Mittelspannungsanschluss – WAGO und das Ingenieurbüro Pfeffer
Ins Auge fallen sie nicht. Aber jeder Stromkunde, der einen erhöhten Bedarf an Energie hat – ganz gleich, ob Einkaufszentrum oder produzierender Betrieb – ist mit einer Kundenübergabestation direkt an die Mittelspannung des Verteilnetzbetreibers angeschlossen.
Wachsende Anforderungen
Seit Jahren wachsen die Anforderungen an solche Projekte, denn längst wird nicht mehr einfach nur Strom bezogen. In wachsendem Umfang müssen beispielsweise Überschüsse aus der Erzeugung erneuerbarer Energien eingespeist werden, Wärmepumpen angeschlossen oder eine Ladeinfrastruktur integriert werden. Um das regeln und steuern zu können, müssen mehr und mehr Messwerte im fortlaufenden Betrieb aufgenommen und verarbeitet werden – und das erfordert eine unterbrechungsfreie Kommunikation mit der Leittechnik des Netzbetreibers. Ohne eine ausgefeilte Software im Hintergrund funktioniert das nicht.
Normkonforme Kundenübergabestationen
„Unser Tagesgeschäft ist es, Ortsnetzstationen und Kundenübergabestationen stets normenkonform zu gestalten”, beschreibt Marco Genehr die Arbeit des Ingenieurbüros Pfeffer. Und das ist tatsächlich eine besondere Herausforderung. Die Spezialisten aus Rödermark projektieren und planen Kundenübergabestationen (KÜS) in jeder Größe, von „klein bis riesengroß“. Die Rahmenbedingungen für den Aufbau von Kundenübergabestationen gibt die Technische Anschlussregel VDE-AR-N 4110 vor. Diese wird ergänzt um die individuellen, jeweils unterschiedlichen Technischen Anschlussbedingungen (TAB) der Netzbetreiber. Zwischen 20 und 150 Seiten umfassen diese zusätzlichen Vorgaben für die technische Einrichtung der KÜS – und das bei fast 900 Netzbetreibern in ganz Deutschland.
„Vergleichbar mit der Planung eines Hauses“
Dieser Mammutaufgabe nähert sich Marco Genehr vom Ingenieurbüro Pfeffer mit viel Erfahrung und noch mehr Fragen. „Die Herangehensweise ist vergleichbar mit der Planung eines Hausbaus. Ganz grundsätzlich will jemand einfach irgendwie wohnen. Unser Kunde braucht ganz einfach eine KÜS. Ob das dann im übertragenen Sinn ein einfaches Haus oder ein Smart Home wird, entscheidet sich anhand der individuellen Bedarfe, Voraussetzungen und Möglichkeiten.“ Wie viel Leistung brauchen beispielsweise die vorhandenen oder geplanten Maschinen? Müssen Erzeugungsanlagen für erneuerbare Energien eingebunden werden? Wie viele Niederspannungsringe werden benötigt? Aus diesen Vorgaben wird dann genau die Übergabestation entwickelt, wie der Kunde sie braucht. Die TAB der Versorger hat Marco Genehr bei jedem Entwicklungsschritt fest im Auge. Bei Bedarf ist auch WAGO von Beginn an mit an Bord, denn jede mit Fernwirktechnik angebundene KÜS beinhaltet die Fernwirk- und Steuerungskomponenten von WAGO. „Spätestens bei der Inbetriebnahme ist eine Menge Know-how gefragt.“
Stationen im Wandel: Ansprüche haben sich potenziert
Für optimale Arbeitsergebnisse haben das Ingenieurbüro Pfeffer und WAGO ihre Kompetenzen vor mehr als zehn Jahren gebündelt. Das erste gemeinsam geplante Projekt war eine Ortsnetzstation aus Glas. Sie war 2014 viel beachtetes Ausstellungsobjekt für die Energiefachmesse E-World in Essen. Seit der Realisierung der ersten Projekte haben sich die Ansprüche an Planung und Umsetzung potenziert. Für einen Vergleich zieht Marco Genehr die Entwicklung vom Rechenschieber zum PC heran. „Hatte beispielsweise eine Ortsnetzstation vor zehn Jahren noch den Standard eines Rechenschiebers, sind wir heute auf PC-Niveau angelangt.“ Anlagen sind in Folge der rasant wachsenden technischen Anforderungen deutlich komplexer geworden und sind inhaltlich um ein Vielfaches gewachsen. Die Projektierung ist heute bedeutend aufwendiger. „Schon in den ersten Planungsschritten muss klar herausgearbeitet werden, welche steuerungstechnischen Aufgaben im Betrieb der KÜS und auch perspektivisch erfüllt werden müssen.“ Je genauer diese Vorgaben formuliert sind, desto besser. „Exakte Leistungsangaben beschleunigen den Planungsprozess.“ Dabei werden zusätzliche Leistungsreserven als Puffer mit eingerechnet. Auch spätere Erweiterungsmöglichkeiten werden berücksichtigt. „Und nicht zuletzt behält eine gute Planung immer auch den Kostenaspekt im Blick. Sie dürfen nicht überborden.“ „Anschließend beginnen wir mit der Erstellung der technischen Unterlagen für den Bau der Anlage.“ Dabei geht es in die Details. Jetzt wird unter anderem entschieden, welcher Trafo eingebaut wird, wie der richtige Schutz aussieht und so weiter.
