Die Energiewende regeln
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Der Zuwachs erneuerbarer Energien stellt die Stromnetze vor eine Belastungsprobe. Längsspannungsregler von ABB gleichen große Spannungsschwankungen aus und sind eine kostengünstige Alternative zum Netzausbau. Den Coburger Netzbetreiber SÜC hat das Konzept überzeugt.
Die Energiewende kommt voran. Immer mehr Strom in Deutschland stammt aus Erzeugungsanlagen, die regenerative Quellen nutzen. Im vergangenen Jahr stieg der Anteil der Erneuerbaren im Vergleich zu 2016 von 29 % auf mehr als 33 %. Der Zuwachs wetterabhängig erzeugten Grünstroms stellt die Netzbetreiber allerdings vor Herausforderungen. Sie müssen die schwankenden Einspeisemengen aus Windkraft- und Photovoltaikanlagen bei gleichbleibender Spannungsqualität bewältigen.
„Gerade in ländlichen Gegenden übersteigt die Leistung, die in diesen Anlagen erzeugt wird, die geplante Last schnell um ein Vielfaches“, sagt Frank Cornelius, Produktmanager im ABB-Transformatorenwerk in Brilon. „Dann kann die Netzspannung stark ansteigen und das zulässige Spannungsband überschreiten.“ Kommt es zu Überschreitungen von mehr als 10 % der Nennleistung, müssen die Netzbetreiber mit Regeleingriffen gegensteuern.
Alternative zum Netzausbau
Große Erzeugungsspitzen aus regenerativen Quellen setzten auch dem Netzbetreiber Städtische Werke Überlandwerke Coburg GmbH (SÜC) zu, der das Mittelspannungsnetz im nordwestlichen Oberfranken sowie im angrenzenden Thüringen betreibt. „Ein konventioneller Netzausbau mit Verstärkung der Leitungen ist nach unseren Berechnungen unwirtschaftlich und nahezu wirkungslos, um den gestiegenen Anforderungen an die stabile Spannungshaltung zu begegnen“, sagt Dietmar Benkert, Prokurist und Hauptabteilungsleiter Elektrizität bei der SÜC.
Neben einem konventionellen Netzausbau und dem Einsatz von Blindleistung bieten Längsspannungsregler (Line Voltage Regulator, LVR) Abhilfe gegen den unzulässigen Spannungsanstieg. Die Verantwortlichen bei der SÜC waren daher an der entsprechenden ABB-Lösung interessiert. Das System besteht aus dem neuen Mittelspannungslängsregler, einem Trockentransformator sowie ABB-Schaltanlagen und -Niederspannungsprodukten. Es vergrößert das verfügbare Spannungsband erheblich, sodass zusätzliche Leistung ins Netz eingespeist werden kann, ohne das Band zu überschreiten. Da für die Station keine Baugenehmigung erforderlich ist, erfolgt die Inbetriebnahme schnell und unkompliziert.
Die Spannung im Griff
Diese kurzfristig einsetzbare Lösung überzeugte den Coburger Netzbetreiber auf ganzer Linie. „Mit dem Längsspannungsregler konnten wir erfolgreich den kostenintensiven und aufwendigen Ausbau unseres Netzes vermeiden“, betont Matthias Laub, Mitarbeiter in der Abteilung Elektrizität bei der SÜC. Darüber hinaus punktete ABB mit einer kurzen Lieferzeit sowie mit der Robustheit des Reglers. Das ABB-System ist kurzschlussfest und unempfindlich gegen schnelle Last- oder Temperaturveränderungen. Zudem passt es das Spannungsniveau bei einem Leistungsfluss von bis zu 15 MVA um plus oder minus 10 % an. „Die Spannungsregelung erfolgt unterbrechungsfrei in variablen Spannungsstufen“, sagt Tobias Aßhauer, Leiter des Produktmarketings bei ABB in Brilon. Die Verbindung mit dem Netzleitsystem der SÜC erfolgt über eine RTU-Fernsteuerung (Remote Terminal Unit) und den Mobilfunkstandard GPRS (General Package Radio Service).
Bei dem oberfränkischen Netzbetreiber haben sich die Mittelspannungsregler von ABB bestens bewährt. Ein erster Regler läuft seit seiner Inbetriebnahme im Jahr 2016 mit jährlich mehr als 1.300 Spannungsregelungen sehr erfolgreich. Im März 2018 nahm die SÜC daher in einem anderen Netzbereich mit ähnlich hohen Erwartungen einen zweiten Regler in Betrieb – für die Verantwortlichen eine lohnende Investition in die Qualität des Stromnetzes.
„Mit dem Längsspannungsregler konnten wir den kostenintensiven und aufwendigen Ausbau unseres Netzes erfolgreich vermeiden.“
