Active contribution of PV inverters to voltage control – from a smart grid vision to full-scale implementation

Zusammenfassung

Zur Demonstration zukünftiger Smart-Grid-Konzepte werden im Rahmen des Forschungsprojektes MetaPV, das von der Europäischen Kommission gefördert wird, die zusätzlichen Leistungen von Smart Photovoltaik(PV)-Anlagen zur Netzstützung und Erhöhung der Netzaufnahmekapazität untersucht. In dieser Veröffentlichung wird der Begriff der Aufnahmekapazität vorgestellt und erläutert. Die Auswirkungen der erwarteten PV-Entwicklungsszenarien auf Versorgungsnetze werden analysiert. Simulationstechnische Untersuchungen zeigten, dass die Aufnahmekapazität fast vollständig ausgeschöpft wird und dass Netzausbau unabdingbar ist, um die erwartete PV-Entwicklung bis 2020 im Versorgungsnetz aufnehmen zu können. Ferner wird das Konzept von Smart PV-Wechselrichtern eingeführt, die im Rahmen des Projekts entwickelt werden. Solche Wechselrichter stützen durch die Regelung von Wirk- und Blindleistung das Netz in sowohl Standalone- als auch fernüberwachungsgeregeltem Betrieb (übergeordnete Regelung), wodurch die Netzaufnahmekapazität erhöht und der Netzausbau vermieden wird. Eine kurze Übersicht über die nächsten Schritte zur Demonstration wird gezeigt.

Summary

For demonstrating future smart grid concepts the MetaPV project, funded by the European Commission, is investigating the additional services of smart photovoltaic (PV) systems for grid support and hosting capacity extension. In this paper the concept of hosting capacity is introduced and illustrated to analyze the impact of expected PV development scenarios on the distribution network selected for the demonstration. Investigations showed that the hosting capacity is currently almost fully exhausted and that network reinforcement would be necessary in order to host the expected PV generation by 2020. Also, the concept of smart PV inverters, which are under development in the frame of the project, is introduced. Such inverters should support network operation through their active and reactive power control possibilities for standalone and supervisory operations and enable the enhancement of the hosting capacity. A short overview on the next steps towards demonstration is provided.