Die Zukunft der Rundsteuerung nach der neuen StromVV 2018

Totgesagte leben länger… Wer ein neues intelligentes Steuer- und Regelsystem installiert muss nach Art. 8c StromVV das explizite Einverständnis des Endkunden einholen (Opt-In). Für bestehende Systeme wie die Rundsteuerung hat der Endkunde lediglich das Recht, die Steuerung seiner Flexibilitäten dem Verteilnetzbetreiber (VNB) zu entziehen (Opt-Out).

Die StromVV ab 1.1.2018

Die Gesetzgebung im Energiebereich wurde per Anfang 2018 im Rahmen der Energiestrategie 2050 angepasst. Die Stromversorger sind direkt betroffen von den Anpassungen der Energieverordnung (EnV) und der Stromversorgungsverordnung (StromVV). Im Bereich Smart Grid (intelligente Steuer- und Regelsysteme) sind Änderungen formuliert, mit welchen sich die Netzbetreiber auseinandersetzen müssen:

 

Welche Änderungen sind für intelligente Steuer- und Regelsysteme relevant?

Für die intelligente Steuerung und Regelung von Flexibilitäten ergeben sich teilweise massive Einschränkungen für den VNB.

  1. Neu gilt der Grundsatz, dass der Markt die Last regeln soll und der VNB hat nur ein Recht, aber auch die Pflicht, netzdienlich einzugreifen, wenn die Stabilität des Netzes gefährdet ist. Die netzdienlichen Eingriffe müssen aufgezeichnet werden und für die Endkunden müssen die Informationen zugänglich sein, wann und aus welchem Grund eingegriffen wurde. Jeder Eingriff muss also begründbar sein durch eine Störung der Netzstabilität, die zu einer Abschaltung oder einer Verletzung der Spannungsqualität geführt hätte. Damit soll der netzdienliche Eingriff die letzte Option sein, die im Notfall angewendet wird.
  2. Die Flexibilitäten gehören dem Endkunden. Dieser bestimmt, wer steuert, und er soll dafür eine Entschädigung bekommen. Er kann seine Flexibilitäten
    1. selbst nutzen z.B. für die Eigenverbrauchsoptimierung oder
    2. einem Energiedienstleister (EDL, Aggregator) zur Verfügung stellen gegen ein Entgelt oder
    3. dem VNB zur Verfügung stellen, der in diesem Fall einen individuellen Vertrag schliessen muss und eine Entschädigung bezahlen soll.
  3. Die Übergangsbestimmungen sehen für bestehende Steuersysteme nur die Einschränkung vor, dass der Endkunde das Recht hat, die Steuerung seiner Flexibilitäten auszuschliessen. Eine Pflicht zum Umbau auf ein neues System gibt es nicht.

Muss die Rundsteuerung ersetzt werden?

Nein. Wurde die Rundsteuerung vor Inkrafttreten der StromVV installiert, kann diese gemäss Art. 31f StromVV weiter betrieben werden, allerdings mit der kleinen Einschränkung, dass der Endkunde die Regelung seiner Flexibilitäten jederzeit ausschliessen kann (Opt-Out). Netzdienliche Eingriffe bedürfen keiner Zustimmung des Endkunden. Bei der Rundsteuerung kann ein allfälliges Opt-Out durch einfaches Umprogrammieren des Empfängers gelöst werden, so dass dieser nur noch auf die netzdienlichen Kommandos reagiert.

Hat ein EVU aber eine Rundsteuerung komplett ausser Betrieb gesetzt und deinstalliert, muss bei der Neuinstallation eines intelligenten Systems das explizite Einverständnis des Endkunden zwingend erwirkt (Opt-In) und ein Vertrag mit Entschädigungsregelung usw. gemäss Art. 8c StromVV abgeschlossen werden. Natürlich gilt dies nur für den Fall, wenn das EVU über die reine netzdienliche Regelung hinausgehen will.

Es empfiehlt sich daher, eine bestehende Rundsteueranlage beizubehalten, auch wenn diese momentan zur dynamischen Lastregelung nicht benötigt wird.

Wie lange darf die Rundsteuerung noch betrieben werden?

