E-Zähler: Soldat für den Kampf gegen den Stromausfall
Die technischen Parameter für E-Zähler werden heute durch völlig überholte Normen definiert. Diese Normen spiegeln nicht den aktuellen Wissensstand und den tatsächlichen Zustand des Stromversorgungssystems wider. Die europäischen Bürokraten führen Einsparungen auf der Grundlage der Einführung intelligenter Zähler ein, berücksichtigen aber nicht die Art des Anschlusses an das Verteilernetz des Endverbrauchers. Unter dem Druck von Sanktionen für die Nichterfüllung der kühnen Pläne der Brüsseler Richtlinie 2020 begannen viele Versorgungsunternehmen mit der Einführung der vorgeschlagenen standardisierten interoperablen Systeme (PRIME, G3-PLC).
Diese Lösung kann zwar vielleicht die manuelle Zählerablesung ersetzen, aber sie wird den tatsächlichen Bedürfnissen der Versorgungsunternehmen nicht gerecht.
Die Versorgungsunternehmen müssen sich den folgenden Herausforderungen stellen:
- Im Stromnetz gibt es eine Vielzahl von Geräten, die ein hohes Spektrum an Spannungs- und Stromoberschwingungen erzeugen
- Der Einfluss der stochastischen Erzeugung nimmt aufgrund des hohen Anteils der erneuerbaren Energien zu
- Das Vordringen der Produktion in den Bereich der Verteilung führt zu einem Anstieg der Stromflüsse
- Installation von erneuerbaren Energiequellen mit großer Kapazität bei einem unzureichend ausgebauten Übertragungsnetz
Die oben genannten Punkte sind die größte Bedrohung und Ursache für Stromausfälle. Die Frage ist natürlich nicht, ob sie auftreten werden, sondern wann, und ob wir in der Lage sind, dieses Phänomen und seine Auswirkungen zu bekämpfen.
Der Bedarf an fortschrittlichen Messungen
Es ist klar, dass sowohl die verbrauchte als auch die erzeugte Energie ein komplexes System ist. Es ist daher unerlässlich, dass die Messung der Lieferung und des Verbrauchs durchgeführt wird. Die Messung der grundlegenden Oberschwingungen wird daher nicht ausreichend sein.
Es ist notwendig, alle E-Zähler mit Trennschaltern auszustatten. Das Ziel ist nicht, den Kunden völlig vom Stromnetz zu trennen (selbst wenn dies möglich wäre), sondern den Verbrauch zu regulieren (zu begrenzen), insbesondere in Krisenzeiten, wenn die Stromversorgung nicht gewährleistet ist. Um die Auswirkungen von Stromausfällen zu minimieren, ist daher die Einrichtung einer Inselregelung erforderlich.
Sicherung der Kommunikation und Cybersicherheit
Wenn der E-Zähler ferngesteuert wird und mit einem Hochleistungselement (Trennschalter) ausgestattet ist, muss die Kommunikation unbedingt vor Cyberangriffen oder Störungen geschützt werden. Das Stromversorgungssystem mit seiner lebenswichtigen Funktion für die Gesellschaft ist eines der am stärksten durch Cyberangriffe gefährdeten Systeme.
Ein E-Zähler mit Trennschalter ist ein sehr wirksames Instrument zur Vermeidung von Stromausfällen, wenn er mit einem Frequenzrelais kombiniert wird. Dieses Relais überwacht Änderungen der Energiefrequenz in Echtzeit (in Millisekunden) und kann sofort auf Änderungen reagieren.
Die Frequenz ist der wichtigste Indikator für einen Notzustand. Die Abschaltung von Lasten bzw. die Zuschaltung in einer Krisensituation kann einen massiven Stromausfall verhindern bzw. dessen Auswirkungen verringern.
Durch die Überwachung der Richtung des Leistungsflusses (zusammen mit dem Spannungsanstieg) sind wir in der Lage, den Kunden zu regulieren (mit möglicher Abschaltung), um die Stabilität des Stromversorgungssystems nicht unnötig zu belasten. Auf diese Weise erhalten wir ein Werkzeug, das sehr effektiv bei der Stabilisierung des Stromnetzes helfen kann.
Der Kunde als Hauptakteur
Es besteht kein Zweifel daran, dass wir den Kunden als untrennbaren Teil des Stromversorgungssystems betrachten müssen. Jeder Haushalt ist ein potenzieller Partner im Hinblick auf den unmittelbaren Verbrauch und, was noch wichtiger ist, auf die Möglichkeit der Akkumulation.
Ab diesem Zeitpunkt sollte das E-Meter wie eine Hauszentrale funktionieren, die in der Lage ist, die Akkumulation im Haus optimal zu verwalten.
Nicht zuletzt sind Hausverteiler erforderlich, wenn der Haushalt mit Photovoltaikanlagen ausgestattet ist. Diese Funktionalität zielt auf die Optimierung des Energieflusses beim Kunden ab und eignet sich hervorragend für die Implementierung in den e-meter. Alle notwendigen Elemente (Messung, Laststeuerung, Kommunikation, Anzeige usw.) sind bereits im E-Zähler realisiert.
Datenaustausch und Zukunftsperspektiven
Der Datenaustausch zwischen dem E-Zähler und der Außenwelt ist lebenswichtig. Es ist daher auch notwendig, sich auf die Effizienz der Datenübertragung zu konzentrieren.
Obwohl die derzeitigen standardisierten, interoperablen E-Meter nicht in der Lage sind, die Funktionalität der Hausverteileranlage zu gewährleisten (und schon gar nicht zur Stabilisierung des Stromnetzes beizutragen), zeichnen sich bereits heute neue Lösungen ab, bei denen die beschriebenen Merkmale nicht nur in sexy PowerPoint-Präsentationsform vorliegen.
Wir können sagen, dass diese Funktionalitäten in physischer Form realisiert sind, wenn auch in Form einzelner Geräte (im Falle des Frequenzrelais auch in Form von Rechtsvorschriften). Die Integration in eine Plattform (in einen E-Zähler) ist ebenfalls möglich, es gibt nur einen begrenzenden Faktor für die Erweiterung: den höheren Preis. Wenn die Versorgungsunternehmen jedoch alle positiven Auswirkungen der Installation dieser E-Zähler voll ausschöpfen, wird der Preis in Zukunft kein Hindernis mehr sein.
Schlussfolgerung: Die Zukunft von E-Zählern
E-Zähler müssen sich über veraltete Standards hinaus weiterentwickeln, um den Herausforderungen der modernen Energieversorgung gerecht zu werden. Mit verbesserten Messfunktionen, sicherer Kommunikation und der Integration von Frequenzrelais können sie als leistungsstarke Werkzeuge zur Vermeidung von Stromausfällen und zur Netzstabilisierung dienen.
In dem Maße, wie die Versorgungsunternehmen die langfristigen Vorteile erkennen, werden Investitionen in diese fortschrittlichen E-Zähler zu einer unumgänglichen Notwendigkeit und nicht mehr zu einer Option.