PLANET: Optimale Nutzung der Technischen Regeln bei effizienter Netzplanung
Die Planung von Stromnetzen wird durch die zunehmende Elektrifizierung komplexer. Das Projekt PLANET identifiziert Stolpersteine bei der Anwendung heutiger Planungsregeln und gibt Empfehlungen für den Einbezug von intelligenten Lösungen ab.
Steckbrief
- Lead-Departement Technik und Informatik
- Institut(e) Institut für Energie- und Mobilitätsforschung IEM
- Forschungseinheit(en) IEM / Elektrizitätsnetze
- Förderorganisation Schweizerische Eidgenossenschaft (Bundesverwaltung)
- Laufzeit (geplant) 01.11.2023 - 30.03.2027
- Projektverantwortung Prof. Michael Höckel
- Projektleitung Prof. Michael Höckel
- Partner Bundesamt für Energie BFE
- Schlüsselwörter Elektrifizierung, Stromnetz, Technische Regeln, Anschlussgesuche
Ausgangslage
Die zunehmende Elektrifizierung durch Elektromobilität, den Ersatz fossiler Heizungen durch Wärmepumpen und den Ausbau von Photovoltaikanlagen führt zu einer stärkeren Belastung des Schweizer Stromnetzes. Dies erfordert gewisse Netzverstärkungen und Netzausbauten der Verteilnetze, um Überlastungen zu vermeiden und eine hohe Spannungsqualität sicherzustellen. Verteilnetzbetreiber verwenden die «Technischen Regeln für die Beurteilung von Netzrückwirkungen» (TRBNr) DACHCZ für die Netzplanung, um die Spannungsqualität zu koordinieren und Anschlussgesuche zu bewerten. Diese Regeln berücksichtigen jedoch nicht die Möglichkeiten von intelligenten Systemen in Verteilnetzen. Die Frage stellt sich, ob die aktuellen Planungsgrundsätze für einen kosteneffizienten Netzausbau ausreichen oder ob Ergänzungen, insbesondere im Hinblick auf den Einsatz von sogenannten Smart-Grid-Technologien, erforderlich sind.
Vorgehen
Zur korrekten Planung des Verteilnetzes ist die Kenntnis des Ausnutzungsgrades und von Gleichzeitigkeitsfaktoren essenziell. Daher werden im Projekt die aktuelle Praxis zur Beurteilung von Anschlussgesuchen bei den Netzbetreibern verglichen und die Spannungsqualität in ausgewählten Netzen analysiert, um spezifischere Erkenntnisse zu erzielen und Empfehlungen in Ergänzung zu den heutigen TRBNr DACHCZ abzugeben. Durch Feldmessungen können die tatsächlichen Auswirkungen von Kundenanlagen auf das Stromnetz in einer realen Umgebung gemessen werden. Labormessungen können ergänzend genutzt werden, um die Auswirkungen unter kontrollierten Bedingungen zu erforschen und zu simulieren. Durch die Kombination von Feld- und Labormessungen kann ein umfassendes Verständnis der Auswirkungen neuer Kundenanlagen auf das Stromnetz erlangt werden. Diese Erkenntnisse können genutzt werden, um die heutigen Regeln hinsichtlich eines effizienten Anschlusses von modernen Kundenanlagen (Photovoltaikanlagen, Ladestationen, Wärmepumpen etc.) an das Stromnetz zu ergänzen. Schliesslich wird ein Open-Source-Software-Tool fertiggestellt, das die Netzbetreiber bei der Beurteilung von Anschlussgesuchen nach der neusten, dritten Version der TRBNr DACHCZ unterstützt.
Ergebnisse
Das Projekt gibt über den heutigen Wissensstand hinaus Empfehlungen für den Einbezug von intelligenten Systemen bei der Beurteilung nach den TRBNr DACHCZ ab. Das Projekt soll die Frage beantworten, welche Möglichkeiten moderne Mess- und Steuersysteme bieten, um von Grenzwerten nach den Technischen Regeln abweichen zu können. Daneben stehen weitere Punkte im Fokus: Das Aufzeigen möglicher Lösungen zur Beseitigung von heutigen Hindernissen bei der Beurteilung von Anschlussgesuchen sowie die Weiterentwicklung eines Open-Source-Software-Tools zur Unterstützung der Anschlussbeurteilung. Darüber hinaus werden Richtlinien und Empfehlungen für Schulungsunterlagen und Leitfäden in der Netzplanung erarbeitet. Richtwerte für Gleichzeitigkeitsfaktoren und Ausnutzungsgrade für verschiedene Netzgebiete und Anlagetypen werden abgegeben. Wichtige Punkte aus der Praxis werden aufgenommen, einschliesslich Empfehlungen, wann ein neuer Netzanschluss mittels Messungen überprüft werden sollte. Ziel ist, trotz zunehmender Netzanschlüsse ein kosteneffizientes Verteilnetz zu gewährleisten.
Ausblick
Das Aufzeigen von Hindernissen und Verbesserungsmöglichkeiten beim Umgang mit den TRBNr DACHCZ ist von grosser Bedeutung für die Netzbetreiber. Das Verständnis dieser Regeln und der Erfahrungen anderer Netzbetreiber kann dazu beitragen, Auswirkungen von modernen Geräten und Anlagen auf das Netz zu verstehen und effektive Lösungen für die Optimierung und den Ausbau des Stromnetzes zu finden. Die TRBNr DACHCZ bieten eine methodische Grundlage für die Bestimmung von Netzrückwirkungen und sind ein unverzichtbares Werkzeug bei der Planung von Stromnetzen. Das Projekt wird identifizieren, an welchen Stellen die TRBNr DACHCZ ergänzt werden müssten, um heute verfügbare, intelligente Überwachungs- und Steuersysteme in der Netzplanung im Sinne eines kosteneffizienten Netzbaus angemessen zu berücksichtigen. Durch die Erweiterung der Kenntnisse und Erfahrungen im Umgang mit den TRBNr DACHCZ sind Netzbetreiber in der Lage, die Netzanschlüsse von Photovoltaikanlagen, Ladeinfrastruktur und Wärmepumpen hinsichtlich einer kosteneffizienten Netzplanung fundierter zu beurteilen, indem der Einfluss von modernen Geräten und Anlagen besser berücksichtigt werden kann.
