Wie lässt sich das Niederspannungsnetz stabilisieren?

Die Zunahme von Anschlusspunkten, die zu Ungleichgewichten führen, macht die Stabilisierung des Niederspannungsnetzes für dessen ordnungsgemäße Funktion unerlässlich.

War das Stromnetz vor einigen Jahren noch komplex, als Erzeugungs-, Übertragungs-, Verteilungs- und Verbrauchspunkte klar auf der Karte verzeichnet waren, so hat es sich durch die rasante Zunahme verschiedenster Anschlusspunkte zu einer komplexen Infrastruktur entwickelt, deren Management eine beispiellose technologische Herausforderung darstellt. Die unterschiedlichen Verbraucher- und Erzeugertypen sowie die Schwankungen in Energienachfrage und -angebot verursachen Spannungseinbrüche im Netz, gefährden dessen Stabilität und beeinträchtigen somit Kunden und Betreiber. Hier liegt die große technologische Herausforderung: die Stabilisierung des Niederspannungsnetzes. Doch wie lässt sich das erreichen?

Bislang gab es eine traditionelle Lösung, die im vorherigen Szenario dazu dienen konnte, die Auswirkungen dieser Lösungen zu minimieren. So wurde bei der Planung von Anlagen der Spannungsabfall begrenzt; dies führte jedoch zu einer Verringerung der Netzkapazität für den Anschluss neuer Elemente. Diese Situation macht die Integration mehrerer Einspeisepunkte, wie z. B. erneuerbare Energieerzeugungsanlagen (sowohl im privaten als auch im großen Maßstab) oder das Ladenetz für Elektrofahrzeuge, unpraktikabel.

Eine weitere Lösung bestand darin, die Punkte, an denen Stabilitätsprobleme auftreten, manuell zu trennen, sobald sie erkannt werden. Mit anderen Worten: direkt zur Sache kommen. Die hohen Servicestandards und der Strombedarf machen diese Lösung jedoch im Stromnetz des 21. Jahrhunderts unpraktikabel.was auf dynamischere und flexiblere Lösungen hindeutet, um die wahren Fähigkeiten auszuschöpfendass Elektrizität der Gesellschaft etwas bieten kann.

Welche Lösung ist also die beste für das Stromnetz?

Die große Energiewende hat die Elektrogeräteindustrie veranlasst, technologisch auf die neuen Anforderungen der Stromnetze zu reagieren. In diesem Kontext entstehen unsere heutigen Protagonisten: die Laststufenschalter. Doch was genau sind diese Bauteile?Es handelt sich um revolutionäre Geräte, die in Mittelspannungstransformatoren installiert werden.Sie stellen Schlüsselknotenpunkte bei der Umwandlung von Mittel- in Niederspannung dar und ermöglichen die Anpassung der Transformatorausgangsspannung an die Netzbedingungen. Dadurch gewährleisten diese Laststufenschalter eine optimale Ausnutzung der Gesamtkapazität des Niederspannungsnetzes.

Doch wie gelingt ihnen das in einem Netz, in dem sich die Bedingungen, wie bereits erläutert, praktisch ständig ändern? Dank zweier theoretischer Prinzipien, auf denen ihre Funktionsweise beruht:

• UnterspannungenSie werden hauptsächlich durch hohen gleichzeitigen Verbrauch oder durch Ungleichgewichte in einphasigen Anschlüssen, beispielsweise durch Elektrofahrzeuge oder Wärmepumpen, verursacht. Durch Erhöhen der Anzahl der Anzapfungen am Transformator wird dessen Ausgangsspannung und damit die Spannung des gesamten Niederspannungsnetzes erhöht. So lassen sich diese Situationen vermeiden.

• ÜberspannungenSie entstehen hauptsächlich durch Eigenverbrauchseinspeisungen und/oder Phasenspannungsunsymmetrien aufgrund einphasiger Anschlüsse. Ein Beispiel hierfür sind Photovoltaikanlagen. Durch Verringern der Anzahl der Anzapfungen im Transformator lässt sich die Ausgangsspannung reduzieren und das Problem beheben.

Digitalisierung ist der Schlüssel zur Anpassung der Spannungswerte und zur Stabilisierung des Niederspannungsnetzes.

Wenn wir ihre Funktionsweise theoretisch verstehen können, so ist es die Technologie der Stufenschalter, die in der Praxis auf das Problem von Überspannungen und Unterspannungen reagieren muss.

Diese Wächter des Niederspannungsnetzes nutzen ein digitalisiertes Steuerungssystem, das die Ausgangsspannung des Transformators in Echtzeit misst und mit einem Sollwert vergleicht. Weicht die Spannung zwischen den beiden Szenarien ab, korrigiert das System die Situation. Hierfür werden zwei dynamische Regelungsverfahren eingesetzt, die einen optimalen Sollwert ermitteln:

• Statisch automatisch: Legt einen festen Ausgangsspannungswert fest, der zur Absorption von Spannungsschwankungen geeignet ist.
• Dynamische Automatik: Legt einen Ausgangsspannungswert fest, der sich entsprechend den aktuellen Lastschwankungen ändert. Der Algorithmus berechnet die Informationen somit in Echtzeit und maximiert dadurch die Netzkapazität.

Auf diese Weise erhalten sowohl Netzbetreiber als auch Endverbraucher ein flexibleres, stabileres und sichereres Niederspannungsnetz, das den Vorschriften entspricht und für die Bedürfnisse von heute und morgen gerüstet ist.

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