Das erste gemeinsame Projekt war eine gläserne Ortsnetzstation für die E-world 2014 in Essen. Foto: Ingenieurbüro Pfeffer
WAGO liefert Hardware und Software
Neben der fernwirktechnischen Hardware liefert WAGO auch die Software, die für die Kommunikation mit dem Netzbetreiber zuständig ist. WAGO Application Customer Substation stellt eine einfache an die Leitstelle des Energieversorgers sicher. Die Grundlage ist fernwirktechnische Anbindung jeder Kundenübergabestation standardisiert und ausgestattet mit einer für die verschiedensten Netzgebiete vorkonfigurierten Software. Als universelle „Out-of-the-box“-Lösung bietet sie ein Höchstmaß an Bedienkomfort und Einfachheit. Neben den benötigten Kommunikationsprotokollen umfasst sie auch die Cybersecurity, die in diesem Bereich gefordert wird. „Über eine leicht verständliche visuelle Benutzeroberfläche von WAGO Application Customer Substation wird die KÜS mittels Parametrierung in Betrieb genommen. Das ist ebenso einfach wie effektiv. Der Anwender benötigt keinerlei Programmierkenntnisse. Gewisse Grundkenntnisse in der Fernwirktechnik sind jedoch wichtig. Man muss wissen, welche Parameter eingestellt werden müssen”, verweist Marco Genehr auf einen wichtigen Aspekt – den Fachkräftemangel. „Der wird gerade im Bereich der Energietechnik mit den Spezialaufgaben Stationstechnik
Simulation von Netzkonstellationen und -veränderungen
Das Ingenieurbüro Pfeffer hat die Zukunft fest im Blick: Gemeinsam mit der Hochschule Darmstadt geht es im Smart Grid Lab Hessen darum, zu erforschen, welche Veränderungen sich durch die neuen Energieflüsse ergeben. „Im Lab können Netzkonstellationen und -veränderungen simuliert werden.“ Lastkurven werden hochgerechnet und Energieflüsse unter den verschiedensten Bedingungen simuliert. Ziel ist es, die zukünftigen Lastflüsse im Netz schon vor deren Entstehen zu kennen und das Netz entsprechend so auszubauen, dass es in den nächsten Jahrzehnten den Anforderungen der Energiewende genügt. „Gerade im Ortsnetzbereich müssen die optimiert werden.“ Die Optimierung in Planung und Ausführung von Kundenübergabestationen ist ein gemeinsames Anliegen des Ingenieurbüros Pfeffer und WAGO. Dafür stellen beide ihr Know-how, ihren Support und Service bereit – auch nach der erfolgreichen Inbetriebnahme der Kundenübergabestation.
Ganz gleich, ob Erzeugungsanlagen, Speicher oder Lastkunden: Wenn es den Mittelspannungsanschluss betrifft, müssen Kundenübergabestationen fernwirktechnisch angebunden werden.
EZA-Regler sorgen für ein netzkonformes Einspeisemanagement der jeweiligen Erzeugungsanlagen (EZA) am Netzanschlusspunkt (NAP). Mit WAGO Power Plant Control können Anlagenbetreiber und Systemintegratoren die netzseitig geforderten Vorgaben für diese Parkregler erfüllen – flexibel und sicher. Die Lösung ist gemäß VDE-AR-N 4110 und 4120 zertifiziert.
