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Smarte Stationen

Umspannanlagen sind die Knotenpunkte des Übertragungsnetzes. Mit der Energiewende erweitern sich ihre Aufgaben. Amprion bereitet die Anlagen darauf vor. Wir stellen die wichtigsten Technologien vor.

Seit mehr als 80 Jahren verbinden Umspannanlagen das Übertragungsnetz mit regionalen Verteilnetzen, mit Kraftwerken und großen Industrieunternehmen. Damit der Stromtransport reibungslos funktioniert, muss die Spannung so angepasst werden, dass sie den Anforderungen der Kunden entspricht. Dieses „Umspannen“ – zum Beispiel von 380 auf 110 Kilovolt – erledigen Transformatoren.

Im Zuge der Energiewende speisen Wind- und Solaranlagen den Strom wetterbedingt stark schwankend ins Netz ein. Das wirkt sich auf die Spannung aus. Die technischen Einrichtungen in den Umspannanlagen tragen künftig maßgeblich dazu bei, das Spannungsniveau stabil zu halten und – im übertragenen Sinne – den Verkehr im Netz zu regeln. Auf diese neuen Aufgaben bereitet Amprion einige Umspannanlagen vor.

Netzspannung stabilisieren

Um die Spannung im Wechselstromnetz aufzubauen, ist sogenannte Blindleistung nötig. Sie funktioniert wie ein Schmiermittel für die elektrische Wirkleistung: jene Leistung, die Verbraucher tatsächlich nutzen können. Ist die Blindleistung zu niedrig, sinkt die Spannung und der Stromfluss wird gestört. Ist sie zu hoch, kann weniger Wirkleistung übers Netz transportiert werden. Bisher haben vorwiegend die Generatoren großer Kraftwerke Blindleistung erzeugt. Mit dem Kohle- und Kernenergieausstieg gehen jedoch viele von ihnen vom Netz. Deshalb setzt Amprion in Umspannanlagen immer mehr Anlagen ein, die je nach Bedarf Blindleistung verbrauchen oder erzeugen.

STATCOM

Ein Static Synchronous Compensator (Statcom) ist eine leistungselektronische Anlage, mit der sich die Spannung im Netz sowohl anheben als auch absenken lässt – und das stufenlos und sehr schnell. So können Schaltingenieure bei Amprion unmittelbar auf wechselnde Bedingungen im Netz reagieren und die Spannung stabilisieren.

Einsatzorte:
Umspannanlagen Kusenhorst, Dauersberg
(Inbetriebnahme zweite Hälfte 2020 geplant)

MSCDN-ANLAGE

Eine MSCDN-Anlage nutzt mechanisch geschaltete Kondensatoren, um Blindleistung zu erzeugen. MSCDN ist die Abkürzung für Mechanically Switched Damped Capacitor Networks, auf Deutsch: mechanisch geschalteter Kondensator mit Dämpfungsnetzwerk.

Einsatzorte:
Umspannanlagen Essen-Eiberg, Bürstadt

HYBRIDANLAGE

MSCDN- und Statcom-Anlagen können auch kombiniert zum Einsatz kommen. 2019 hat Amprion seine erste Hybridanlage zur Blindleistungskompensation in Betrieb genommen. Sie ist die leistungsstärkste ihrer Art im deutschen Netz.

Einsatzort:
Umspannanlage Kriftel

ROTIERENDER PHASENSCHIEBER

Ein rotierender Phasenschieber stellt Blindleistung bereit, sobald seine Drehzahl mit der Frequenz des Übertragungsnetzes synchronisiert ist. Darüber hinaus sorgt er für die sogenannte Kurzschlussleistung, die das Netz im Fehlerfall stützt, und dämpft durch seine rotierende Masse Frequenzschwankungen im Stromnetz.

Einsatzort:
Umspannanlagen Oberottmarshausen,
Uchtelfangen

Steuerung von Leistungsflüssen

Amprion nutzt in Umspannanlagen sogenannte Querregler, um Leistung von Engpässen auf weniger belastete Abschnitte im Netz umzuleiten. Sie funktionieren wie regelbare Widerstände. Das Prinzip: Reduzieren die Schaltingenieure den Widerstand, erhöht sich der Leistungsfluss auf einer Leitung. Bei erhöhtem Widerstand wird der Leistungsfluss gebremst, stattdessen werden parallele Leitungen stärker belastet.