Einleitung

EZA-Regler müssen am Netzverknüpfungspunkt mit Messwerten arbeiten, die das reale Netzverhalten ohne unnötige Verzögerung abbilden. Gerade bei Erzeugungsanlagen in Mittel- und Hochspannungsnetzen entscheidet die Qualität dieser Istwerte darüber, wie sauber Regler, Leittechnik und übergeordnete Funktionen zusammenarbeiten.

Mit dem Ausbau erneuerbarer Energien, der stärkeren Digitalisierung von Netz- und Anlagensteuerung sowie der fortlaufenden Weiterentwicklung technischer Anschlussregeln steigt die Bedeutung belastbarer Messwertgeber. Dabei muss fachlich sauber zwischen zwei Aufgaben unterschieden werden: der Istwert-Rückführung für den EZA-Regler einerseits und der formalen Nachweisführung nach VDE-AR-N 4110/4120 andererseits.

Für die Einbindung am Netzverknüpfungspunkt sind PQI-DA smart und PQI-DE besonders relevant. Beide Geräte sind im A.-Eberle-Portfolio als fest installierte Power-Quality- und Leistungsmesssysteme mit Störschreiberfunktion verankert; PQI-DE wird zusätzlich ausdrücklich mit SCADA-Schnittstellen, technischem Richtlinienbezug und fünftem Stromeingang beschrieben.

Welche Messwerte ein EZA-Regler am Netzverknüpfungspunkt braucht

Für EZA-Regler reicht es nicht aus, dass Messwerte grundsätzlich vorhanden sind. Entscheidend ist, dass sie zeitlich sauber erfasst, stabil berechnet und zuverlässig an Regler oder Leittechnik übergeben werden. Im Kern stehen drei Anforderungen im Vordergrund: geringe Latenz in Erfassung und Übertragung, schnelles Sprungverhalten insbesondere bei Frequenzänderungen sowie hohe Genauigkeit in synchronisierten Systemen, etwa bei Zeitsynchronisation über NTP oder GPS.

Am Netzverknüpfungspunkt bedeutet das praktisch: Der EZA-Regler braucht keine beliebigen Messwerte, sondern technisch belastbare Istwerte mit reproduzierbarem Zeitverhalten. Nur so lassen sich Soll- und Istzustand sinnvoll zusammenführen und dynamische Netzänderungen ohne unnötige Verzögerung verarbeiten.

PQI-DA smart und PQI-DE als Messwertgeber für EZA-Regler

Das PQI-DA smart ist als Spannungsqualitäts- und Leistungsmessgerät mit Störschreiberfunktion für öffentliche Netze, Smart Grids und Industrieumgebungen mit bis zu 690 V Messspannung beschrieben. Das PQI-DE ist ebenfalls Spannungsqualitäts- und Leistungsmessgerät sowie Störschreiber, wird darüber hinaus aber auch zur Überprüfung technischer Anschlussrichtlinien, mit SCADA-Schnittstellen und mit einem fünften Stromeingang eingeordnet. Damit lassen sich beide Geräte fachlich klar als relevante Messwertgeber für EZA-Regler am Netzverknüpfungspunkt verorten.

Zeitverhalten der Messwerte für EZA-Regler

Geringe Latenz bei Erfassung und Modbus-TCP-Übertragung

Für EZA-Regler ist eine niedrige Gesamtlatenz entscheidend, damit Messwerte schnell genug in die Istwert-Rückführung eingehen. Im dokumentierten Latenztest werden für Messwerterfassung und Modbus-TCP-Übertragung Werte im Bereich von rund 40 ms beschrieben. Zusätzlich nennt die Auswertung über 30.700 Pakete eine mittlere Pollrate von 0,035 s, einen Median von 2,82 ms, einen Mittelwert von 6,6 ms sowie eine maximale gemessene Antwortzeit von 74,24 ms. Damit liegt das beschriebene Zeitverhalten deutlich unter der Anforderung von 200 ms, die im technischen Kontext für die Istwert-Rückführung genannt wird.

Wichtig ist dabei die praktische Einordnung: Auch wenn das Gerät selbst sehr kurze Antwortzeiten liefert, hängt die tatsächliche Übertragung im laufenden Betrieb zusätzlich vom vorhandenen Netzwerk und dessen Auslastung ab. Für EZA-Regler sollte deshalb immer die gesamte Kommunikationskette betrachtet werden, nicht nur das Messgerät allein.

Schnelle Frequenzsprungantwort für EZA-Regler

Neben der Latenz ist für EZA-Regler das Verhalten bei Frequenzänderungen zentral. Im beschriebenen Frequenzsprungtest von 50,00 Hz auf 50,20 Hz galt eine maximale Reaktionszeit von 200 ms bei einer maximalen Abweichung von ±50 mHz. Im 10-ms-TRMS-Störschrieb wurde der neue Frequenzwert nach 149,4 ms erfasst; im Oszilloskop-Störschrieb wird eine Stabilisierung innerhalb von höchstens 40 ms beschrieben.

