Smart Country

Leitung: Westnetz GmbH

Standort: Grosslangenfeld

Ein intelligentes Verteilnetz im Kleinen

Das Verteilnetz in der Region war nicht darauf vorbereitet, große Mengen Strom aus regenerativen Energiequellen aufzunehmen. Der Verteilnetzbetreiber stand vor der Aufgabe, das ländliche Stromnetz zu modernisieren, ohne die Energiewende durch kostspieligen Ausbau unnötig zu verteuern. Im Eifelkreis Bitburg-Prüm betreibt innogy ein intelligentes Verteilnetz, das bereits einige Elemente von DESIGNETZ enthält. Smart Country verknüpft unterschiedliche Komponenten, um in einem ländlichen Raum die Einspeisung von mehr Strom aus Erneuerbaren Energien zu ermöglichen.

Informations- und Kommunikationstechnik zur Messung der Spannung in Mittel- und Niederspannungsnetzen

Mit Hilfe der Daten wird die Spannungsregelung in einer 110kV-Umspannanlage optimiert, die das lokale Verteilnetz mit dem überregionalen Stromnetz verbindet. Damit ist eine sogenannte Weitbereichsregelung möglich, mit deren Hilfe Spannungsschwankungen um durchschnittlich 30 % verringert werden.

Eine Biogasanlage mit angeschlossenem Blockheizkraftwerk (BHKW) zur bedarfsgerechten Strombereitstellung

Das BHKW erzeugt nur in den Nachtstunden Strom, wenn Photovoltaik-Anlagen keinen Strom mehr produzieren können. Ein Teil der Abwärme des BHKW wird zur Intensivierung des Gärprozesses eingesetzt, was die Biogasausbeute bei gleichem Biomasseeintrag um rund acht Prozent steigert.

Starke Kabelstrecken und kürzere Weg zu Netzknotenpunkten

Diese Maßnahmen ermöglichen die Aufnahme von mehr grünem Strom im Verteilnetz. Von der 110kV-Umspannanlage gehen strahlenförmig querschnittsstarke Kabel in die Region, bevor das örtliche Verteilnetz den weiteren Stromtransport übernimmt. Bei gleicher Leitungslänge können so mehr dezentrale Erzeugungsanlagen an das Verteilnetz angeschlossen werden.

Ansprechpartner

Klaus Landwehr
Projektleitung
WESTNETZ GmbH

Verteilnetzlösung für ländliche Regionen

Das 178 Quadratkilometer große Testgebiet von Smart Countryist mit 30 Einwohnern pro Quadratkilometer dünn besiedelt. Entsprechend gering ist die Last. Die Jahreshöchstlast beträgt 3 MW. Die Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Quellen (Wind, Photovoltaik, Biogas) beläuft sich dagegen auf 50 MW. Die 1.400 Hausanschlüsse im Testgebiet liegen teilweise weit auseinander, sodass die Leitungslängen im Verteilnetz groß sind.

Smart Country ist mit seinem Maßnahmenbündel die Antwort auf diese Herausforderungen.

Spannungsregler auf Halbleiterbasis

Die witterungsbedingt schwankende Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen führt dazu, dass sich das Spannungsgefälle im Netz ständig verändert. Wenn die Spannungsschwankungen größer als +/-10 Prozent sind, können elektrische Geräte und Anlagen geschädigt werden.  Um das zu vermeiden, gleichen die Spannungsregler die Schwankungen kontinuierlich aus.

Um Effizienzvergleiche zu ermöglichen, wurden  Spannungsregler auch in der Niederspannung, an Ortsnetzstationen und kurz vor dem Netzanschluss von Kunden installiert. Die Spannung wird kontinuierlich auf einen eingestellten Sollwert geregelt. Im Ergebnis zeigte sich, dass die Mittelspannungsregler in der Lage sind, Spannungsschwankungen im Netz vollständig auszuregeln. Mitunter reicht sogar ein Regler in der Mittelspannung, um ein größeres Netzgebiet mit vielen Ortsnetzstationen flexibler und leistungsstärker zu machen.

Im Projekt werden Spannungsregler auf Halbleiterbasis getestet, wie sie in sehr viel kleinerer Form auch in Smartphones und PCs zum Einsatz kommen.

Die Komponenten des Mittelspannungsreglers befinden sich in einem 20-Tonnen-Standard-Seecontainer. Das erlaubt eine schnelle und flexible Aufstellung des Reglers. Die verwendete Halbleitertechnologie arbeitet auch unter extremen Bedingungen zuverlässig.