RWE und ABB stellen neuen Längsspannungsregler vor

Durch die dezentrale und zudem stark schwankende Einspeisung regenerativer Energien insbesondere aus Sonne und Wind stoßen viele Netze mittlerweile an ihre Grenzen. Limitierender Faktor ist oft nicht die Übertragung der Leistung an sich, als vielmehr die Einhaltung des zulässigen Spannungsbereichs. Dies gilt insbesondere für den ländlichen Raum, wo 80 Prozent des regenerativen Stroms erzeugt werden. Auf Hügelzügen stehen viele Windturbinen und auf Freiflächen oder Scheunendächern werden schon heute große Mengen an Solarstrom erzeugt und ins Netz eingespeist. Die Versorgung mit Strom ist auf eine typische Leistung von 2 bis 4 kW (Kilowatt) je Anschluss ausgelegt und berücksichtigt, dass nicht alle Kunden gleichzeitig die maximale Leistung von 30 kW in Anspruch nehmen. Zeitgleiche Einspeisungen aus Sonne und Wind liegen jedoch in der Regel bei einem Vielfachen dieser Leistung. Die entstehenden Spannungsprobleme können zwar durch den konventionellen Ausbau des Netzes gelöst werden, etwa durch die Verwendung von Kabeln mit einem größeren Querschnitt. Eine derartige Lösung ist allerdings nicht in allen Fällen wirtschaftlich. Eine Alternative kann der Einsatz regelbarer Ortsnetztransformatoren sein. Dies bedingt aber den Ersatz vorhandener Ortsnetztransformatoren in der Regel an mehreren Stellen im Netz. Ganz im Gegensatz zu einem Längsspannungsregler (LVR – Line Voltage Regulator). Dieser wird in eine Mittelspannungsleitung eingebaut und beeinflusst das Spannungsniveau innerhalb eines gewünschten Regelbereichs, so dass mehr regenerative Erzeugungsanlagen an das bestehende Netz angeschlossen werden können, als dies ohne Spannungsregelung möglich wäre.

Auf dem deutschen beziehungsweise dem europäischen Markt gab es einen solchen Spannungsregler für die Mittelspannung bisher noch nicht. Im Rahmen des Smart-Grid-Projekts „Netze der Zukunft / Smart Country“, in dem RWE und ABB kooperierten, wurde ein erster Mittelspannungsregler entwickelt und getestet. In kontinuierlicher Zusammenarbeit zwischen beiden Unternehmen wurden die Betriebserfahrungen und Erkenntnisse jetzt am ABB-Standort Brilon in einem vollständig neu entwickelten Regler umgesetzt. Dieser Prototyp eines Mittelspannungsreglers weist eine hohe technische Effizienz auf, die sich unter anderem in geringen Verlusten und Maßen zeigt und ist heute schon wirtschaftlich im Stromnetz einsetzbar. In Brilon produziert ABB seit mehr als vier Jahrzehnten gießharzisolierte Trockentransformatoren für eine Betriebsspannung bis zu 72,5 kV.

Der Fokus der Entwicklung lag auf einer hohen Energieeffizienz sowie der einfachen und sicheren Integration in das bestehende Verteilnetz. Die jetzt vorgestellte Lösung ist in einer Standard-Betonstation vollständig integriert. Falls der Regler am vorhandenen Standort nicht mehr benötigt wird, kann die Betonstation einfach an einem neuen Standort installiert werden. Sie weist in allen Regelstufen einen Wirkungsgrad von mehr als 99,75 Prozent auf. Die Pilotinstallation kann eine Übertragungsleistung von 8 MVA kontrollieren und deren Spannungsniveau um +/-10 Prozent regeln.

Bei den Prüf- und Abnahmearbeiten im ABB-Werk Brilon zeigten sich Vertreter von RWE und deren Netztochter Westnetz von der Funktionsweise und der Zuverlässigkeit des neuen Längsspannungsreglers überzeugt. „Dieses innovative Betriebsmittel von ABB ist ein wichtiger Baustein, mit dem wir die Energiewende gestalten können. Es freut uns besonders, dass diese Technik im Sauerland, in unserem Kernnetzgebiet und damit hier in Deutschland, entwickelt und produziert wird“, sagt Dr. Joachim Schneider, Technikvorstand der RWE Deutschland. Dr. Martin Schumacher, im Vorstand der deutschen ABB verantwortlich für den Bereich Energietechnik, ergänzt: „Mit der Entwicklung des Spannungsreglers stellen wir einmal mehr unsere technologische Kompetenz in Deutschland und am Standort Brilon unter Beweis. Mit diesem neuen Produkt leistet ABB einen weiteren Beitrag zum Gelingen der Energiewende.“

Der Spannungsregler wird in den nächsten Wochen im Verteilnetz von RWE/Westnetz installiert und in Betrieb genommen und nach einer kurzen Testphase vollständig automatisiert betrieben. Bei Bedarf kann er aber auch via RWE Netzleitsystem gesteuert werden.

Ein erster Prototyp eines Längsspannungsreglers aus Brilon, ausgelegt für Anwendungen im Niederspannungsnetz, stellt seine Alltagstauglichkeit bereits seit diesem Frühsommer in der Schweiz unter Beweis: Der Regler gleicht hier die typischen Spannungsschwankungen aus, wie sie durch die Installation einer großflächigen Solaranlage im ländlichen Raum entstehen. Der Niederspannungs-LVR ist auch hier in das Leitsystem des Netzbetreibers eingebunden und kann so neben dem regulären Automatikbetrieb per Fernzugriff gesteuert werden.