E.ON Hanse AG in Rendsburg.

Die E.ON Hanse AG ist einer der größten Energiedienstleister in Norddeutschland. Sie betreibt das Erdgasnetz in einigen Teilen Mecklenburg-Vorpommerns direkt. Über ihre Tochtergesellschaft Schleswig-Holstein Netz AG betreibt sie die Strom- und Erdgasnetze in Schleswig-Holstein. Das Hamburger Gasnetz betreibt ihre Tochtergesellschaft Hamburg Netz GmbH. Insgesamt umfasst das Stromnetz rund 53.000 Kilometer Mittel- und Niederspannungsnetze. Zur steuerungstechnischen Beeinflussung der Einspeiseleistung aus Windkraft, Photovoltaik- und Biogasanlagen im Schleswig-Holstein Netz-Versorgungsgebiet wurde ein Einspeisemanagement (EisMan) aufgebaut, das sich auf Basis neuer Herausforderungen mit Hilfe von EDW.scadalink kontinuierlich weiterentwickelt. Denn die netztechnischen Anlagen des vorgelagerten Hochspannungsnetzes von E.ON Netz GmbH können nur eine begrenzte Netzlast unter Einhaltung aller sicherheitstechnischen Standards im Gebiet der Schleswig-Holstein Netz sicher transportieren und dabei die Netzstabilität jederzeit gewährleisten. Stehen alle EEG-Anlagen störungsfrei zur Verfügung und erzeugen bei Starkwind und hoher Sonneneinstrahlung sehr viel Energie, könnten jedoch auch deutlich höhere Leistungen eingespeist werden und das Netz überfordern. In diesen Fällen wird dann die Menge der eingespeisten Energie über das EisMan reduziert.

Regelung der Einspeiser

Die E.ON Netz Schaltwarte in Lehrte überwacht dazu die Ströme und Temperaturen der 110 kV-Leitungen und sendet bei Überschreitung eines der eingestellten Grenzwerte einen Reduktionsbefehl an das Netzleitsystem der Schleswig-Holstein Netz. Von dort wird der Reduktionsbefehl über die Schnittstelle zum EDW.scadalink an die angeschlossenen Einspeiser, die in 16 Regionen aufgeteilt sind, weiterverteilt. Insgesamt sind derzeit dabei vier Stufen möglich: 0%, 30%, 60% und 100%. Im System besteht die Möglichkeit, die normalerweise automatisch durchgeführten Reduzierungen zu wiederholen oder im Fehlerfall auch manuell zu steuern.

Mit der Einführung eines neuen Netzleitsystems der Firma Kisters und des EDW3000 von GÖRLITZ mit dem Modul EDW.collector lag es nahe, auch das EisMan auf eine neue Grundlage zu stellen. Das Konzept: Die Netzleitstelle gibt die Befehle zum Regeln der Anlagen über das IEC 60870-5-104-Protokoll an das EDW3000, welches wiederum alle Geräte in einer Region von Geräten oder auch gezielt einzelne Geräte über den EDW.collector anruft und Ein- oder Ausschaltbefehle absetzt. Hierbei kommen neben den schon länger im Einsatz befindlichen ENC400-Geräten von GÖRLITZ auch Skalar-Datenmodems mit dem PRM44/62-Modul zum Einsatz. Die Geräte quittieren im selben Anruf die Schaltbefehle und diese Quittierungen werden über das EDW3000 mittels IEC60870-5-104-Protokoll wieder zurück an das Netzleitsystem gemeldet. Hieraus ergibt sich ein gern gesehener Effekt gegenüber der Funkrundsteuerung, da die Quittungen eine Verlässlichkeit und Nachweisbarkeit in kritischen Netzsituationen garantieren. Nachdem Anfang 2010 mit der Realisierung des Projekts begonnen wurde, konnte im August die Testphase abgeschlossen werden. Nach einer Schulung der Schaltmeister fand dann am 1. Oktober 2010 die Inbetriebnahme statt. „Der große Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass wir bereits vorhandene Technik nutzen konnten und keine neue Fernwirktechnik aufbauen mussten“, unterstreicht Projektleiter Tornow. Eine Besonderheit der neuen Technik ist dabei, dass die Einspeiser abhängig von der Erzeugungsart Wind, PV oder Biogas unterschiedlich behandelt werden können. So könnten die Biogaseinspeiser im EDW.scadalink besonders gekennzeichnet werden und ihre Einspeiseleistung würde z.B. bei Bedarf nur um maximal 70% reduziert werden können.
In Zukunft ist angestrebt, auch die Topologie des Netzgebiets stärker zu berücksichtigen. „Wir werden die Einspeiser nicht mehr nach fest definierten EisMan-Regionen steuern, sondern abhängig von der Topologie werden die jeweils stärksten auf einen Engpass im Netz wirkenden Einspeiser dynamisch zu einer Liste zusammengestellt.“, erläutert Tornow.

