Rundsteuertechnik
Die Rundsteuertechnik ({{#invoke:Vorlage:lang|full|CODE=en|SCRIPTING=Latn|SERVICE=englisch}}) ist eine Fernsteuerung über das vorhandene Stromversorgungsnetz. Dabei werden die Steuersignale über das Stromnetz ausschließlich von zentralen Rundsteuersendern an dezentrale Rundsteuerempfänger übermittelt.
Meist werden Steuersignale an Stromverbraucher durch Energieversorgungsunternehmen (EVU) gesendet, die etwa zur Umschaltung der Zählwerke im Zähler zwischen Hoch- und Niedertarifstrom dienen. Weiterhin können bei Verpflichtung zum Einspeisemanagement dezentrale Erzeugungsanlagen in der Einspeiseleistung gesteuert werden.
Die Rundsteuertechnik kann als einfacher und historischer Vorläufer der Powerline Communication (PLC) gesehen werden. Bei der Rundsteuertechnik werden aber, im Gegensatz zur PLC, Daten nur unidirektional mit sehr niedriger Datenrate als Broadcast versendet. Die Rundsteuersignale werden zentral vom Netzbetreiber für einen großen Versorgungsbereich (z. B. ein Stadtgebiet) an einem zentralen Punkt wie einem Umspannwerk eingespeist. Rundsteuersignale können dabei über mehrere Spannungsebenen, wie vom Mittelspannungsnetz zu dem Niederspannungsnetz durchgereicht werden. Im Gegensatz dazu ist die PLC wegen wesentlich höhere Übertragungsfrequenzen bis in den Megahertzbereich auf kurze Übertragungsstrecken innerhalb eines Niederspannungsnetzes oder eines Teilbereiches des Niederspannungsnetzes limitiert. Die PLC erlaubt dafür die bidirektionale Übertragung.
Prinzip
Die Übertragung der Steuerbefehle erfolgt durch Impulsfolgen im Frequenzbereich von 110 Hz bis etwa 2000 Hz, die der Netzspannung mit einer Amplitude von ca. 1 bis 4 % der jeweiligen Nennspannung überlagert werden (zulässig sind frequenzabhängig bis zu 9 %). Die EVU-eigene Rundsteuerfrequenz wird zur Übertragung nach einem bestimmten Code (Impulsraster) ein- und ausgeschaltet, wodurch ein Impulstelegramm entsteht. Je nach eingesetztem Code sind diese Impulsraster unterschiedlich aufgebaut und liegen mit ihren kürzesten Laufzeiten bei 6,6 s (Decabit von Zellweger) und ihren längsten Laufzeiten im Minutenbereich.
Prinzipiell sind alle zentralen Punkte im Netz des EVU von der Niederspannungs- bis zur Hochspannungsebene zur Einspeisung des Impulstelegramms geeignet. Allerdings ist Rundsteuerung auf Hochspannungsebene seit Einführung von Steuerung über Glasfaser ungebräuchlich geworden. Die Einspeisung wird mit einer Sendeanlage, die aus einem Sender und einer Ankopplungseinrichtung besteht, realisiert. Die Leistung eines Rundsteuersenders für Mittelspannungsankopplung liegt bei 80 bis 200 kVA, für Hochspannungsankopplung bei bis zu 2400 kVA.
Normen und VDE-Empfehlungen geben vor, nach welchen Kriterien eine Rundsteuer-Sendeanlage zu dimensionieren bzw. zu betreiben ist und wie hoch die zu überlagernde Amplitude der Rundsteuerfrequenz maximal sein darf. Zum Beispiel werden in der Norm „EN 50 160“ die Grenzwerte und Toleranzen für die Spannungsqualität in öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetzen definiert. Welche Rundsteuerfrequenz bei einem deutschen EVU zum Einsatz kommt, wird vom VDEW-Frequenzberater vorgeschlagen. Alternativ dazu besteht auch die Funkrundsteuertechnik.
