Stetig steigende Anforderungen an die Energieversorgungsunternehmen (EVUs) im Hinblick auf die Versorgungsqualität und Versorgungssicherheit der Kunden stehen im Gegensatz zu den Forderungen der Gesellschafter zu mehr Wirtschaftlichkeit und höheren Gewinnmargen. Einerseits wurden in den letzten Jahrzehnten aufgrund der Liberalisierung der Energiemärkte und einer verschärften Wettbewerbssituation die Redundanzen im Netz, d. h. Sicherheitsreserven deutlich zurückgefahren.
Andererseits sind wir in einem immer größeren Ausmaß abhängig von einer ausfallsicheren Stromversorgung. Dies betrifft alle Bereiche des täglichen Lebens. Die extreme Abhängigkeit von elektrischer Energie wurde in den letzten Jahren mehrfach sehr deutlich. Hier sind beispielhaft die Ausfälle in Hannover im Juli 2011( 600.000 Menschen betroffen und zahlreiche Industrieunternehmen ) und in Münchener Umland ( 3 komplette Landkreise betroffen ) im Mai 2013 zu erwähnen. Für eine sichere Energieversorgung sind neue Wege gefragt. Hier reicht es nicht mehr, nur den Spannungsnennwert und die Stromspitze im letzten Monat zu überwachen. Wichtigster Baustein ist eine höhere Transparenz der Energieversorgungsnetze.
Der elektrische Spannung hat verschiedene Merkmale, welche die Qualität des Produktes Strom ausmachen. Diese sind unter den beiden Begriffen Verfügbarkeit und Nutzbarkeit zusammengefasst. Die Nutzbarkeit, soweit keine Spannungsunterbrechungen vorliegen, wird mit der Spannungsqualität beschrieben. Die Spannungsqualität gewinnt zunehmend an Bedeutung, insbesondere durch die zunehmende Anzahl nichtlinearer Verbraucher, d. h. Verbraucher, die auf der einen Seite Netzrückwirkungen erzeugen und andererseits Verbraucher mit hoher Empfindlichkeit wie z. B. von IT-Geräten. Beispielsweise reagieren elektronische Steuerungen in höchstem Maße sensibel auf Spannungsschwankungen, auch wenn diese sich nur innerhalb eines Bereiches von Millisekunden abspielen.
Aber auch das gestiegene Bewusstsein sowohl der Energiekunden als auch der Energieversorgungsunternehmen spielt eine Rolle. Die Spannungsqualität ist eine komplexe Thematik und beinhaltet eine ganze Reihe unterschiedlicher Parameter. Diese Thematik nimmt insbesondere unter dem Aspekt der kontinuierlichen und direkten gegenseitigen Beeinflussung zwischen Erzeugung und Verbrauch eine Sonderstellung ein.
Andere industrielle Produkte werden in der Fabrik erzeugt, einer Qualitätskontrolle unterzogen und anschließend mit einer klar definierten Qualität an den Kunden ausgeliefert. Beim elektrischen Strom hat aber auch die Nutzung durch den Kunden einen unmittelbaren Einfluss, d. h. Rückwirkung auf das Netz und somit das Produkt Strom. Auch andere Stromkunden (Nachbarn) werden von diesen Rückwirkungen beeinflusst.
In der Leitwarte der infra fürth GmbH laufen sämtliche Informationen der UMG 511 zusammen. Die erforderlichen Daten stehen ständig aktualisiert zur Verfügung, Schalthandlungen werden veranlasst um z.B. Überlastungen von Leitungen oder Transformatoren zu vermeiden. In den meisten Fällen können Schäden in Grenzen gehalten werden, wenn das Bedienpersonal zur richtigen Zeit die entsprechenden Informationen zur Verfügung hat und Entscheidungen auf Basis von Fakten treffen kann.
