Gleichstrom für die Mittelspannung

  • 05. October 2017

Verlustarme Strom­leitung für Regionen mit hohem Anteil an dezentralen Wind- und Solar­kraftwerken.

Das Unter­nehmen Siemens bringt ein neues Gleich­stromüber­tragungs­system für Wechsel­strom-Mittel­spannungs­netze von 30 bis 150 Kilovolt auf den Markt. Das Übertragungs­system ist für Netz­betreiber entwickelt worden, die aufgrund der zuneh­menden Einspeisung aus dezentralen und erneuer­baren Strom­quellen ins Verteil­netz ihre Infra­struktur ausbauen müssen, um die Netz­frequenz stabil zu halten. So sollen Ent­fernungen von bis zu 200 Kilometern über­brückt werden mit Übertragungs­leistungen von bis zu 150 Megawatt und bei Übertragungs­gleich­spannungen von 20 bis 50 kV.

Abb.: Modell des neuen Gleichstromübertragungssystems für eine effiziente Stromübertragung im Leistungsbereich von 30 bis 150 Megawatt. (Bild: Siemens)

Abb.: Modell des neuen Gleichstromübertragungssystems für eine effiziente Stromübertragung im Leistungsbereich von 30 bis 150 Megawatt. (Bild: Siemens)

Damit eignet sich das neue System für den Netz­anschluss kleinerer Gemeinden in dünn besie­delten Gebieten ebenso wie für den Anschluss und Stabi­lisierung schwacher Verteil­netze, ungeachtet der Spannung und Frequenz. Auch ein geregelter Leistungs­austausch zwischen regio­nalen Mittel­spannungs­netzen und Micro­grids ist mit diesem System möglich. Dazu kommt eine größere Unabhän­gigkeit vom Hoch­spannungs­netz. Für die Über­tragung können sowohl Kabel als auch Frei­leitungen genutzt werden. Möglich ist es zudem, vorhandene Trassen zu nutzen, wenn es darum geht, die Leistungs­kapazität zu erhöhen, ohne auf Hoch­spannungs­niveau gehen zu müssen.

Zudem lässt sich mit dem Übertragungs­system eine Strom­verbindung zwischen Inseln oder Offshore-Platt­formen und dem Festland aufbauen, um Wartungs­maßnahmen und Kosten für ein Backup mit Diesel­generatoren zu vermeiden. Als Backup-Lösung ist das Stromüber­tragungssystem für die Mittelspannung beispiels­weise in der Fertigungs­industrie einsetzbar. Dort erhöht es die Verfüg­barkeit der Anlagen und vermindert Produktions­ausfälle. Das Mittel­spannungs-Gleich­stromüber­tragungs­system ist auch interes­sant für Zusammen­schlüsse auf lokaler Ebene mit unter­schiedlichen Finanzierungs­modellen, die in Ländern mit einem wachsenden Anteil an erneuer­baren und dezen­tralen Energie­quellen immer mehr an Bedeutung gewinnen.

Die Mittel­spannungs­technik basiert auf der Technik des Hoch­spannungs-Gleichstrom­übertragungs­systems von Siemens, ist jedoch auf dessen Basis­funktionen reduziert. Es arbeitet mit selbst­geführten Strom­richtern (VSC) in modularer Multi­level-Converter-Bauweise (MMC), die den Wechsel­strom in Gleichstrom und Gleichstrom in Wechsel­strom umwandeln. Der Strom auf der Übertragungs­strecke kann in beide Richtungen fließen. Dank abschalt­barer Leistungs­transistoren (IGBT) laufen die Kommu­tierungs­vorgänge im Stromrichter unab­hängig von der Netz­spannung ab. Beide Strom­richter­stationen können als statischer Blind­leistungs­kompensator betrieben werden. Die sehr schnellen regelungs- und schutz­technischen Eingriffs­möglich­keiten der Strom­richter bewirken eine hohe Stabilität des Über­tragungs­systems, was vor allem Netz­fehler und Störungen im Drehstrom­netz vermindert. Dies erhöht für Energie­versorger und Strom­kunden gleicher­maßen die Versorgungs­sicherheit deutlich.

Siemens / JOL

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