Art 31f StromVV nimmt keinen Bezug auf die Lebensdauer und welche Komponenten die Lebensdauer begrenzen. Da es sich um ein System handelt und nicht um eine einzelne Komponente, kann man durch ein geschicktes Wartungskonzept und durch Reparatur und Ersatz kritischer Komponenten die Lebensdauer praktisch unbegrenzt verlängern. Dies kann zusätzlich auch mittels Wartungsverträgen abgesichert und optimiert werden. Vorsicht ist geboten, wenn neu eine Lastregelung eingeführt werden soll, die eine Lastschiebung in einen anderen Tarif zur Folge hat, ebenso bei der Einführung eines Einheitstarifes, da hier die Entschädigungen an den Endkunden wegfallen können.

Welches sind kritische Lasten?

Konventionelle Boiler sind nach dem neuen Gesetz unkritisch. Sie werden durch die bestehende Rundsteueranlage kontrolliert und im Niedertarif geladen. Damit sind alle Forderungen erfüllt. Es wird kein neues System benötigt, und der Kunde hat den preislichen Vorteil durch die Ladung im Niedertarif.

Eine analoge Argumentation kann für Wärmepumpen herangezogen werden, allerdings werden diese nicht abhängig von Hoch-/Niedertarif gesteuert, sondern bei drohenden Lastspitzen für eine kurze Dauer abgeschaltet.

Die Waschmaschinensperre hingegen dürfte problematisch werden. Allerdings wird diese kaum mehr angewendet.

Die öffentliche Beleuchtung betrifft den Endkunden nicht und sie kann auch nicht zur Laststeuerung eingesetzt werden. Damit fällt sie nicht unter die Regelung nach der neuen StromVV.

Die Tarifsteuerung ist sowieso unkritisch, da damit wenig Lasten direkt gesteuert werden.

Als sehr kritisch beurteilen wir die Elektromobilität. Wenn nämlich die Endkunden die Ladung ihres Elektromobils z.B. mit einer Schaltuhr auf den Niedertarif legen, was aus Kostengründen sehr naheliegt, sich aber auch gut mit dem üblichen Verbraucherverhalten deckt, so könnte daraus ein grosses Problem für die Netzstabilität erwachsen. Wir empfehlen daher, hier die notwendigen Vorkehrungen zu treffen und entsprechende Vorschriften und Einschränkungen zu erlassen, z.B. im Rahmen Ihrer Werkvorschriften.

Was muss in den Werkvorschriften angepasst werden?

Die Elektromobilität wird zur grossen Herausforderung für die kommenden Monate und Jahre schlechthin. Lag bisher der grösste Verbraucher im Haushalt bei rund 3 kW Leistung, zieht eine moderne Ladestation schnell einmal 11 kW oder gar 22 kW. Und der Jahresverbrauch eines Elektromobils kann ohne weiteres doppelt so hoch sein wie derjenige eines Standard-Haushaltes.

Es darf angenommen werden, dass die Zahl der Elektromobile exponentiell wachsen wird. Mehr Elektromobile haben mehr Ladestationen zur Folge, diese wiederum ziehen noch mehr Elektromobile nach sich, und so weiter. Durch eine konservative Auslegung der Verteilnetze waren bisher Überlastprobleme weitgehend vermeidbar, was sich künftig allerdings sehr schnell ändern könnte, wenn in einem Quartier viele Ladestationen für Elektromobile erstellt werden. Ein Ausbau der Netze für die Elektromobilität dürfte sehr teuer werden und ist ineffizient, da dieser mit der Entwicklung kaum Schritt halten kann. Die Kostenabwälzung für den Netzausbau wird immer schwieriger je höher der Vorbestand an Ladestationen ist, denn diese können nachträglich kaum mehr für den Netzausbau belangt werden, es sei denn, ein entsprechender Passus werde in den Werkvorschriften bereits heute eingepflegt und durchgesetzt. Das einzige Mittel, nicht in den drohenden Engpass zu geraten, dürfte die Installation eines intelligenten Steuersystems sein, das die zur Verfügung stehende Leistung auf die angeschlossenen Elektromobile verteilt – also bedarfs- und situationsgerecht regeln kann. Die Forderung nach Installation eines solchen Systems sollte so schnell wie möglich in die Werkvorschriften einfliessen. Swistec wird in näherer Zukunft Systemlösungen anbieten können, um die maximale Leistung von vorgelagerten Netzknoten abzusichern.

Wer heute beginnt, die Infrastruktur vorzubereiten, Werkvorschriften anzupassen und Verträge auszuarbeiten, leistet gute Vorarbeit, um die netzdienliche Steuerung sicherzustellen. Mit der richtigen Steuerphilosophie müssen kaum netzdienliche Abschaltungen vorgenommen werden. Das System kann mit dieser Begründung immer als netzdienlich und somit notwendig begründet werden, bedingt aber einen Vertrag mit jedem künftigen Endkunden, der ein Elektromobil betreibt (Opt-In).

