Die Anlagen werden zu leistungsstärksten STATCOM-Installationen weltweit gehören

(WK-intern) – Innovative netzstützende Technologie für Stabilisierung wichtiger Knotenpunkte im regionalen Übertragungsnetz und für eine erfolgreiche Energiewende

Amprion hat Siemens Energy mit der Errichtung von zwei STATCOM (statisch synchroner Kompensator)-Anlagen der Reihe SVC PLUS zur weiteren Stabilisierung des deutschen Übertragungsstromnetzes beauftragt.

Eine der Anlagen wird Siemens Energy im nordrhein-westfälischen Polsum errichten; die andere in Rheinau in Baden-Württemberg. Beide Anlagen sind für einen Blindleistungsbereich von +/- 600 Mvar ausgelegt und gehören damit zu den leistungsstärksten Anlagen weltweit. Zudem werden sie über neuartige netzstützende Regelungsmechanismen verfügen, mit welchen die Anlagen noch effizienter zunehmende Spannungsschwankungen im elektrischen Übertragungsnetz ausgleichen können.

Der Anteil erneuerbarer Energien wächst weltweit. Sie sind ein wichtiger Bestandteil des Energiemixes der Zukunft. Doch durch ihre volatile Einspeisung werden die Stromnetze stark beansprucht. Aufgrund der geographischen Anordnung der erneuerbaren Energieerzeugung wächst die Distanz zu den Verbrauchszentren. In Deutschland etwa zwischen den großen Windparks, die im Norden ins Energienetz einspeisen, und den Lastzentren in Süddeutschland oder anderen Landesteilen. All das macht das Übertragungsnetz anfälliger für Spannungsschwankungen und Störungen. Lange haben Großkraftwerke die zur Stabilisierung nötige Blindleistung bereitgestellt. Im Zuge der Energiewende gehen jedoch viele dieser konventionellen Kraftwerke, die mit atomaren oder fossilen Energieträgern betrieben werden, vom Netz.

Netzbetreiber wie Amprion errichten daher STATCOM-Anlagen an wichtigen Netzknotenpunkten. Diese leistungselektronischen Kompensationsanlagen gleichen die Spannungsschwankungen aus, indem sie je nach Bedarf die Blindleistung regeln und so die Netzspannung im stabilen Bereich halten. Zudem werden durch den weiteren Ausbau der erneuerbaren Energieerzeugung die Leitungen im Netz höher ausgelastet werden, sodass auch der Bedarf an Blindleistungskompensation weiter steigen wird. Dies erfordert STATCOM-Anlagen mit immer höher werdenden Kapazitäten mit bis zu +/- 600 Mvar Blindleistung.

„Der Umbau des Energiesystems erfordert viele einzelne innovative Lösungen. Wir freuen uns sehr, dass wir mit Siemens Energy einen erfahrenen Technologiepartner an unserer Seite haben, der mit uns an einem stabilen Stromnetz für die Zukunft arbeitet“, sagt Dr. Hendrik Neumann, Chief Technical Officer der Amprion GmbH. „Die weltweit leistungsstärksten STATCOM-Anlagen ermöglichen uns, Blindleistung flexibel und effizient bereitzustellen.“

„Partnerschaftliche Zusammenarbeit ist der Schlüssel zum Erfolg, um die Netze fit für die Energielandschaft von morgen zu machen. Siemens Energy hat für Amprion bereits drei STATCOM-Anlagen errichtet. Zusätzlich zum Projekt Gersteinwerk, hat Siemens Energy mit den Projekten Polsum und Rheinau nun zwei weitere Anlagen in der Abwicklung. Wir bedanken uns für das Vertrauen und freuen uns Amprion weiterhin dabei zu unterstützen, das Netz in Deutschland bedarfsgerecht auszubauen und so den Weg für ein klimaverträgliches Energiesystem zu ebnen“, sagt Beatrix Natter, Executive Vice President Transmission bei Siemens Energy.

Die deutschen Übertragungsnetzbetreiber haben im Netzentwicklungsplan nun einen Mindest-Zubaubedarf von stationären und regelbaren Kompensationseinheiten zur Blindleistungskompensation berechnet. Dieser regelbare Zubaubedarf wurde mit einer Höhe von 23 bis 28 Gvar ausgewiesen und soll zu einem großen Teil durch STATCOM-Anlagen gedeckt werden. Aufgrund des steigenden Einsatzes leistungselektronischer Betriebsmittel im Netz fordern die Netzbetreiber zudem neuartige Regelungskonzepte mit netzbildendem Verhalten für alle zukünftig zu installierenden STATCOM-Anlagen: sogenannte spannungseinprägende Regelungen. Diese führen zu einem Steuerungsverhalten der Umrichter, das dem von rotierenden Synchrongeneratoren gleicht, wie sie beispielsweise in konventionellen Kraftwerken eingesetzt werden. Ähnlich wie Generatoren könnten STATCOMs mit einer spannungseinprägenden Regelung die Spannung im Netz aus sich selbst heraus konstant stabil halten.

Die Herausforderung: Die heute auf dem Markt verfügbaren STATCOM-Anlagen verfügen noch nicht über diese umfassenden netzstützenden Eigenschaften. Sie nutzen gängige stromeinprägende Regelungen, die für leistungselektronische Betriebsmittel derzeit eingesetzt werden. Technologieunternehmen wie Siemens Energy werden die Regelungsalgorithmen und eventuell die Hardware entsprechend weiterentwickeln. Die neuen STATCOM-Anlagen, die Siemens Energy in Polsum und Rheinau schlüsselfertig errichten wird, werden über diese neuen netzstützenden Eigenschaften verfügen.

Siemens Energy ist Marktführer in Bezug auf Anzahl und installierte Gesamtleistung der weltweit installierten STATCOM-Systeme mit modularer Multilevel-Stromumrichter-Technologie (basierend auf Siemens Energy SVC PLUS).

PM: Siemens Energy

PB: Die STATCOM-Anlage in Kriftel ist eine der drei STATCOM-Anlagen, die Siemens Energy bereits für Amprion in Deutschland errichtet hat. Zusätzlich zum Projekt Gersteinwerk, hat Siemens Energy mit den Projekten in Polsum und Rheinau nun zwei weitere Anlagen in der Abwicklung. Sie werden zu den leistungsstärksten Anlagen weltweit gehören.