Folgende Systeme wurden und werden unter anderem in Europa eingesetzt:<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20090803221234
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}}, Systeme und Frequenzen</ref>
- Ricontic
- Landis+Gyr
- Semagyr50
- SemagyrTOP
- RWE
- Sauter
- Pulsadis
- TELENERG
- Versacom
- ZPA
- ZAG 60
- ZAG 180
- Decabit
- Swistra
Durch die regional getrennten Märkte entstanden im Laufe des 20. Jahrhunderts weltweit verschiedene Systeme der Rundsteuertechnik mit technisch ähnlicher Funktion aber unterschiedlichen Bezeichnungen. Beispielsweise ist in Australien das dort eingesetzte Rundsteuersystem unter der Bezeichnung „Zellweger“ bekannt, da die Firma Zellweger den australischen Markt von Rundsteuerempfängern dominierte und sich die Firmenbezeichnung als allgemeiner Begriff für die Rundsteuertechnik etablierte.<ref name="zellweger1"/>
Empfänger
Dem fernzusteuernden Verbraucher ist ein spezieller Empfänger (Rundsteuerempfänger) vorgeschaltet, der die Impulstelegramme wieder aus dem Netz ausfiltert und daraus die Steuerinformation ableitet.
Ist der Zähler das gesteuerte Element, kann der Rundsteuerempfänger auch in einem Zähler integriert oder in „Huckepack“-Bauweise auf dem Klemmendeckel eines Zählers montiert sein.
Anwendung
Anwendung findet die netzgebundene Rundsteuertechnik vor allem in der Laststeuerung und in der Lastregelung, durch das EEG 2012<ref name="EEG 2012">EEG2012, Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien</ref> aber auch in der Einspeisesteuerung von Photovoltaik- und Windkraftanlagen.
Laststeuerung
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Die klassische Anwendung in der Laststeuerung ist die Umschaltung von speziellen Mehrtarif-Stromzählern in den so genannten Niedertarifstrom und gleichzeitiger Zuschaltung leistungsstarker Verbraucher beim Kunden, vornehmlich Warmwasserspeicher und Nachtspeicherheizungen. Später wird wieder in den Hochstromtarif zurückgeschaltet. Zweck ist, überschüssige Kapazitäten der in der Leistung nur langsam regelbaren Kraftwerke in den so genannten Schwachlastphasen auszunutzen.
Auch Industrietarife und öffentliche Beleuchtungsanlagen (teilweise getrennt nach „Nacht-“ und „Halbnachtschaltung“) werden zum Teil darüber geschaltet. Der ursprüngliche Sinn dieser Nachtstromtarifumschaltung (durch Tarifschaltgeräte) bekommt durch die Liberalisierung im Strommarkt eine neue Bedeutung.
Weiterhin können störungsbedingte Änderungen in der Stromerzeugung und -verteilung mit der Rundsteuertechnik durch Eingriffe auf der Verbraucherseite – innerhalb gewisser Grenzen – aufgefangen werden. So kann z. B. ein selektiver Lastabwurf von weniger wichtiger Netzlast bei Leistungsmangel das Abschalten lebenswichtiger Verbraucher verhindern.
Lastregelung
In einem Verteilnetz müssen die Erzeugung und der Verbrauch elektrischer Energie jederzeit übereinstimmen. Auch dürfen die Übertragungseinrichtungen nie überlastet sein. Üblicherweise bestimmt der Verbraucher, wann und wie viel Energie er dem Verteilnetz entnimmt. Das bedeutet, dass die Erzeugung in den Kraftwerken laufend angepasst werden muss. Mit Hilfe der Rundsteuerung besteht aber die Möglichkeit, den Verbrauch zu beeinflussen, indem Lasten ein- bzw. ausgeschaltet werden. Als Lasten eignen sich Speicherheizungen, Warmwasserbereiter und Wärmepumpen, weil diese für eine begrenzte Zeit ohne Energiezufuhr auskommen.
Zu diesem Zweck wird in der Rundsteueranlage eine Regelung eingesetzt, die laufend die verbrauchte Energie mit einem Sollwert vergleicht und, wenn notwendig, Lasten ein- oder ausschaltet. Die Regelung muss dabei berücksichtigen, dass alle Lasten gleichmäßig von Ausschaltungen betroffen sind.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:Heinz Arnold|Heinz Arnold: }}{{#if:|{{#if:Wie die Lastregelung über die Rundsteuertechnik funktioniert|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Wie die Lastregelung über die Rundsteuertechnik funktioniert}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.smarterworld.de/smart-energy/smart-grid/artikel/116575/%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Wie die Lastregelung über die Rundsteuertechnik funktioniert}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.smarterworld.de/smart-energy/smart-grid/artikel/116575/}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Wie die Lastregelung über die Rundsteuertechnik funktioniert}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:{{#if: 2019-08-30 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Die Erzeugungs- und Verteilanlagen müssen für die maximal mögliche Leistung (Spitzenlast) gebaut werden. Durch eine Lastregelung können Lastspitzen reduziert werden. Somit können Erzeugungs- und Verteilanlagen besser ausgenutzt werden. An vorhandene Anlagen können weitere Verbraucher angeschlossen werden, ohne dass Investitionen zur Erhöhung der möglichen Spitzenlast nötig werden.
