Zertifizierung netzbildender Einheiten: Was Betreiber jetzt wissen müssen

Der Wechsel der Primärenergiequellen im deutschen Strommix bedeutet in vielen Fällen auch eine technologische Veränderung: Anlagen, die über Leistungselektronik ans Netz gekoppelt sind, verhalten sich anders als klassische, mit Synchrongeneratoren verbundene Turbinen. Die Massenträgheit der rotierenden Maschinen sinkt somit stetig. Netzbildende Eigenschaften der leistungselektronischen Komponenten sollen diese Veränderung auffangen. Doch wie können Betreiber diese nachweisen?

Erneuerbare Energiequellen, aber auch Batteriespeicher sind typischerweise über netzfolgende Umrichter ans Stromnetz gekoppelt. Das bedeutet, dass sie im Gegensatz zu konventionellen Kraftwerken keine Momentanreserve bereitstellen, die die Netzfrequenz stabilisiert. Diese Rolle fällt nun Wechselrichtern zu, die neben ihrer Hauptaufgabe bei der Einspeisung das Netz auch aktiv stabilisieren sollen, um Frequenzschwankungen auszugleichen. Sie agieren nicht mehr netzfolgend, sondern netzbildend, das heißt, sie reagieren auf plötzliche Ungleichgewichte im Netz unmittelbar mit einer Leistungsänderung. Dieses netzbildende Verhalten kann, besonders bei Hoch- und Höchstspannungsprojekten, eine Mindestanforderung für Systemdienstleistungen oder Netzanschlüsse werden.

Übertragungsnetzbetreiber beschaffen sich die nötige Momentanreserve seit Januar dieses Jahres marktgestützt. Diesem Vorgehen hat die Bundesnetzagentur mit dem Beschluss BK6-23-010 ein Beschaffungskonzept zugrunde gelegt. Gleichzeitig wurde der VDE-FNN-Hinweis „Technische Anforderungen an Netzbildende Eigenschaften inklusive der Bereitstellung von Momentanreserve“ in Version 2.1 veröffentlicht, welcher den Nachweis der neuen Eigenschaften beschreibt. Der Zugang zum Markt für Momentanreserven hängt auch davon ab, inwieweit Betreiber in der Lage sind, die netzbildenden Eigenschaften ihrer Anlage nachzuweisen. Zwei dieser Eigenschaften sind besonders relevant:

1. Das Spannungsquellenverhalten

Der Wechselrichter selbst verhält sich wie eine Spannungsquelle. Ändern sich Amplitude oder Winkel der Spannung am Netzanschlusspunkt, reagiert die Einheit mit einer Änderung beim Blind- beziehungsweise Wirkstrom.

2. Netzsicherheitsbasierte Primärregelung

Diese Regelung dient der Frequenzstabilisierung bei Leistungsungleichgewichten. Sie greift außerhalb des Toleranzbandes der Nennfrequenz und bezieht alle netzbildenden Einheiten ein, wenn dieses Band verlassen wird. Diese Regelung wird als proportionale Frequenz- beziehungsweise Drehzahlregelung ausgeführt. Der FNN-Hinweis definiert hier spezifische Vorgaben für die Statik und Dämpfung des geschlossenen Regelkreises. Im FNN-Hinweis sind Grundsätze, Zuständigkeiten und Nachweiswege hinterlegt. Sie klären, welche Messungen nötig sind, welche Möglichkeiten der Validierung es gibt und welche Schnittstellen zwischen den Beteiligten (Hersteller, Betreiber, Prüfinstitut, Zertifizierungsstelle und Netzbetreiber). Diese Grundlagen gelten gleichermaßen für neue und Bestandsanlagen, die z. B. umgerüstet werden sollen. Hinzu kommen Fälle, in denen die Konformität mit einem Einzelnachweis bestätigt wird. Akkreditierte Zertifizierungsstellen übernehmen die Bewertung.

Zusätzlich zum FNN-Hinweis orientieren sich Messungen, Modellierung, Simulation und Modellvalidierung an Richtlinien der Fördergesellschaft Windenergie (FGW TR3, TR4 und TR8). Es gibt für Betreiber zwei Wege, die netzbildenden Eigenschaften ihrer Anlage nachzuweisen: mittels einer Prototypenregelung speziell für neue Technologien oder dem regulären Einheitenzertifikat.

Der reguläre Weg: das Einheitenzertifikat

Jede neue netzbildende Einheit erhält ein neues Einheitenzertifikat. Bestehende Einheitenzertifikate können ergänzt werden. Damit können die netzbildenden Eigenschaften einer Erzeugungsanlage, in starker Analogie an das bereits etablierte Standard-Verfahren (Anlagenzertifikat A), nachgewiesen werden. Dieser Ansatz bildet die Basis für Planung, Finanzierung und langfristigen Betrieb. Das etablierte Verfahren wird an den entsprechenden Nachweisschritten lediglich um die Überprüfung der netzbildenden Eigenschaften erweitert.

Pragmatisch: die Prototypenregelung

Um neue netzbildende Einheiten möglichst schnell in Betrieb nehmen zu können, auch wenn noch kein Einheitenzertifikat vorliegt, können Anlagenbetreiber sich von einer akkreditierten Zertifizierungsstelle eine Prototypenbestätigung ausstellen lassen. Diese basiert auf einem qualifizierten Gutachten, das sich für die Messungen an den Nachweisverfahren aus dem FNN-Hinweis orientiert. Anhand dieses Gutachtens kann die Zertifizierungsstelle nachvollziehbar prüfen, ob der Prototyp den Anforderungen genügt und ob die Vermessung regelkonform erfolgt ist.

Die Prototypenregelung ist als Übergangslösung konzipiert und befristet angelegt, um den Marktzugang für neue Wechselrichter, Speicherlösungen und andere innovative Technologien zu beschleunigen. Das Einheitenzertifikat muss in jedem Fall zu einem späteren Zeitpunkt vorgelegt werden. Solange die Prototypenbestätigung gilt, muss ein Störschreiber die Einheit überwachen; bei Abweichungen besteht sofort Nachbesserungsbedarf.

Sonderfall Nachrüstung

Auch Bestandsanlagen sind im FNN-Hinweis berücksichtigt. Wenn netzfolgende Typ-2-Einheiten zu netzbildenden Einheiten umgerüstet werden, stellt dies eine wesentliche Änderung dar, die ein neues Anlagenzertifikat erfordert. Die Voraussetzungen hierfür können nicht nur im Einheitenzertifikat, sondern auch in der beschriebenen Prototypenbestätigung festgehalten werden. Alle Unterlagen müssen detaillierte Nachweise zu Software- und Hardwareanpassungen, messtechnischen Prüfungen und Parameterauszüge enthalten. Die Umrüstung auf netzbildende Fahrweise kann so zusätzliche Wertschöpfung generieren.

Dieser Beitrag erschien im BetreiberBrief 2-2026. Jetzt registrieren und künftig alle aktuellen Ausgaben per Mail erhalten!

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