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Dieses Teil passt. Für die Netzstabilität ist ein perfektes Zusammenspiel aller Komponenten erforderlich. Bild: iStockphoto/Stephan Zabel, Sebastien Niess/Schneider Electric
Energieverteilung & -speicherung

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Zentraler Baustein fürs Smart Grid

Text: Klaus Wersching, Schneider Electric
Ein Schweizer Energieversorger wappnet sich mit dem Einsatz eines regelbaren Transformators für künftige Herausforderungen. Dieser lässt sich aus der Ferne überwachen und in Kontroll­systeme integrieren. Damit stellt er eine wichtige Komponente im intelligenten Netz dar.

Die Stadt Thun in der Schweiz hat gemeinsam mit Schneider Electric einen Schritt in Richtung intelligentes Stromnetz gemacht. Seitdem Strom dezentral aus Solar- und Windanlagen in die Netze eingespeist wird, sind die Stromflüsse bidirektional und variabler geworden. Die Anforderungen an das Verteilnetz steigen dabei stark, und der Anteil der erneuerbaren Energien am Strommix soll weiterhin zunehmen. Intelligente Stromnetze sind gerade bei der Einspeisung volatiler regenerativer Energien eine wichtige Voraussetzung. Damit die Grundversorgung garantiert bleibt, müssen Netzbetreiber wissen, wie viel Strom verfügbar ist und wann er ins Netz eingespeist werden kann. Außerdem sind Netzstabilität und -qualität dabei ein wichtiges Thema. So entstehen etwa Spannungsschwankungen, wenn dezentrale, erneuerbare Energieerzeuger und Energiespeichersysteme in das Mittel- und Niederspannungsnetz eingebunden werden und sich damit die Energieflussrichtungen ändern. Hier gilt es, den Einfluss von Spannungsschwankungen auf das Energieverteilnetz zu begrenzen. Mit dem dafür konzipierten, regelbaren Verteilnetz-Transformator Minera SGrid von Schneider Electric ist das möglich. Mittels integrierter Fernwirkkomponenten lässt er sich aus der Ferne überwachen und steuern und in Überwachungs- und Kontrollsysteme integrieren. Damit stellt er eine wichtige Komponente im intelligenten Netz dar.

Zum ersten Mal wurden nun in der Schweiz Transformatoren in Betrieb genommen, die auch bei stark variierender Einspeisung erneuerbarer Energien die Ausgangsspannung im Parallelbetrieb automatisch regeln. Mit diesem Pilotprojekt ist Energie Thun dem Smart Grid näher gekommen. Um eine neu installierte Photovoltaikanlage ins Netz einzubinden, plante der mittelgroße Energieversorger eine zusätzliche Station mit zwei Transformatoren. Die Bewilligung lag vor, da kündigte ein weiterer Betrieb eine Photovoltaikanlage an. „Wir hatten das ursprüngliche Projekt fertig geplant und sahen uns nun plötzlich damit konfrontiert, nochmals neu zu beginnen“, so Roland Schindler, Leiter Asset Service Stromnetz bei Energie Thun. Beide Photovoltaikanlagen zusammen hätten die Transformatoren überfordert. Schneider Electric pflegt seit Langem einen technischen Austausch mit dem Energieversorger. Dabei entwickelte sich die Idee einer neuartigen Lösung. Ihr Herzstück bildet ein bisher in der Schweiz noch nicht eingesetzter regelbarer Transformator: der Minera SGrid. Er kann auch bei einer erhöhten Einspeisung aus einer dezentralen Energieanlage den Ausgang auf der Niederspannungsseite automatisch stabilisieren und innerhalb des Spannungsbands halten. Energie Thun zeigte sich offen für diesen innovativen Ansatz und will damit als einer der ersten Schweizer Energieversorger Erfahrungen für den flexiblen Netzbetrieb gewinnen.

Vor der Inbetriebnahme waren aber noch weitere Herausforderungen zu bewältigen. Die beiden zu installierenden Transformatoren mussten nämlich nicht nur regelbar sein, sondern auch im Parallelbetrieb laufen. Zudem waren die gewünschten Daten für die Einbindung in das Leitsystem des Energieversorgers vorab zu definieren. Im April 2015 wurden die neuen Transformatoren dann zugeschaltet und speisen seither den lokal erzeugten Strom ins Netz. Dass die Entscheidung für den Einsatz der regelbaren Transformatoren richtig war, zeigt eine dritte Photovoltaikanlage, die rund 350 Meter von der Transformatorenstation entfernt liegen wird. „Der dadurch auftretenden tieferen Einspeisespannung wären herkömmliche Transformatoren nicht gewachsen gewesen. Doch nun können wir diese dritte Anlage auch noch über die beiden Minera SGrid-Transformatoren einspeisen“, berichtet Schindler.

Der Minera SGrid wurde als Plug-and-Play-Lösung konzipiert, ist somit einfach zu installieren und passt in neue und existierende Schaltstationen. Der Ortsnetztransformator besteht aus industriellen Komponenten und hat keine beweglichen elektromechanischen Bauteile im Transformatorentank. Dies führt zu einem reduzierten Servicebedarf und erhöht die Verfügbarkeit. Mit der Möglichkeit zur Fernüberwachung kann der Transformator in das ADMS-Überwachungs- und Kontrollsystem (Advanced Distribution Management System) eingebunden werden. Dies senkt zum einen die Wartungskosten, und der Kunde hat die Kontrolle über seine Betriebsmittel. Seit Oktober vergangenen Jahres speisen zwei Photovoltaikanlagen mit einer Gesamtleistung von über einem Megawatt Peak ins Stromnetz ein. Mit den regelbaren Transformatoren des Energieversorgers wurde in Thun der Grundstein für ein Smart Grid gelegt.

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