Stufensteuerung von Einspeisern
Das EEG 2012<ref name="EEG 2012" /> in seiner neuesten Fassung sieht vor, dass alle Photovoltaikanlagen mit einer installierten Leistung von mehr als 30 kW mit technischen Ausstattungen einzurichten sind, mit denen der Netzbetreiber jederzeit die Einspeiseleistung bei Netzüberlastung ferngesteuert reduzieren kann. Sowohl Funkrundsteuertechnik als auch Tonfrequenz-Rundsteuertechnik bietet Netzbetreibern eine Möglichkeit, EEG-Anlagen stufenweise (z. B. 100 %, 60 %, 30 % und 0 %) zu steuern und einer möglichen Netzüberlastung vorzubeugen.
Alarmierung
Vor der Einführung von drahtlosen Meldegeräten (Funkmeldeempfänger, Mobilfunk usw.) wurden vereinzelt tragbare Rundsteuerempfänger zur Alarmierung bei Bereitschaftsdiensten und Feuerwehren eingesetzt. Diese Geräte gaben nach Aussendung eines speziellen Rundsteuertelegramms optisch und akustisch Alarm. Der zu alarmierende hatte sich dazu stets im Netzbereich des Versorgungsunternehmens an einem Standort aufzuhalten, an dem Netzspannung zur Verfügung stand, und musste seinen Rundsteuerempfänger an das Stromnetz anschließen.
Beispiel:
Von 1962 bis 1979 wurde bei der Feuerwehr Landau in der Pfalz die Rundsteuertechnik als Alarmierungssystem genutzt<ref>Feuerwehr Landau - Alarmierung, Abschnitt '1962 Rundsteueranlage' abgerufen am 28. Januar 2014.</ref>. Dazu wurden die Alarmierungssignale in Form von verschiedenen Impulskombinationen zentral ins Stromnetz eingespeist. Entsprechend aufgebaute Empfänger, bestehend aus verschiedenen Relais, die auf die Steuerfrequenz abgestimmt waren, konnten dann an jeder beliebigen Stelle des Stromnetzes angeschlossen werden. Sobald die Impulskombination durch das Stromnetz geschickt wurde, die beim Empfänger eingestellt war, wurde im Empfänger ein Steuerausgang aktiviert und ein Alarmsignal ausgelöst. Da dieses Alarmierungssystem ortsgebunden war und die Feuerwehrleute nur dort erreichen konnte, wo der Empfänger an das Stromnetz angeschlossen war, wurde die Alarmierung über Rundsteuertechnik 1979 durch ein Alarmierungssystem von Funkmeldeempfängern und Sirenen ersetzt, das über Funk ausgelöst wird und noch heute in Betrieb ist.
Analysemöglichkeiten
Die Analyse von Rundsteuersignalen aus der Ferne (engl. Distance Exchange, DX) ist mit speziellen Geräten oder mit Hilfe der PC-Soundkarte möglich. Für die Analyse mit der Soundkarte wird auf dem Personalcomputer (PC) ein Spektrumanalyse-Programm installiert. Dieses kann mit Hilfe einer Fast Fourier Transformation (FFT) das Spektrum eines am Soundkarten-Eingang eingespeisten Signals bestimmen. Für diesen Zweck wird die Soundkarte über einen Kondensator an die Sekundärwicklung eines Sicherheitstransformators mit einer Ausgangsspannung von bis zu 3 Volt angeschlossen. Auf diese Weise können auch Rundsteuersignale weit entfernter Energieversorger (EVUs) empfangen werden.
Literatur
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Siehe auch
Weblinks
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}}, Frequenztabellen Schweiz und Liechtenstein
Einzelnachweise
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