Der weit verbreitete Einsatz von intelligenten Zählern hängt in hohem Maße vom Einsatz der Power Line Communication (PLC)-Technologie für die wirksame Übertragung von Messdaten ab. Die auf dem Niederspannungsnetz zwischen Phase und Neutralleiter gemessene Impedanz als Funktion der Frequenz (FdGI) beeinflusst die Signalausbreitung auf den Leitungen stark. In den schlimmsten Fällen kann sie sogar die Zuverlässigkeit einschränken und die Übertragungskapazität von intelligenten Zählern reduzieren. Die genaue Messung der Leitungsimpedanz ist derzeit schlecht definiert und nur mit sehr wenigen Geräten möglich. Darüber hinaus führen die verschiedenen vorgeschlagenen Methoden nicht immer zu vergleichbaren Ergebnissen. Ziel dieses Projekts ist es, eine Referenz für eine messtechnisch nachvollziehbare Netzimpedanz zu etablieren, die den objektiven Vergleich der vorgeschlagenen Messtechniken ermöglicht und den Weg zur Normung eröffnet. Die Standardisierung einer gemeinsamen Messmethode soll die Entwicklung und Einführung effizienter Impedanzmessgeräte erleichtern. Dieser erste Schritt wird die Aufstellung und Verbreitung von Methoden zur Analyse der Übertragung von PLC-Signalen im Verteilungsnetz ermöglichen. Somit können diejenigen Geräte ermittelt werden, die nicht unbedingt Rauschen erzeugen, deren Frequenzeigenschaften aber für die PLC-Übertragung ungünstig sind. Ein Hersteller von EMV-Filtern und Partner im Z-NET-Projekt schlägt vor, einen Impedanz Stabilisator zwischen kritische Verbraucher und das Verteilnetz einzufügen, um solche Situationen zu beheben.
Für die Kalibrierung von Netzimpedanz-Messgeräten sind standardisierte Prüfmuster erforderlich. Im Rahmen des Projekts Z-NET hat das Schweizerische Institut für Metrologie METAS auf der Grundlage der gemeinsam mit der HES-SO Valais-Wallis erarbeiteten Spezifikationen mehrere Standard-Netzimpedanzmuster erstellt und charakterisiert:
- ein statisches Prüfmuster bestehend auf einer standardisierten Netznachbildung (LISN), das für Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) Akkreditierungstests verwendet wird.
- ein Prüfmuster mit programmierbaren Frequenzkennlinien, um Flexibilität für umfassendere Labor- oder Feldtests zu gewinnen.
- Basierend auf dem oben genannten Prüfmuster, eine programmierbare dynamische Variation der Frequenzeigenschaften, synchronisiert mit der Grundfrequenz des elektrischen Verteilungsnetzes, um eine periodische Impedanzvariation zu bewirken.
Das Projekt Z-NET fand im Jahr 2020 einen neuen Impuls, und die Bemühungen der Hauptpartner wurden durch das Erscheinen von zwei Geräten auf dem Markt belohnt, die in der Lage sind, die spektrale und zeitliche Netzimpedanz zu analysieren. Die Messergebnisse dieser Geräte mit dem statischen Prüfmuster wurden bereits verglichen und die Ergebnisse werden in diesem Dokument vorgestellt. Es ist interessant festzustellen, dass trotz der Verwendung unterschiedlicher Netzanregungs- und Datenverarbeitungsmethoden alle verglichenen Geräte ähnliche Ergebnisse in dem von Powerline-Kommunikationssystemen verwendeten Frequenzband erzielten.
Schließlich erweitert sich der Kreis der nicht geförderten Projektpartner um drei deutsche Universitäten, die während einer Präsentation des Z-NET-Projekts auf einer vom Netzimpedanz Interessenverband im Oktober 2020 in Hamburg organisierten Konferenz getroffen wurden.
PLC-Kommunikationsanalysemethoden für intelligente Zähler, die auf Impedanzmessung basieren, wurden ebenfalls durch hochentwickelte Werkzeuge zur Messung von Übertragungspegeln und der zeitlichen Entwicklung der Kommunikationsqualität ergänzt. Es wird spannend sein, diese Methoden bei den schweizerischen Verteilnetzbetreiber systematischer anzuwenden.
