Pilotprojekt zum Aufbau eines intelligenten Stromnetzes
Die Umsetzung des Pilotprojekts zur Automatisierung von Mittelspannungsleitungen und Mittel-/Niederspannungsstationen umfasste die Anwendung von Fernsteuerung und elektrischer Schutzautomatisierung (einschließlich Kurzschlussstrommessern) sowie die Modernisierung und den Umbau von Mittelspannungs- und Niederspannungsleitungen und -stationen. Die Lösung wurde in der Niederlassung Bydgoszcz von Enea Operator umgesetzt.
Ziel
des Projekts
Ziel des Projekts in der Gemeinde Dąbrowa Chełmińska, im Verteilungssgebiet in Bydgoszcz, war der Aufbau und die Modernisierung eines intelligenten Stromnetzes sowie die Rekonstruktion der Stromversorgung. Bestehende Maststationen wurden mit microBEL SRS-Steuerungen nachgerüstet, und die neu errichtete Containerstation wurde mit einer Automatisierung auf Basis der microBEL SX-Steuerung ausgestattet. Das microBEL SX-Gerät fungiert als Kurzschlussstromanzeiger, führt Messungen durch und steuert die Mittelspannungsleitungen. Das Herzstück der Station ist der microBEL ARN-Regler, der dank der Messung der Spannung an den Niederspannungsschienen sowie der Spannung an den Abzweigen der Niederspannungsleitungen mithilfe von externen microBEL SENS-Reglern und dem ECOTAP VPD-Lastumschalter I-0-II von Reinhausen in der Lage ist, die Spannung über die Transformatorstufen zu regeln. Die Regelung erfolgt lastabhängig von den Verbrauchern an der Niederspannungsleitung.
Der microBEL-ARN-Algorithmus regelt zunächst die Spannung an den Niederspannungsschaltanlagen der Niederspannungsseite des Umspannwerks so, dass der aus den Spannungen der einzelnen Phasen berechnete Mittelwert dem Sollwert entspricht. Spannungen von Sensoren, die tief im Netz installiert sind, werden dabei nicht berücksichtigt.
Das microBEL SX-Gerät
Wenn die Mittelspannung an den Schienen innerhalb der vorgegebenen Grenzen liegt, besteht der nächste Schritt darin, zu prüfen, ob die Spannungen in den einzelnen Phasen innerhalb des festgelegten Bereichs liegen. Wird festgestellt, dass die Spannung in einer der Phasen außerhalb des zulässigen Bereichs liegt, berechnet der Algorithmus, ob eine Änderung der Stufenwählerposition, die diese Abweichung beseitigt, zu einer Überschreitung des zulässigen Spannungsbereichs in den übrigen Phasen führen würde.
Wenn die Berechnung des Algorithmus ergibt, dass die Spannungswerte nach der Stufenschalterposition im erwarteten Bereich liegen, wird eine Steuerung ausgeführt und die Stufenschalterposition geändert. Zum jetzigen Zeitpunkt werden Spannungen von tief im Netzwerk installierten Sensoren nicht berücksichtigt. Liegen die Phasenspannungen an den Sammelschienen innerhalb der vorgegebenen Grenzen, wird im nächsten Schritt geprüft, ob die von den tiefer im Netz installierten Sensoren gemessenen mittleren Phasenspannungswerte im vorgegebenen Bereich liegen.
Erfüllt die Mittelspannung eines der Sensoren diese Bedingung nicht, wird abgeschätzt, ob eine entsprechende Änderung der Position des Verriegelungsschalters, die die Spannungsabweichung auf den Sollwert korrigiert, nicht zu einer Überschreitung der zulässigen Phasenspannungen an den Schienen sowie der Mittelspannungen anderer Sensoren führt. Wenn die oben genannte Bedingung erfüllt werden kann, wird die Steuerung ausgeführt.
Der Algorithmus sieht Unterspannungs- und Überspannungssperren vor, die die Phasenspannungen an allen Messpunkten überwachen, also sowohl die Phasenspannungen an den Schienen der NS-Schaltanlagen als auch die Phasenspannungen der externen Messsensoren (microBEL_SENS). An den Schienen der NS-Schaltanlagen wird die Spannungsasymmetrie überprüft, definiert als die größte Abweichung der Phasenspannung vom Mittelwert.
Im vosrtehenden Abschnitt wurde der erste Teil des Pilotprojekts im Rahmen des Operationellen Programms Infrastruktur und Umwelt 2014–2020 beschrieben; Maßnahme 1.4: „Entwicklung und Implementierung intelligenter Verteilungssysteme für Niederspannung (NS) und Mittelspannung (MS) aus dem Kohäsionsfonds, Programmperiode 2014–2020“.
Die von der Apator-Gruppe während der oben beschriebenen Umsetzung gesammelten Erfahrungen werden in weitere Projekte zur Umsetzung und Entwicklung innovativer Lösungen einfließen, auch beim Aufbau intelligenter Stromnetze unter Berücksichtigung der sich dynamisch entwickelnden Erneuerbaren Energiequellen.