Sind Anpassungen an der Netzstruktur notwendig?

Mit der heute üblichen Netzstruktur kann auf eine Überlast nur mit dem Abschalten eines oder mehrerer Stränge im Unterwerk reagiert werden. Mit der Lastregelungsoption der Rundsteueranlage kann durch gezieltes Abschalten einzelner Lasten eingegriffen werden, bevor das Ausmass der Überlast die Strangabschaltung erforderlich macht. Möglich ist dies, weil die Rundsteuersignale durch den VNB gesendet werden und nahezu verzögerungsfrei an jedem Punkt im Verteilnetz nutzbar sind, was einen örtlichen Lastabwurf innert weniger Sekunden zulässt. Im Vergleich dazu sind die meisten Smart Metering Systeme deutlich zu langsam und daher für netzdienliche Eingriffe nicht oder nur wenig geeignet. Wenn nun die EDL die Flexibilitäten steuern, kann es in Zukunft zu deutlich häufigeren, sporadischen Überlastungen von Netzknoten kommen, da der EDL über die Lastsituation in den Verteilnetzen keine Informationen hat. Es ist daher mit Lastschiebung über weite Strecken zu rechnen, die unter Umständen sogar die Ländergrenze überschreiten können. Die EDL sichern ihr eingekauftes Lastprofil weit über die Netze eines VNB hinaus ab.

Für den VNB bedeutet dies, dass er künftig die Leistung von kritischen Netzknoten messen muss, um die Last an diesen Knoten netzdienlich zu steuern. Andernfalls bleibt nichts anderes übrig als ganze Stränge wegzuschalten. Falls es zu einer deutlichen Zunahme von dezentralen Einspeisern, z.B. Photovoltaik-Anlagen, kommt, sollte der VNB in diesem Fall nicht nur netzdienlich abschalten, sondern auch netzdienlich zuschalten können, um eine lokale Überlast aufgrund zu hoher Einspeiseleistung zu vermeiden.

Anpassungen dürften vorerst nur für einzelne Netzknoten notwendig werden, wo es eine verhältnismässig hohe Konzentration von Ladestationen und/oder dezentralen Einspeisern gibt. Hier sollte eine Lastmessung in die kritischen Stränge eingebaut und eine Steuereinheit eingeplant werden, die in der Lage ist, auf die Ladestationen und die Einspeiser netzdienlich einzuwirken. Die bestehende Rundsteueranlage kann dazu verwendet werden. Wir empfehlen, bei den Empfängern wie auch den Kommando- und Sendeanlagen den Einsatz von Swistra in Betracht zu ziehen, weil damit punktgenaues und individuelles Eingreifen wie auch flächendeckende Beeinflussung gleichermassen möglich sind.

Gibt es weitere kritische oder wichtige Aspekte?

Gemäss Art. 8a Ziffer 2d StromVV muss ein intelligentes Messsystem die Einbindung anderer Systeme, z.B. eines Steuer- und Regelsystems des VNB, zulassen. Es müsste also zu diesem Zweck nicht zwingend ein neues Kommunikationsnetz aufgebaut werden, darf aber. Wie vorher bereits erwähnt, ist bei den meisten Smart Metering Systemen die Kommunikation relativ langsam. Damit ein (netzdienlicher) Steuer- oder Regeleingriff das betroffene Netz wirksam vor dem drohenden Zusammenbruch schützen kann, müssen die relevanten Befehle innert einiger hundert Millisekunden abgesetzt werden können. Wir empfehlen Ihnen daher, ein schnelles, quasi-real-time Kommunikationsnetz aufzubauen, das sowohl für das Erfassen der Zählerdaten als auch für das netzdienliche Steuern und Regeln eingesetzt werden kann.

Das Breitband Powerline (BPL) der Firma PPC erfüllt diese Anforderungen und hat die dazu nötige Bandbreite. Es sind auch einige Zähler auf dem Markt erhältlich, die bereits ein PPC Kommunikationsmodul enthalten und somit ohne zusätzlichen Verdrahtungsaufwand direkt eingesetzt werden können. Swistec hat einige Lastschaltgeräte im Sortiment, die über Ethernet direkt angesteuert werden können.