Pilotprojekt zum Aufbau eines intelligenten Stromnetzes
Die Umsetzung des Pilotprojekts zur Automatisierung von Mittelspannungsleitungen und Mittel-/Niederspannungsstationen umfasste die Anwendung von Fernsteuerung und elektrischer Automatisierung der Schutzeinrichtungen (einschließlich Kurzschlussstrommessern) sowie die Modernisierung und den Umbau von Mittelspannungs- und Niederspannungsleitungen und -stationen. Die Lösung wurde im Bereich der Niederlassung Bydgoszcz von Enea Operator umgesetzt.
Ziel
des Projekts
Ziel des Projekts in der Gemeinde Dąbrowa Chełmińska, im Versorgungsgebiet von Bydgoszcz, war der Aufbau eines intelligenten Netzes sowie dessen Modernisierung und der Umbau der Versorgung. Die bestehenden 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 Indikator für den Kurzschlussstrom, führt Messungen durch und steuert die Mittelspannungsleitungen. Das Herzstück der Station ist der microBEL ARN-Controller, der dank der Messung der Spannung an den Niederspannungs-Sammelschienen sowie der Spannung an den Abzweigen der Niederspannungsleitungen mithilfe von externen microBEL SENS-Controllern und dem ECOTAP VPD-Lastumschalter I-0-II von Reinhausen in der Lage ist, die Spannung über die Transformatorstufen zu regeln. Die Regelung erfolgt in Abhängigkeit von der Belastung der Niederspannungsleitungen durch die Verbraucher.
Der microBEL-ARN-Algorithmus regelt zunächst die Spannung an den Niederspannungsschaltanlagen der Niederspannungsseite des Umspannwerks so, dass der auf der Grundlage der Spannungen der einzelnen Phasen berechnete Mittelwert dem Sollwert entspricht. In dieser Phase werden die Spannungen der im Netzinneren installierten Sensoren nicht berücksichtigt.
Das microBEL SX-Gerät
Wenn die Mittelspannung an den Schienen innerhalb der vorgegebenen Grenzen liegt, wird im nächsten Schritt geprüft, 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 Stellung des Lastumschalters I-0-II, die diese Abweichung beseitigt, nicht dazu führt, dass der zulässige Spannungsbereich in den übrigen Phasen überschritten wird.
Wenn die Berechnung des Algorithmus ergibt, dass die Spannungswerte nach der Änderung der Position des Lastumschalters I-0-II innerhalb des erwarteten Bereichs liegen, wird eine Steuerung ausgeführt, die eine Änderung der Position des Lastumschalters bewirkt. In dieser Phase werden die Spannungen der im Netzinneren installierten Sensoren nicht berücksichtigt. Liegen die Phasenspannungen an den Sammelschienen innerhalb der vorgegebenen Grenzen, wird im nächsten Schritt geprüft, ob die von den Sensoren im Netzinneren gemessenen Mittelwerte der Phasenspannungen innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegen.
Erfüllt die Mittelspannung eines der Sensoren diese Bedingung nicht, wird abgeschätzt, ob eine entsprechende Änderung der Stellung des Lastumschalters I-0-II, 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.
Oben wurde der erste Teil des Pilotprojekts im Rahmen des Operationellen Programms Infrastruktur und Umwelt 2014–2020 beschrieben; Maßnahme 1.4: „Entwicklung und Einführung intelligenter Verteilungssysteme für Niederspannung (NS) und Mittelspannung (MS) aus dem Kohäsionsfonds, Programmperiode 2014–2020“.
Die Erfahrungen, die die Apator-Gruppe bei der oben beschriebenen Umsetzung gesammelt hat, werden in weitere Projekte einfließen, die die Einführung und Entwicklung innovativer Lösungen betreffen, auch beim Aufbau intelligenter Stromnetze unter Berücksichtigung der sich dynamisch entwickelnden Erneuerbaren Energien.