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Gleichstromübertragung für die Mittelspannung

4. Oktober 2017, 15:19 Uhr | Heinz Arnold

Die MVDC-PLUS-Technik basiert auf der HVDC-PLUS-Technik des Hochspannungs-Gleichstromübertragungssystems von Siemens, ist jedoch auf dessen Basisfunktionen reduziert.

Mit MVDC PLUS bringt Siemens ein neues Gleichstromübertragungssystem für den Einsatz als effiziente Übertragungsstrecke in Wechselstrom-Mittelspannungsnetzen von 30 bis 150 kV auf den Markt.

Das neue Übertragungssystem MVDC PLUS (Medium Voltage Direct Current Power Link Universal System) hat Siemens für Netzbetreiber entwickelt, die aufgrund der zunehmenden Einspeisung aus dezentralen und erneuerbaren Stromquellen ins Verteilnetz ihre Infrastruktur ausbauen müssen, um das Netz stabil zu halten. Mit MVDC PLUS lassen sich Entfernungen von bis zu 200 Kilometern überbrücken.

Siemens bietet das Mittelspannungs-Gleichstromübertragungssystem als Kompaktanlage in drei Varianten an – für eine Übertragungsleistung von etwa 50, 100 und 150 MW bei Übertragungsgleichspannungen von 20 bis 50 kV.

Damit eignet sich MVDC PLUS für den Netzanschluss kleinerer Gemeinden in dünn besiedelten Gebieten ebenso wie für den Anschluss und Stabilisierung schwacher Verteilnetze, ungeachtet der Spannung und Frequenz. Auch ein geregelter Leistungsaustausch zwischen regionalen Mittelspannungsnetzen und Microgrids ist mit diesem System möglich.

Dazu kommt eine größere Unabhängigkeit vom Hochspannungsnetz. Für die Übertragung können sowohl Kabel als auch Freileitungen genutzt werden. Möglich ist es zudem, vorhandene Trassen zu nutzen, wenn es darum geht, die Leistungskapazität zu erhöhen, ohne auf Hochspannungsniveau gehen zu müssen.

Auch lässt sich mit dem Übertragungssystem eine Stromverbindung zwischen Inseln oder Offshore-Plattformen und dem Festland aufbauen, um Wartungsmaßnahmen und Kosten für ein Backup mit Dieselgeneratoren zu vermeiden. Als Backup-Lösung ist das Stromübertragungssystem für die Mittelspannung beispielsweise in der Fertigungsindustrie einsetzbar. Dort erhöht es die Verfügbarkeit der Anlagen und vermindert Produktionsausfälle.

Als Backup-Versorgung für Rechenzentren stellt MVDC PLUS zum Beispiel die Klassifizierung der Qualitätsstufe (TIER) sicher. Das Mittelspannungs-Gleichstromübertragungssystem ist aufgrund seiner Kosteneffizienz und kurzen Implementierungszeit auch interessant für Zusammenschlüsse auf lokaler Ebene mit unterschiedlichen Finanzierungsmodellen, die in Ländern mit einem wachsenden Anteil an erneuerbaren und dezentralen Energiequellen immer mehr an Bedeutung gewinnen.

Die MVDC-PLUS-Technik basiert auf der HVDC-PLUS-Technik des Hochspannungs-Gleichstromübertragungssystems von Siemens, ist jedoch auf dessen Basisfunktionen reduziert. Wie HVDC PLUS arbeitet das Mittelspannungsübertragungssystem mit selbstgeführten Stromrichtern (VSC) in modularer Multilevel-Converter-Bauweise (MMC), die den Wechselstrom in Gleichstrom und Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln. Der Strom auf der Übertragungsstrecke kann in beide Richtungen fließen.

Dank abschaltbarer Leistungstransistoren (IGBT) laufen die Kommutierungsvorgänge im Stromrichter unabhängig von der Netzspannung ab. Beide Stromrichterstationen können als statischer Blindleistungskompensator (Statcom) betrieben werden. Die sehr schnellen regelungs- und schutztechnischen Eingriffsmöglichkeiten der Stromrichter bewirken eine hohe Stabilität des Übertragungssystems, was vor allem Netzfehler und Störungen im Drehstromnetz vermindert. Dies erhöht für Energieversorger und Stromkunden gleichermaßen die Versorgungssicherheit deutlich.