EZA-Regler

Das TwinCAT Power Plant Control ist ein TwinCAT Modul zum Einsatz als Regler von Energieerzeugungsanlagen (EZA-Regler).

Die technischen Anschlussregeln VDE-AR-N 4110, VDE-AR-N 4120 und VDE-AR-N 4130 definieren in Deutschland die Anforderungen für den Netzanschluss und Betrieb von Energieerzeugungsanlagen an das Mittel-, Hoch- und Höchstspannungsnetz. Für den Einsatz eines EZA-Reglers ist ein Komponentenzertifikat gemäß diesen Normen verpflichtend.

Zum Einsatz als EZA-Regler wurde TwinCAT Power Plant Control für ausgewählte Hardware-Komponenten durch das FGH entsprechend zertifiziert (siehe Zertifizierung). Grundlage des Zertifizierungsverfahrens sind Messungen, Auswertungen und die Bewertung der Reglerfunktionen gemäß den Anforderungen der FGW TR3.

Ein Beckhoff EZA-Regler besteht aus dem Embedded-PC und der Netzdatenerfassung (siehe Netzdatenerfassung), sowie dem TwinCAT Power Plant Control als Reglerkern in Form des TwinCAT Moduls TcPowerPlantControl. Dieses Modul wird in ein TwinCAT-3-Projekt integriert und stellt alle erforderlichen Schnittstellen (siehe Schnittstellen) und Regelungsfunktionen (siehe Funktionen) zur Verfügung.

Netzdaten werden als Measure bezeichnet und werden durch eine geeignete Messtechnik am Netzverknüpfungspunkt (Point of Common Coupling, PCC) erfasst:

• Die Schnittstelle zur Netzdatenerfassung (engl. Power Measurement) wird im System als Measure bezeichnet und typisch über EtherCAT-Klemmen umgesetzt.

Sollwerte werden als Target bezeichnet und erhält der Regler typischerweise über zwei Schnittstellen, die projektspezifisch zu implementieren sind:

• Die Fernwirkschnittstelle zum Netzbetreibers (engl. Grid Operator) wird im System als Operator bezeichnet. Sie überträgt die Wirkleistungsbegrenzung (fActivePowerLim) sowie den Blindleistungssollwert (fReactivePowerSet). Der Netzbetreiber kann je nach Netzebene ein Verteilnetzbetreiber (VNB, engl. Distribution System Operator, DSO) oder ein Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB, engl. Transmission System Operator, TSO) sein. Diese Schnittstelle dient der netzseitigen Regelung von Frequenz und Spannung zur Sicherstellung eines stabilen Netzbetriebs.
• Die Schnittstelle zum Energiemanagementsystem (EMS) des Anlagenbetreibers (engl. Plant Operator) wird im System als Marketer bezeichnet. Sie überträgt den Wirkleistungssollwert (fActivePowerSet). Die Anbindung erfolgt an ein übergeordnetes System zur Vermarktung oder Aggregation der Einspeisung, etwa durch einen Direktvermarkter, Stromhändler oder Betriebsführer. Diese Rolle wird im internationalen Kontext auch als Balancing Responsible Party (BRP) bezeichnet.

Stellwerte werden als Demand bezeichnet und vom Regler über eine Kommunikationsschnittstelle zu der Erzeugungsanlage oder deren Einheiten übertragen. Auch diese Schnittstelle ist projektspezifisch umzusetzen:

• Die Schnittstelle zur Erzeugungsanlage (EZA, engl. Power Generation Plant, PGP) oder deren Erzeugungseinheiten (EZE, engl. Power Generation Units, PGU) wird im System als Plant bezeichnet. Darüber werden die Stellwerte für Wirkleistung (fActivePowerDmd) und Blindleistung (fReactivePowerDmd) an Wind-, Photovoltaik- (PV) oder Speichersysteme übertragen, ggf. direkt an die Wechselrichter.

Ein Modell des Reglerkerns (siehe Modell) und ein Anwendungsbeispiel (siehe Beispiele) werden bereitgestellt, um den Einsatz des Reglers in einer geschlossenen Simulationsumgebung zu demonstrieren.