Beim EZA-Regler handelt es sich um eine in Deutschland vorgeschriebene Einrichtung für Energieerzeugungsanlagen ab 135 Kilowatt. Der Regler sorgt dafür, dass die vom Netzbetreiber geforderten Sollwerte und Regelungsverfahren am Netzanschlusspunkt eingehalten werden und die Energieerzeugungsanlage netzdienlich wirkt.
Die wesentliche Aufgabe des EZA-Reglers besteht in der Umsetzung der Regelungsfunktionen und -verfahren gemäß der jeweiligen Landesnorm. Für Deutschland gilt die VDE-AR-N 4110/4120, wobei der Regler der Zertifizierungspflicht unterliegt. Die PLCnext-Kleinsteuerungen AXC F 2152 und AXC F 3152 von Phoenix Contact stellen die Power Control Unit (PCU) dar, da auf den Steuerungen die Regelungsfunktionen der zertifizierten PLCnext-Softwarekomponente instanziiert werden.
Regelung implementiert
Die Regelungsfunktionen sind in der Softwarekomponente fest implementiert und dienen als Basisapplikation. Diese wird auf der jeweiligen Steuerung durch eine entsprechende Lizenz freigegeben. Die Schnittstellenanbindung – etwa zum Netzbetreiber, Energieversorger, Direktvermarkter, Erzeugungseinheiten, Energiemessgerät und Portal – muss der Anwender projektspezifisch integrieren.
Verschiedene Bibliotheken unterstützen den schnellen Anschluss der Peripherie. Aufgrund der offenen Softwarearchitektur des Ecosystems PLCnext Technology kann der Anwender trotz der vorprogrammierten Funktionen ein flexibles System aufbauen.
Alle elektrischen Komponenten, Schnittstellen zum Ethernet, I/O-Module, Stromversorgungen oder Messgeräte, die für die PCU zum Einsatz kommen, werden entweder als Komplettpaket geliefert oder lassen sich alternativ individuell zusammenstellen. Die Sollwertvorgabe durch den Netzbetreiber erfolgt zum Beispiel über analoge Signale von vier bis 20 Milliampere oder per Fernwirkprotokoll gemäß IEC 60870-5-104 via Ethernet/Modbus TCP.
Komplettpaket oder individuelle Lösung
Am Netzanschlusspunkt (NAP) befindet sich das Energiemessgerät, um den Regelkreis zu schließen und die Istwerte der notwendigen Netzparameter zu liefern. Die Kommunikation erfolgt in den meisten Fällen via Ethernet/Modbus TCP.
Der wesentliche Vorteil der PCU von Phoenix Contact besteht in der hohen Flexibilität durch frei programmierbare Schnittstellen. Je nach den Fähigkeiten des Anwenders lässt sich fast jede Projektkonstellation und jedes Gerät in den EZA-Regler einbinden.
Ausführliche Schulungen
Zudem stellt Phoenix Contact zahlreiche Funktionsbausteine in seinen Bibliotheken zur Verfügung, welche das Schreiben des Projektcodes und die Inbetriebnahme vereinfachen. Ferner hält die PCU vielfältig nutzbare Daten bereit. Der Systemintegrator ist nicht an ein Portal gebunden. Es fallen keine zusätzlichen monatlichen Kosten oder versteckte Gebühren an.
Phoenix Contact bietet ausführliche Schulungen im Hinblick auf den EZA-Regler sowie die zugrunde liegende PLCnext-Technologie und das Engineeringtool PLCnext Engineer. Versierte Applikationsingenieure stehen beratend zur Seite.
Als nützlich hat sich außerdem erwiesen, dass Phoenix Contact die aufeinander abgestimmten Systemkomponenten aus einer Hand liefert.
Foto: Phoenix Contact
Zugriffe von außen absichern
Die PCU wird darüber hinaus den Anforderungen in puncto IT-Security gerecht. Moderne vernetzte Anlagen, die den optimierten Betrieb per Fernzugriff erlauben, begünstigen IT-Angriffe. Sie können Schäden verursachen und schlimmstenfalls die Anwendungen komplett zum Stillstand bringen.
Vor diesem Hintergrund wurden die PLCnext-Steuerungen als Kernelement des EZA-Reglers gemäß dem Security-by-Design-Prinzip entwickelt. Zudem umfasst das Portfolio von Phoenix Contact die individuelle Beratung und Analyse des Anwendersystems hinsichtlich der Zugriffssicherheit.
Einfache Implementierung
Angesichts des Leitbilds der All Electric Society (AES) von Phoenix Contact nimmt der EZA-Regler einen wichtigen Stellenwert ein und wird stetig weiterentwickelt. Als Beispiel sei eine Lösung für kleine Erzeugungsanlagen bis ein Megawatt genannt, die von Unternehmen ohne vertiefte Softwarekenntnisse in das Netz integriert werden sollen – Stichwort: Fachkräftemangel. Im Bereich der Anlagenzertifizierung stellt Phoenix Contact neben dem Komponentenzertifikat zukünftig entsprechende Zertifizierungsinformationen bereit.
Unterschiedliche Vorgaben in der EU
Die Ankopplung von Energieerzeugungsanlagen an das europäische Verbundnetz wird durch den Netzwerkcode NC RfG (Network Code Requirements for Generators) geregelt. Die Verordnung fokussiert auf den grenzüberschreitenden Stromhandel und Regulierungen, die zum Beispiel Fähigkeiten zur Frequenzunterstützung und Bereitstellung von Blindleistung beinhalten.