War die ursprüngliche Motivation von infra fürth ausschließlich die Nachweispflicht im Rahmen des Energiewirtschaftsgesetzes über die Versorgungszuverlässigkeit und Spannungsqualität gemäß der Norm EN 50160, sieht man mehr und mehr auch die Vorteile eines transparenten Netzes in seiner ganzen Breite:
Der erste Schritt auf dem Weg zu einem umfassenden Spannungsqualitäts- und Energie-Managementsystem ist die Schaffung eines transparenten Versorgungsnetzes. Dies ist Basis für weitreichende Entscheidungen, z. B. um unnötige kostenintensive Neuinvestition in eine zusätzliche Unterstation zu vermeiden. Es können Maßnahmen ergriffen werden, um die Spannungsqualität zu verbessern (z. B. regelbare Ortsnetztransformatoren RONT). Zeitintensive Netzuntersuchungen um Störquellen zu identifizieren werden überflüssig.
„Wirklich ist was sich messen lässt“
Möglich wurde dies durch eine kontinuierliche Erfassung und Auswertung von Messdaten. Damit wurde ein hohes Maß an Transparenz der Energieflüsse und Spannungsqualitätsmerkmale – von der Einspeisung des Energieversorgers bis hin zum Verbraucher – erzielt.
Graphenset
Dokumentation einer Kurzzeitunterbrechung
Versorgungsqualität ist das Kriterium, auf das sich Energieversorger fokussieren müssen. Das Thema Versorgungsqualität ist sowohl ein Aspekt der Anreizregulierung durch die Bundesnetzagentur, als auch ein Kriterium, über das sich ein EVU am Markt differenzieren kann, d. h. seinen Kunden gegenüber positiv präsentiert. Somit ist die Versorgungsqualität ein wichtiges Mittel zur Kundenbindung.
Bereits heute ist das EVU verpflichtet, im Zuge der Produkthaftung und nach den Vorgaben der Bundesnetzagentur die Spannungsqualität einzuhalten. Darüber hinaus verpflichtet das Energiewirtschaftsgesetz Netzbetreiber dazu, Versorgungsstörungen der Bundesnetzagentur zu melden.
Durch die permanente Überwachung sämtlicher in der EN 50160, EN 61000-2-4 oder durch den Benutzer definierten Spannungsqualitätsmerkmale, erlaubt es der Spannungsqualitätsanalysator UMG 511 für definierte Zeiträume die Einhaltung dieser Normen zu dokumentieren.
Das UMG 511 hat einen internen 256 MB Flash Speicher zur kontinuierlichen Aufzeichnung von Daten. Dieser Messwertspeicher ist frei konfigurierbar bezüglich der zu speichernden Messwerte und der Aufzeichnungsintervalle.
Das Aufzeichnungsintervall ist auch zugleich die Mittelungszeit des jeweiligen Messwertes. Zusätzlich können innerhalb dieses Intervalls die höchsten und niedrigsten Momentanwerte (200 ms-Mittelungszeit) mitgeschrieben werden.
Eine stabile Netzversorgung setzt voraus, dass man die Grenzen des Netzes kennt. Hier sind Strom und Leistung ebenso zu nennen wie die diversen Spannungs-qualitätsmerkmale, z. B. THD-U, und diese müssen permanent überwacht werden, um eine Überlastung zu vermeiden.
Das UMG 511 ermöglicht mit der grafischen Programmierung der GridVis® eine zusätzliche Applikation (ähnlich wie bei einer SPS), wie z.B. eine Grenzwertüberwachung zu programmieren. Eine Vorlage für die Überwachung eines Grenzwertes ist schon in der GridVis® hinterlegt und ist somit leicht anzupassen. Diese Überwachung kann einem Digitalausgang, einer Modbus-Adresse oder auch einem Email-Versand zugeordnet werden.
Entsprechende Informationen können auch komfortabel über die verschiedenen Schnittstellen, wie z. B. Ethernet (inkl. Webserver), Profibus oder Modbus RTU ausgelesen werden.
Durch eine hohe Netztransparenz mittels permanenter Überwachung kritischer Netzpunkte ist es möglich, Netze höher auszulasten. Eine detaillierte Netzkenntnis erlaubt es, Unsicherheitsfaktoren zu reduzieren. Es können kritische Pegel, wie z. B. leistungsmäßige Auslastung eines Netzpunktes, voreingestellt werden und bei Überschreitung entsprechende Warnmeldungen an die Leitzentrale mitgeteilt werden.