Für EZA-Regler ist das deshalb relevant, weil Frequenzänderungen nicht nur erkannt, sondern auch schnell genug in die Regelung übergeben werden müssen. Die beschriebenen Messungen ordnen PQI-DA smart und PQI-DE hier klar in einen Bereich ein, der die dynamische Verarbeitung von Frequenzänderungen unterstützt.

Messgenauigkeit und Zeitsynchronisation

EZA-Regler profitieren nicht nur von schnellen, sondern auch von konsistenten Messwerten. Für die Frequenzmessung wird bei Zeitsynchronisation über NTP oder GPS und hohem TQIC eine Genauigkeit von höchstens 1 mHz genannt. Das ist vor allem dort relevant, wo mehrere Systeme zeitlich sauber aufeinander bezogen arbeiten müssen oder Messwerte später zusätzlich ausgewertet und dokumentiert werden sollen.

EZA-Regelung und Einzelnachweis nicht vermischen

Im Projektalltag werden Anforderungen an EZA-Regler häufig mit Anforderungen an Einzelnachweise vermischt. Technisch sind das jedoch zwei unterschiedliche Ebenen. Für die Istwert-Rückführung an den EZA-Regler stehen vor allem Latenz, Sprungantwort, Messgenauigkeit und eine stabile Kommunikationsanbindung im Vordergrund. Für Einzelnachweise nach VDE-AR-N 4110/4120 kommen weitere Punkte hinzu, etwa Klasse-A-Konformität, projektgerechte Messketten, hochgenaue Zeitbasis und je nach Aufgabenstellung zusätzliche Auswerteanforderungen.

Für die reine Istwert-Rückführung an EZA-Regler steht nicht ein standardisiertes, akkreditierbares Prüfverfahren im Mittelpunkt, sondern der dokumentierte Nachweis der technischen Leistungsdaten. Für projektspezifische Einzelnachweise sind dagegen zusätzliche Anforderungen zu berücksichtigen. Dabei wird insbesondere PQI-DE hervorgehoben, weil dieses Gerät neben der Spannungsqualitätsmessung auch für weitergehende Nachweisaufgaben eingeordnet wird, sofern die projektspezifischen Rahmenbedingungen erfüllt sind.

Sowohl PQI-DA smart als auch PQI-DE werden auf den A.-Eberle-Produktseiten mit IEC 61000-4-30 Klasse A und IEC 61000-4-7 geführt. Für PQI-DE verweist A. Eberle zusätzlich auf die Eignung zur Überprüfung technischer Anschlussrichtlinien; im Umfeld der Vermessung von Erzeugungsanlagen wird außerdem auf flexible Spannungs- und Strommesskonzepte hingewiesen.

Welche Einordnung für PQI-DA smart und PQI-DE fachlich sinnvoll ist

Wenn EZA-Regler vor allem mit schnellen, stabilen Istwerten versorgt werden sollen und ein kompakter fest installierter Messwertgeber gefragt ist, lässt sich PQI-DA smart fachlich gut einordnen. Das Gerät verbindet Power-Quality-Messung, Leistungsmessung und Störschreiberfunktion in einer Architektur, die für öffentliche Netze, Smart Grids und Industrieumgebungen beschrieben ist.

Wenn zusätzlich SCADA-Anbindung, ein fünfter Stromkanal, weitergehende Nachweisaufgaben oder eine vertiefte Bewertung technischer Anschlussrichtlinien eine größere Rolle spielen, ist PQI-DE die naheliegende Einordnung. Das Gerät ist ausdrücklich in diesem erweiterten Kontext beschrieben und lässt sich zudem in Kombination mit WebPQ® in die Auswertung fest installierter PQ- und Störschreibersysteme einbinden.

Nächste Schritte

Für die Auswahl eines Messwertgebers für EZA-Regler sollte früh festgelegt werden, ob ausschließlich die Istwert-Rückführung am Netzverknüpfungspunkt betrachtet wird oder ob zusätzlich formale Nachweise nach VDE-AR-N 4110/4120 abzudecken sind. Daraus ergeben sich Anforderungen an Kommunikationsschnittstellen, Zeitquelle, Messkette, Normbezug und Auswertung. Fachlich sinnvoll ist anschließend die gezielte Abstimmung von Gerät, Schnittstelle und Projektarchitektur, insbesondere mit Blick auf PQI-DA smart, PQI-DE und die weiterführende Auswertung in WebPQ®.

FAQ - Häufige Fragen

► Klicken Sie auf den Button, um das vollständigen Whitepaper herunterzuladen:

Autor

Fabian Leppich - Produktmanager »PQSys«