Die Hinweise auf Compliance-Maßnahmen bleiben im NC RfG jedoch vage. Die heterogenen Anforderungen an die Einhaltung von Gesetzen und Regeln in Europa stellen Hersteller wie Phoenix Contact vor große Herausforderungen. Abgesehen von den unterschiedlichen technischen Rahmenbedingungen in den jeweiligen Ländern müssen die Hersteller ihren internationalen Kunden und Systembetreibern möglicherweise verschiedene Compliance-Dokumente für ihre Produkte liefern.
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Pflicht in Deutschland, Polen und Spanien
Deutschland, Polen und Spanien verweisen auf ein umfangreiches Zertifizierungsprogramm auf der Erzeugerseite und für die Komponenten. Viele andere Länder veröffentlichen lediglich detaillierte länderspezifische Testverfahren in den Begleitdokumenten. In Staaten mit Komponenten-Zertifizierungspflicht vereinfacht sich der Anschlussprozess für Erzeugungsanlagen. Für diese Regionen wird daher mit einem beschleunigten Ausbau der erneuerbaren Energien gerechnet.
Die PCU von Phoenix Contact ist bereits seit 2019 für den deutschen Markt gemäß der VDE-AR-N 4110/4120 zertifiziert. Seit 2022 gibt es das Komponentenzertifikat ebenfalls für Polen und Spanien.
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Zertifikat für NC RfG
Vorteilhafter ist das allgemeine Zertifikat für den gesamten Geltungsbereich des NC RfG, das Phoenix Contact für die PCU zur Verfügung stellt. Es dient in Ländern ohne Zertifizierungspflicht als Grundlage einer Funktionsumfangsprüfung der PCU. Denn vermutlich werden weitere europäische Staaten eine Zertifizierungspflicht einführen, je weiter die europäische Harmonisierung voranschreitet.
Langwierige Abstimmung
Der erste und damit aufwendigste Teil der PCU-Zertifizierung wurde 2019 gemäß VDI-AR-N 4110/4120 für Deutschland durchgeführt. Dazu gehörte eine kostenintensive Messkampagne zur Typprüfung zur Evaluierung und Modellvalidierung. Zur Zertifizierung in zusätzlichen europäischen Ländern muss die länderspezifische Konkretisierung des NC RfG herangezogen und aufwendig geprüft werden.
Dies erweist sich als herausfordernd, da es historisch gewachsene Unterschiede zwischen den Staaten gibt. Ferner ist die Umsetzung der Vorschriften des NC RfG teilweise neu, der Praxistest noch nicht vollzogen.
Deshalb gestaltet sich jede neue Komponentenzertifizierung als arbeitsreiches Projekt, das langwierige Abstimmungsprozesse mit allen Beteiligten nach sich zieht. Dazu werden die lokalen Verteil- und Übertragungsnetzbetreiber einbezogen, um das Verständnis der Regulativen und deren Auslegung mit der Interpretation durch Phoenix Contact abzugleichen.
Länder ohne Pflicht zur Zertifizierung
In Ländern ohne Zertifizierungspflicht muss der Systemintegrator schon in der Planungsphase Kontakt zum lokalen Netzbetreiber aufnehmen. Denn dieser stellt den regionalen Grid Code oder die technischen Anschlussbedingungen (TAB) bereit.
Gemeinsam mit den Expertinnen und Experten von Phoenix Contact werden die Anforderungen mit dem Regelungskern der PCU verglichen und unter Umständen angepasst. Anlagen, bei denen diese Vorgehensweise zum Zuge kommt, werden derzeit in Italien und Portugal errichtet.
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Die Energiewende beschleunigen
Ein besserer Weg zur Lösung der unübersichtlichen Anforderungen wäre die Entwicklung eines internationalen Standards für Tests, für die Modellvalidierung und Simulation sowie die Zertifizierung. Diese Vereinheitlichung in Form einer Zertifizierungspflicht ist im Gespräch und wird von der European Network of Transmission System Operators for Electricity (ENTSO-E) angestrebt.
Die Realisierung erfordert Zeit. Als Hersteller von EZA-Reglern unterstützt Phoenix Contact dieses Ziel und befähigt seine Kunden in Europa und weltweit, die Energiewende voranzutreiben.
https://www.phoenixcontact.com/feed-in-management
Phoenix Contact
Leitbild der All Electric Society
Das Leitbild der All Electric Society (AES) von Phoenix Contact beschreibt eine Lösung, in der regenerativ erzeugte elektrische Energie weltweit in ausreichendem Maße zur Verfügung steht. Grundlage ist die umfassende Elektrifizierung, Vernetzung und Automatisierung aller Sektoren von Wirtschaft und Infrastruktur. Mit seinen Produkten, Lösungen und Dienstleistungen – etwa dem EZA-Regler – trägt Phoenix Contact dazu bei, diese Transformation aktiv zu gestalten.
https://www.phoenixcontact.com/de-de/ueber-uns/was-uns-antreibt/all-ele…
Foto: Phoenix Contact
Die Autorin
Birgit Beier
ist im Bereich Product Services Energy der Phoenix Contact Electronics GmbH in Bad Pyrmont tätig.
