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Steuerung

Leitwarte der Zukunft startet

Ende September hat Siemens an der Technischen Universität Ilmenau eine Netzleitwarte vorgestellt. Zunächst für den Einsatz in Transportnetzen vorgesehen, trägt sie der Dynamik in den Netzen durch regenerative Energiequellen Rechnung.

12. November 2018
(Bild: ©rcx – stock.adobe.com)

Die neue Steuerungseinrichtung wurde an der TU Ilmenau aufgebaut und ist das Herzstück des Projektes Dyna Grid Center, das im Oktober 2015 gestartet und im Rahmen der Forschungsinitiative ›Zukunftsfähige Stromnetze‹ vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit rund fünf Millionen Euro gefördert wurde. Die Gesamtkosten lagen bei 7,2 Millionen Euro. »Die dynamische Leitwarte ist ein unabdingbarer Bestandteil für eine erfolgreiche Energiewende. Sie beherrscht die zunehmende Netzdynamik, hält die Netzstabilität aufrecht und gibt konkrete Handlungsempfehlungen, um Ausfällen vorzubeugen«, erklärt Prof. Dr. Rainer Krebs, Leiter der Beratungseinheit für den Betrieb und Schutz von Stromnetzen in der Siemens-Division Energy Management. Die nächste Generation der Leitwarte wird damit zu einem zentralen Bestandteil des Aktionsplans Stromnetz, der im August 2018 von der Bundesregierung vorgestellt wurde.

»Strom ist immer häufiger dort, wo er nicht gebraucht wird, aber auch nicht transportiert werden kann.«

— Gunter Scheibner, Leiter Systemführung 50Hertz Transmission

Das deutsche Stromnetz auf der Transportebene wird derzeit von vier Netzleitwarten zentral koordiniert. Sie steuern nicht nur den Stromdurchfluss im Regelbetrieb, sondern müssen auch Störungen möglichst rasch erkennen und entsprechende Gegenmaßnahmen einleiten. Wie groß die Herausforderung für die Transportnetzbetreiber ist, beschreibt Gunter Scheibner, Leiter Systemführung bei 50Hertz Transmission: »Wir haben inzwischen 50 Gigawatt Windleistung im Norden und 50 Gigawatt Solarleistung im Süden Deutschlands.

Dadurch haben wir Strom immer häufiger dort, wo er nicht gebraucht wird, aber auch nicht transportiert werden kann. Die Kosten für daraus resultierende Redispatch-Maßnahmen beliefen sich allein 2017 auf 1,4 Milliarden Euro, die vom Verbraucher aufgebracht werden müssen.« Die Summe zeigt, dass mit der zunehmenden Anzahl dezentraler Erzeugungsanlagen bei gleichzeitig reduzierter konventioneller Kraftwerksleistung die Störanfälligkeit des elektrischen Energieversorgungssystems zunimmt. Auch die Zeit, die zur Störungserkennung und -beseitigung zur Verfügung steht, wird immer kürzer. Die bisherigen Leitwarten sind diesen höheren Anforderungen nicht mehr gewachsen.

Assistenzsysteme für Stromübertragungsnetze

Die neue Leitwarte, die auf Basis des Siemens-Produktes Spectrum Power 7 entwickelt wurde, verfügt deshalb über verbesserte Steuerungs- und Regelungstechniken, die das hochdynamische Stromnetz überwachen und mit passiven und aktiven Assistenzsystemen aus der Ferne selbstständig stabil halten. Zudem gibt es konkrete Handlungsempfehlungen, um Ausfällen vorzubeugen. Die Assistenzsysteme haben zwei Kernaufgaben: Erstens das System selbsttätig so zu regeln, dass der Netzbetrieb jederzeit möglichst ruhig und stabil bleibt. Zweitens das frühzeitige Erkennen von Hindernissen oder Störungen, damit diese umfahren oder vermieden werden können. »Künftig werden im Transportnetz mehr regelbare Komponenten vorhanden sein. Dazu zählen unter anderem HGÜ-Verbindungen ebenso wie Phasenschiebertransformatoren, die regelbar sind und eine übergeordnete Koordination benötigen«, so Fachmann Krebs. Sogenannte Phasor Measurement Units (PMUs) übermitteln in sehr kurzen Abständen (20 Millisekunden) die Höhe und den Phasenwinkel von Strom und Spannung und ergänzen damit die bisher im Sekundenbereich übermittelten Messwerte um eine hochdynamische Komponente.

Die Erkenntnisse des Laborbetriebs der dynamischen Leitwarte, die mit einem simulierten Stromnetz der Universität Magdeburg gekoppelt war, werden jetzt nach und nach in den realen Netzbetrieb integriert. Hilfreich dabei ist sicher, dass alle vier Transportnetzbetreiber als assoziierte Projektpartner in das Forschungsvorhaben integriert waren und zumindest teilweise bereits mit Spectrum wie auch Siguard DSA arbeiten – beides dynamische Assistenzsysteme von Siemens. Das Anschlussprojekt Inno Sys 2030 soll jetzt zeigen, ob die Systeme auch in realen Stromnetzen funktionieren. Inno Sys 2030 läuft seit Anfang Oktober und ist mit einem Forschungsbudget von 15 Millionen Euro ausgestattet.

Klaus Jopp für Siemens

Kommentar

Spitzenmäßig

Voriges Jahr hatten die vier Betreiber des Stromübertragungsnetzes gut zu tun beim Redispatch. Die Maßnahmen hatten ein Gesamtvolumen von 20.438 GWh, so die Bundesnetzagentur. Zum Vergleich: 2014 betrug die Summe 5.197 GWh.

Ob der enorme Anstieg des Volumens binnen weniger Jahre allein dem Ausbau der Erneuerbaren geschuldet ist, kann ich nicht beurteilen.

Mir ist ein anderer Punkt sehr wichtig: Alle Netzbetreiber müssen den Ausbau ihrer Leitungen forcieren. Ein mühsames Geschäft, das Zeit und Personal bindet. Im Vergleich dazu ist Redispatch ein Nebenschauplatz unter weiteren. Trotzdem scheint man jetzt in der Sache einen Schritt weitergekommen zu sein. Siehe Dyna Grid Center. Das ist eine gute Nachricht. (hd)

Erschienen in Ausgabe: Nr. 09 /2018