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MVV Energie baut derzeit im Mannheimer Ortsteil Neckarau eine Fernwärmebesicherungsanlage.

Bild: MVV

Frequenzumrichter gegen Oberschwingungen So gelingt die Fernwärmebesicherung Rheinufer Neckarau

17.08.2022

Für die im Bau befindliche Fernwärmebesicherungsanlage Rheinufer Neckarau BeRUN von MVV liefert Bilfinger GreyLogix die Elektro- und Leittechnik zur Einspeisung der gewonnenen Wärme ins Fernwärmenetz. Gegen Oberschwingungen wiederum ist ABB zur Stelle: Die Low-Harmonic-Single-Drive-Schrankgeräte der Reihe ACS880-37 gewährleisten mit einem THD-Wert von nur drei Prozent eine hohe Netzqualität.

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Die Fernwärmebesicherungsanlage Rheinufer Neckarau BeRUN soll zur Besicherung und Spitzenlastabdeckung der Fernwärmeversorgung der Kunden des Mannheimer Unternehmens MVV Energie dienen, das seine Fernwärmeerzeugung Schritt für Schritt auf klimaneutrale Energien umstellt. Wesentlicher Zweck des Vorhabens ist es, die Fernwärmebesicherung vor dem Hintergrund der mittelfristig anstehenden Stilllegung der Bestandskraftwerksblöcke der Grosskraftwerk Mannheim AG (GKM) im Zuge des politisch motivierten Kohleausstiegs sicherzustellen.

Die Anlage wird aus einer Heißwasserkesselanlage mit einer installierten Nutzwärmeleistung von 286 MWth, einer Gasdruckregel- und Messstation und einer Fernwärmepumpenanlage mit einer hydraulischen Leistung von circa 9.000 t/h bestehen. Die Heißwasserkesselanlage setzt sich hauptsächlich aus zwei Kesseleinheiten sowie der Fernwärmepumpenanlage zusammen, die sich aus zwei Pumpengruppen mit jeweils drei Pumpen zusammensetzt.

Geringer Oberschwingungsgehalt

Für das Projekt liefert Bilfinger GreyLogix, heute Bilfinger Life Science Automation, die Elektro- und Leittechnik zur Einspeisung von Wärme aus der Fernwärmebesicherungsanlage von MVV in das Fernwärmenetz des Unternehmens. Um die Oberwellen-Anforderungen von MVV zu erfüllen, hat der Systemintegrator zur Regelung der Zu- und Ablaufpumpen der Anlage drei Low-Harmonic-Single-Drive-Frequenzumrichter-Schrankgeräte ACS880-37 (je 1.100 kW) bei ABB Motion Deutschland geordert. Drei Single-Drive-Frequenzumrichter-Schrankgeräte (je 630 kW) komplettieren die Bestellung. Die Lieferung der Frequenzumrichter an Bilfinger erfolgt im September 2022.

Zu den Geräten, die das Stromnetz mit Oberschwingungen belasten können, zählen neben vielen elektronischen Systemen auch Frequenzumrichter. Geräte mit einer sehr geringen Total Harmonic Distortion (THD, gesamte harmonische Verzerrung), wie die Schrankgeräte ACS880-37 in der Low-Harmonic-Version, können die Netzqualität verbessern. Zudem sollen sie den vermehrt gestellten Forderungen nach einer höheren Qualität der Netzspannung Rechnung tragen.

Bei einem konventionellen Frequenzumrichter mit einer 6-Puls-Diodenbrücke als Gleichrichter ist der netzseitige Strom nicht sinusförmig und hat einen signifikanten Oberschwingungsgehalt, speziell der 5. und 7. Harmonischen. Dies zeigt sich auch im THD-Wert der gesamten harmonischen Verzerrung, der 30 bis 50 Prozent erreichen kann. Ein deutlich besseres Oberschwingungsverhalten zeigen die Low Harmonic Drives von ABB. Mit einem THD-Wert von drei Prozent gewährleisten sie eine hohe Netzqualität.

Auf dem Weg zur grünen Wärme

MVV versorgt aktuell rund zwei Drittel der Mannheimer Haushalte sowie die Kommunen Heidelberg, Schwetzingen und Speyer mit Fernwärme. Bisher kam der größte Teil aus den steinkohlebasierten Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen des GKM. Mit der Anbindung der Friesenheimer Insel in Mannheim an das Fernwärmenetz der MVV wurde die Voraussetzung geschaffen, dass auch aus der thermischen Abfallbehandlung (TAB) Fernwärme in das Fernwärmenetz Mannheim abgegeben werden kann. In den Sommerperioden soll die Fernwärmeversorgung ausschließlich durch die TAB erfolgen.

Die Wärmewende ist neben der Stromwende sowie grünen Produkten und Lösungen ein Baustein des Mannheimer Modells, mit dem MVV bis zum Jahr 2040 klimaneutral und anschließend klimapositiv werden will. BeRUN dient vor dem Hintergrund der anstehenden Kohlekraftwerkstilllegungen im GKM primär als flexible, zuverlässige Reserve bei einem punktuellen Ausfall von Wärmeerzeugungsanlagen und zur Deckung von Spitzenlasten an besonders kalten Wintertagen. Die Anlage wird mit Erdgas befeuert. Ein späterer Einsatz von Biomethan und grünen Gasen ist möglich.

Mehr dazu, wie die Frequenzumrichter von ABB Oberschwingungen verhindern, lesen Sie in unserem Interview mit Florian Groß, Produktmanager Antriebs- und Steuerungstechnik bei ABB Motion.

Bildergalerie

  • Low-Harmonic-Single-Drive-Schrankgeräte ACS880-37 tragen dazu bei, dass das Stromnetz nicht mit Netzoberschwingungen belastet wird.

    Bild: ABB

  • Rund zwei Drittel der Mannheimer heizen mit Fernwärme.

    Bild: MVV

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