Aufgrund der zunehmenden Veränderungen der elektrischen Netze werden Lastflussinformationen immer wichtiger, um Transparenz im Smart Grid herzustellen. Für Verteilnetzbetreiber insbesondere auch in Kombination mit Daten der Netzqualität. Bei vielen Verteilnetzbetreibern sind entsprechende Informationen auf der Netzebene 7 (Niederspannung) entweder gar nicht oder nur unzureichend vorhanden. Ohne eine ordentliche Smart-Grid Lösung würde dies einem „Blindflug“ entsprechen.

Da viele Konsumenten zunehmend auch Produzenten, also so genannte Prosumer sind, werden neue technische als auch kommerzielle Lösungen immer stärker gefragt. Dabei helfen intelligente Mess-Systeme (Smart-Meter) nicht weiter, da diese u. a. durch Datenschutzregeln und auch ungenügende Performance für die Netzführung nur bedingt geeignet sind

Zur Transparenz im Smart Grid lesen Sie einen möglichen Lösungsansatz hier in diesem Blog.

Die Herausforderung

Eine der grossen Herausforderungen besteht darin, dass sich die vormals zentralisierte elektrische Energiewelt zu einem hochdynamischen als auch sehr komplexen dezentralen System entwickelt hat. Dabei müssen neue, jedoch relevante Informationen in einem gezielten Umgang mit Daten systemisch verarbeitet werden können.

Auswirkungen eines Smart Grids auf die Messtechnik

Grundlegend werden immer noch die gängigen Messdaten von Spannung, Strom und Frequenz als auch deren abgeleiteten Grössen  benötigt. Allerdings, und hier kommt die mögliche Herausforderung für die Smart Grid-Anwendung: Die Messdaten werden mit neuen Kundenbedürfnissen kombiniert und in Relation gebracht (z. B. Skalierbarkeit, Echtzeit, Anbindung an bestehende Leitsysteme, Integration in neue Plattformlösungen, Connectivity, ausgeprägter fachlicher Beratungsbedarf, Cyber Security, Mehrkosten, etc.). Somit werden sich die herkömmlichen IEC-Gruppierungen von elektrischen Messgeräten womöglich verändern und noch mehr überlappen, um Transparenz im Smart Grid zu ermöglichen.

Zudem ist es sicherlich sinnvoll, für essenzielle Funktionen weiterhin analoge Anzeiger (elektromechanisch) redundant einzusetzen. Diese halten jedem Ausfall und/oder Angriff einer Datenkommunikation stand. Dies wird auch aus der unten gezeigten Matrix deutlich.

Verteilnetzbetreiber haben sich vertraglich verpflichtet, ihren Kunden Energie in vereinbarter Menge und Qualität bereitzustellen. Damit sie die Einhaltung dieser Leistungen überprüfen können, muss zuerst «Transparenz im Kabel» hergestellt werden. Mit den Informationen über die aktuellen Lastflüsse, werden diese auf der Netzebene (6) 7 regelbar und ermöglichen so auch eine effiziente Ausnutzung der Netzqualitätsgrenzen. Ziel dabei ist, einen teuren Netzausbau und die damit verbundenen hohen Kosten vermeiden zu können.
Dies fördert auch das Thema der allgemeinen Ressourcen-Schonung (z. B. Verzicht auf zusätzliche Mengen Kupfer).

Zu einer Erhöhung der Transparenz im Smart Grid schlagen wir eine zertifizierte Netzqualitätserfassung und Leistungsanalyse bis zu 32 Kanälen in der Unterverteilung vor. Die Signalverarbeitung wird auf dem Messgerät der Serie LINAX® PQ5000CL umgesetzt. Dort werden die jeweiligen Strommesswerte der so genannten Current Link Module verarbeitet. Durch die Current Link-Technologie sind die einzelnen Current Link Module und deren Sensoren (Rogowski) mittels Signalschlaufe über Koax-Leitungen skalierbar vernetzt. Dadurch reduziert sich der Installationsaufwand auf ein absolutes Minimum und eine fachgerechte Kabelführung wird gewährleistet.

Zudem ist dieses Mess-System zur Bestimmung der Spannungsqualität und der Lastflüsse äusserst kosteneffizient und on top metrologisch zertifiziert. Somit kombiniert das skalierbare Messinstrument quasi die Bereiche Transducer nach IEC 60688, Power Metering and Monitoring nach IEC 61557-12 als auch Power Quality Instruments nach IEC 62586-1.

LINAX®PQ5000CL

• Metrologisch zertifiziertes PQI nach IEC61000-4-30 Ed. 3 der Klasse A als Grundgerät
• Ein skalierbares System für die Bereiche zertifizierte Netzqualität als auch für Last- und Effizienz Management
  für bis zu 10 Kanäle (32 Leiter)
• Eine optionale Basis-Strommessung (z. B. direkt nach dem Trafo) mit einer grossen Genauigkeit durch Stromwandler-Sensorik
• 3P oder 3PN mittels Current Link pro Einspeiser (max. 32 Ströme)
• Eine Messkampagne zeitsynchron bei multiplen Abgängen im Gegensatz zur traditionellen Messung pro Einspeiser
• Direkte Konformitäts-Berichtserstattung und Ereignisdarstellung durch PQEasy-Reporting via Webbrowser (z. B. nach
  EN50160)
• Störfallaufzeichnung von Spannungsereignissen, optional mit zeitsynchronisierten Strömen der einzelnen Kanäle (IEC61000-4-30 Ed. 3)
• Zeitsynchrones Lastmanagement für U/I/P/Q/cosφ
• Strommessung pro Current Link- Kanal bis zu 1’000A und Überströme bis zu 20‘000A
• Netztarifzähler P & Q (Bezug & Abgabe)
• Ertüchtigung zur Regelaufgabe im Smart-Grid (z. B. Power Quality-Netzausnutzung)
• System-Management mittels einem benutzerfreundlichen Multi-Device-Tool zur einfachen Inbetriebnahme und einem effizienten Unterhalt
• Grosse Verteileranlagen (Abgänge) werden kontinuierlich mit nur einem metrologisch zertifizierten Messsystem überwacht
• Geringer Platzbedarf & geringer Verdrahtungsaufwand auf Basis der skalierbaren Strom-Sensoren
• Ein Abschalten der Anlage zur Installation des Messsystems ist aufgrund der non-invasiven Rogowski-Messtechnik nicht notwendig
  (Achtung: Arbeitsschutz & Sicherheit beachten)
• Sehr hohe Robustheit durch bewährtes Koaxial-Prinzip (Vorteile siehe Seite 9)
• Stromwerte sind zeitsynchron zur Spannung (IEC61000-4-30)
• Offenes, jedoch Cyber Secures Kommunikationssystem ermöglicht eine hohe Anbindungsflexibilität zu parallelen als auch übergeordneten Systemen
• Sehr schneller Roll-out bei robuster Messtechnik