Intelligente Stromnetze entwickeln sich

Bis zum Jahr 2020 soll der Strombedarf in Deutschland zu 30 Prozent durch erneuerbare Energiequellen gedeckt werden, derzeit sind es nur etwa 15 Prozent. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen sich immer mehr und immer größere Windräder drehen, die ersten bereits fern der Küsten weit draußen auf dem offenen Meer. Auf den Dächern von Privathäusern, Fabrikgebäuden oder Scheunen entstehen weitere Solaranlagen. In den Gebirgsregionen werden zahllose Kleinstwasserwerke installiert, in der Landwirtschaft boomen die Biogasanlagen.
Doch die „Liefer-Zuverlässigkeit“ dieser regenerativen Energiequellen lässt sich nur schwer berechnen. Nicht nur die Anlagenbetreiber, auch die Betreiber der Netze können nur selten genau abschätzen, wann die „Stromernte“ stattfindet und wie groß sie ausfällt. Nicht immer bläst der Wind, nicht immer scheint die Sonne und nicht immer fließt genügend Wasser erst durch Bäche und dann durch Turbinen. Stürmt es dagegen, brennt wochenlang die Sonne vom Himmel oder schwellen nach tagelangen Regenfällen die Wassermengen an, wird plötzlich sehr viel Strom produziert – Energie, die zu diesem Zeitpunkt niemand braucht. Während in der Vergangenheit die Erzeugung an den aktuellen Verbrauch angepasst wurde, muss zukünftig die momentan erzeugte Energie intelligent verwertet werden. Um die Stabilität des Stromnetzes zu gewährleisten, müssen die ohnehin ständig schwankende Energienachfrage und das noch viel stärker schwankende Angebot an regenerativen Energien permanent gesteuert und ausgeglichen werden.

Neben den Möglichkeiten zur Energiespeicherung – ein Thema an dem auch im E.ON Konzern intensiv geforscht wird - sind dazu äußerst anpassungsfähige Netzführungssysteme gefordert, die in Echtzeit aktuellste Daten zur Leistung der Netzinstallation, zum Lastfluss und zur Nachfrage für Stromerzeuger, Leitungsbetreiber und Verbraucher bereitstellen. Solche intelligente Netze, die Smart Grids, entstehen nicht plötzlich. Sondern sie entwickeln sich mit zunehmender Geschwindigkeit aus unserer heutigen Infrastruktur. Zahlreiche Komponenten und Systeme, wie sie für ihren Aufbau benötigt werden, gibt es bereits und haben sich vielfach bewährt: Angefangen von intelligenten Stromzählern über MDM-Software für das Meter Data Management bis hin zu den SCADA-Lösungen zur Überwachung, Steuerung und Datenerfassung. Diese Elemente wachsen auf der Basis einheitlicher Schnittstellen zusammen und bilden die Grundlage für das intelligente Netz der Zukunft.

GÖRLITZ unterstützt diese Entwicklung mit seinen Produkten. „EDW.scadalink und unsere Skalar-Datenmodems sind eine kosteneffiziente Systemlösung zur Zusammenführung von SCADA und MDM – damit können Energieversorger ohne großes Investitionsrisiko den ersten Schritt in Richtung Smart Grid gehen“, unterstreicht Thorsten Causemann, Geschäftsführer der GÖRLITZ Deutschland GmbH.

Quellen: Schleswig Holstein Netz AG,  Goerlitz AG