Netzimpedanzmessung in Nieder- und Mittelspannungsnetzen zur verbesserten Netzintegration Erneuerbarer Energieanlagen

Eine nachhaltige elektrische Energieversorgung basierend auf regenerativen Energieträgern wird in Deutschland in Zukunft an Bedeutung gewinnen, wobei der Anteil Erneuerbarer Energien (EE) am Bruttostromverbrauch in Deutschland deutlich steigen wird. Damit erhöht sich der Einfluss der EE auf das Energieversorgungsnetz und dessen Netzqualität erheblich. Die frequenzabhängige Netzimpedanz ist von zentraler Bedeutung bei der Netzintegration dieser EE sowohl bei der Bestimmung der Anschlusskapazität von Netzanschlusspunkten als auch bei der Bewertung der entstehenden Netzrückwirkungen und der Einhaltung der damit verbundenen Normen.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein neuartiger mobiler Messcontainer zur Bestimmung der frequenzabhängigen Netzimpedanzen in 10- und 20-kV-Mittelspannungsnetzen realisiert. Die Entwicklung und Auslegung dieses Messcontainers sowie das spezielle Auswerte- und Messverfahren werden eingehend beschrieben. Zur Netzanregung wurde ein Anregeschalter mit einer sehr hohen Gesamtsperrspannung basierend auf Siliziumcarbid-Sperrschicht-Feldeffekttransistoren aufgebaut. Es folgen Messergebnisse sowohl auf der Niederspannungsebene, auf der das Messverfahren verifiziert und optimiert wurde, als auch auf der Mittelspannungsebene mit dem neuen Messcontainer.
Insgesamt kann die gemessene Netzimpedanz als objektive Planungsgrundlage einen Beitrag zu einer genaueren Netzplanung für den notwendigen Netzausbau von EE liefern. Hierzu wird ein neues Konzept für die verbesserte Netzintegration von EE vorgestellt, um die vorhandenen Potentiale an Netzanschlusspunkten voll auszuschöpfen.