10-MW-PV-Park der ASG Engineering GmbH

Intelligente Steuerungstechnologie kompensiert Verlustleistungen Blindleistung muss nicht mehr zugekauft werden

Bei bestimmten Konstellationen erzeugen Photovoltaikanlagen auch in der Nacht kapazitive Verlustleistungen. Damit keine Blindleistung vom Netzbetreiber zugekauft werden muss, hat Phoenix Contact die Regelfunktion Q@Night entwickelt, die in einem PV-Park in Sachsen-Anhalt, Deutschland, eingesetzt wird.

Foto von Christopher Werlitz, ASG Engineering GmbH

Christopher Werlitz, ASG Engineering GmbH

Kundenprofil

Die ASG Engineering GmbH aus Sachsen-Anhalt, Deutschland, wurde 2007 gegründet und hat sich auf die Beratung, Planung, Umsetzung und Betriebsführung von Photovoltaikanlagen spezialisiert.

Zu ihrem Leistungsspektrum gehört ebenfalls die Integration der Anlagen und Speicher in die bestehende Infrastruktur mit optimaler Nutzung des Eigenstromverbrauchs. Darüber hinaus beschäftigt sich das Unternehmen mit der Lastspitzenkappung sowie Speicherlösungen für Microgrid-Systeme.

Netzanschlusspunkt im Dessora-Industriepark

Netzanschlusspunkt im Dessora-Industriepark

Anwendung

Es handelt sich in diesem Projekt um einen 10-MW-PV-Park im Dessora-Industriepark in Oranienbaum-Wörlitz im östlichen Sachsen-Anhalt, Deutschland.

Bevor die Spannung in das Netz eingespeist werden kann, muss sie zunächst über ein drei Kilometer langes Erdkabel zum Netzanschlusspunkt übertragen werden. Aufgrund der großen Leitungslänge entstehen besonders in der Nacht kapazitive Verlustleistungen. Die Trafostationen im Park generieren ebenfalls Verluste, wobei es sich um induktive Verlustleistungen handelt. Um solche Verlustleistungen zu kompensieren, müsste der Parkbetreiber im Normalfall Blindleistung kostenpflichtig vom Netzbetreiber beziehen. Der finanzielle Aufwand für einen solchen Zukauf würde sich im Verlauf eines Jahrs auf einen mittleren fünfstelligen Betrag addieren.

Gesprächssituation im PV-Park zwischen dem Kunden und einem Phoenix Contact-Vertriebsmitarbeiter

Zusammenarbeit zwischen der ASG Engineering GmbH und Phoenix Contact

Einblick in die Schaltschranklösung mit dem Einspeiseregler von Phoenix Contact

Lösung zum Einspeisemanagement

Lösung

Am Netzanschlusspunkt ist der auf der PLCnext Technology basierende Einspeiseregler von Phoenix Contact installiert. Das gemäß der deutschen Anwendungsrichtlinie VDE-AR-N 4110/4120 zertifizierte Gerät stellt sicher, dass dezentrale Energieerzeugungsanlagen, die an Mittel- und Hochspannungsnetze angekoppelt sind, netzkonform einspeisen.

Da sich die Hard- und Software des Einspeisereglers jederzeit individuell und projektspezifisch anpassen lassen, kann das Gerät um die Funktion der Q@Night-Regelung erweitert werden. Hinter dem Begriff verbirgt sich die Blindleistungsregelung bei Nacht. Die von ASG Engineering programmierte und auf den EZA-Regler implementierte Reglerfunktion Q@Night sorgt dafür, dass die Wechselrichter des Photovoltaikparks in der Nacht nicht wie üblich herunterfahren. Um am Netzanschlusspunkt einen cos phi von genau 1 zu erreichen, stellen sie vielmehr weiterhin Blindleistung bereit. Auf diese Weise werden die induktiven und kapazitiven Eigenschaften der parkeigenen Elemente – also Leitungen und Trafos – ausgeglichen.

Netzanschlusspunkt im PV-Park

Aufgrund dieser Reglerfunktion spart der Parkbetreiber mehr als 20.000 € pro Jahr

Die Vorgaben an die im Feld verbauten Wechselrichter kommen vom Buskoppler

Die Weiterleitung der Steuerungssignale zur Q@Night-Regelung erfolgt über eine Glasfaserleitung auf einen Buskoppler Axioline F BK ETH, der in einer der vier Trafostationen im drei Kilometer entfernten PV-Park installiert ist. An den Buskoppler reihen sich RS Uni-Module an, die den Betrieb von Peripheriegeräten mit serieller Schnittstelle am Bussystem erlauben. Vom Buskoppler erhalten die in 16 Strängen sternförmig angebundenen Wechselrichter per RS-485-Datenkommunikation die Vorgaben, die sowohl für die Einspeiseregelung als auch die Blindleistungsregelung bei Nacht erforderlich sind.

Interaktive Image Map: Topologie Q@Night
Einspeiseregler
Unsere Lösung bestehend aus Hard- und Software sorgt dafür, dass der Engineering-Aufwand bei der Einspeiseregelung gering bleibt.
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Einspeiseregler
Nahaufnahme Solarpanel vor Himmel

Fazit

Die auf dem Einspeiseregler implementierte Reglerfunktion Q@Night vermeidet den kostspieligen Zukauf von Blindleistung. Die offene Steuerungsplattform ermöglicht ein schnelles und zuverlässiges Engineering sowie die projektspezifischen Anpassungen.