Stärkung von Frequenz und Spannung für eine dynamische Netzstabilität

SVC PLUS (STATCOM) Frequenzstabilisator

Immer häufiger wird Strom aus erneuerbaren Energiequellen ins Netz eingespeist und ersetzt so den synchron von konventionellen Kraftwerken erzeugten Strom. Durch die geringere Anzahl rotierender Maschinen wird die Netzfrequenz anfälliger für Schwankungen. Netzbetreiber stehen jetzt vor einer Herausforderung: Sie haben für die notwendige Systemträgheit zu sorgen – etwa mit der Hilfe von Phasenschiebern und großen rotierenden Massen. Darüber hinaus bieten erneuerbare Energien so gut wie keine Trägheit und können nicht zur Frequenzstabilisierung eingesetzt werden. Andere Lösungen sind erforderlich.

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Siemens SVC PLUS FS auf einen Blick

Eine überzeugende Lösung

Mit Hilfe vieler Superkondensatoren bietet der neue SVC PLUS Frequenzstabilisator (SVC PLUS FS) eine kostengünstige und kompakte Lösung, die die Systemträgheit nachbilden kann, indem sie bei Bedarf hohe Wirkleistung ins Netz einspeist. Zusätzlich stabilisiert der SVC PLUS FS die Spannung mit Hilfe der Blindleistungskompensation.

Die Netze verändern sich grundlegend: in Bezug auf die Stromerzeugung, die Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen und den stetig wachsenden Energiebedarf. Bei gleichzeitig immer weniger synchroner Stromerzeugung sind die Stromqualität und die dynamische Netzstabilität weiteren Risiken ausgesetzt.

 

Die Netzfrequenz liegt durch die Parität von Strombedarf und -erzeugung bei 50 oder 60 Hertz (Hz). Sie muss innerhalb bestimmter Grenzen gehalten werden, auch wenn es zu einem beispielsweise störungsbedingten Ungleichgewicht kommt. Nach einer solchen Netzstörung kann die Frequenz nur durch eine Trägheitsreaktion aus den Turbinensätzen stabilisiert werden. Die in den rotierenden Massen gespeicherte mechanische kinetische Energie definiert den Frequenzabfall nach einer Störung, bis die Betriebsreserve nach einigen Sekunden durch die Primärfrequenzreserve (PFR) aktiviert wird. Durch eine kleinere Anzahl rotierender Maschinen verringern sich die Momentanreserven. Dadurch steigt das Risiko, kritische Frequenzen zu überschreiten. Dies kann zu einer Lastabschaltung oder einem Stromausfall führen. Netzbetreiber müssen Kraftwerke in Betrieb halten, um die Momentanreserve aufrechtzuerhalten oder optional in zusätzliche Primärreserven investieren. Eine schnelle Frequenzantwort (FFR) ist also unbedingt erforderlich, um die Lücke zwischen dem Trägheitsverhalten und den Betriebsreserven zu schließen.

Stromnetze besser kontrollieren und an Laständerungen anpassen

In der Praxis bietet der SVC PLUS FS eine Reihe von typischen Anwendungsmöglichkeiten:

Mit einer schnellen Wirkleistungseinspeisung überbrückt der SVC PLUS FS die Zeitspanne zwischen einer Netzstörung und der Aktivierung von Betriebsreserven.

Der SVC PLUS FS vereint die dynamische Unterstützung von Spannung (STATCOM-Betrieb) und Frequenz in einer Einheit.

Der SVC PLUS FS überzeugt mit einer Reihe von Funktionalitäten, die den bislang notwendigen Dauerbetrieb rotierender Maschinen – etwa in konventionellen Kraftwerken – reduziert.

Störungen an Netzknotenpunkten können bei schwachen Netzen zu einem Kaskadeneffekt führen. Um dem entgegenzuwirken, kann die SVC PLUS FS-Lösung flexibel und schnell zwischen Einspeisung und Wirkleistungsaufnahme wechseln, Über- oder Unterfrequenz ausgleichen und so die Verbindung stärken.

Der SVC PLUS FS unterstützt die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien durch die Einhaltung der geltenden Netzanschlussbedingungen.

   

SVC PLUS FS: zusätzliche Optionen für Netzbetreiber

In herausfordernden Zeiten wie diesen benötigen Netzbetreiber vielseitige Ressourcen, die es ihnen ermöglichen, nicht nur zu reagieren, sondern auch aktiv vorzubeugen – wie die oben genannten Anwendungsbeispiele zeigen. Der SVC PLUS FS bietet den Betreibern eine zuverlässige, wirtschaftliche und platzsparende Lösung mit vielen Vorteilen hinsichtlich Reaktionszeit, Regelgenauigkeit und Wirtschaftlichkeit.

Schlüsselfertige Lösungen

Jedes Stromnetz und jeder industrielle Großverbraucher stellt spezifische Anforderungen an Netzqualität, Wirk- und Blindleistungskompensation sowie Netzstabilität. Unsere maßgeschneiderten SVC PLUS FS Komplettlösungen werden all diesen Anforderungen aus einer Hand gerecht und beinhalten darüber hinaus eine individuelle Kundenberatung.

 

Von der technischen Abklärung über die Unterstützung Vor-Ort bis hin zu schlüsselfertigen Lösungen hilft Ihnen unser Service dabei, Ihre Anlagen und deren Leistung über die gesamte Lebensdauer zu optimieren – mit umfassenden Lösungen von nur einem einzigen Anbieter.

Die wichtigsten technischen Parameter des SVC PLUS FS 

  • kann jedes Spannungsniveau ansprechen
  • Platzbedarf: 2.700 m2
  • Nutzleistung: Pmax = +/–50 MW
  • Blindleistung: Q = +/–70 Mvar
  • verfügbare Energie: 450 MJ
    (Hochskalieren auf 4 parallel laufende Einheiten möglich)
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Weiterführende Informationen

Die Kontrolle behalten

Optimale Netz- und Frequenzstabilität

Mit SVC PLUS FS hat Siemens die Möglichkeiten eines statischen Synchronkompensators (STATCOM) durch die modulare Multilevel-Umrichter-Technologie (MMC) ergänzt, sodass auch eine schnelle Frequenzreaktion unterstützt wird. Wann immer also Ihre Anwendungen eine hochdynamische Lösung zur Spannungsregelung und schnellen Frequenzunterstützung benötigen, ist der SVC PLUS FS die erste Wahl.