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, so … Die Punkte der Erzeugung, Übertragung, Verteilung und des Verbrauchs waren auf der Karte klar eingezeichnet. Das heutige Stromnetz, in dem die Anzahl der Anschlusspunkte verschiedenster Art sprunghaft angestiegen ist, hat sich 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 Spannungsabfallschwankungen 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 beim Planen von Anlagen der Spannungsabfall begrenzt; dies führte jedoch zu einer Verringerung der Kapazität des Netzes zum Anschluss neuer Elemente. Diese Situation macht es unmöglich, angesichts der Einbindung mehrerer Punkte wie erneuerbarer Energieerzeugung, sowohl im privaten als auch im großen Maßstab, oder des Ladenetzes für Elektrofahrzeuge.

Eine andere Lösung besteht 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 aktuelle Bedarf machen diese Lösung im Stromnetz des 21. Jahrhunderts jedoch unpraktikabel. Dies deutet auf dynamischere und flexiblere Lösungen hin, um das wahre Potenzial der Elektrizität für die Gesellschaft auszuschöpfen. Was also ist die beste Lösung 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 Elemente? Es handelt sich um revolutionäre Geräte, die in Mittelspannungstransformatoren installiert werden, wichtigen Knotenpunkten bei der Umwandlung von Elektrizität von Mittel- in Niederspannung, und die es ermöglichen, die Ausgangsspannung des Transformators an die Netzbedingungen anzupassen. Auf diese Weise ermöglichen diese Stufenschalter unter Last eine optimale Ausnutzung der Gesamtkapazität des Niederspannungsnetzes.

• Unterspannungen werden hauptsächlich durch hohen gleichzeitigen Verbrauch oder durch Ungleichgewichte in einphasigen Anschlüssen, wie sie beispielsweise bei Elektrofahrzeugen auftreten, verursacht. Wärmepumpen. Wenn wir die Anzahl der Anzapfungen im Transformator erhöhen, erhöhen wir seine Ausgangsspannung und damit die Spannung des gesamten Niederspannungsnetzes. So vermeiden wir diese Situationen.

• Überspannungen werden hauptsächlich durch Eigenverbrauchseinspeisungen erzeugt. und/oder Phasenspannungsungleichgewichte aufgrund einphasiger Anschlüsse. Ein Beispiel hierfür sind Photovoltaikmodule. Durch Verringern der Anzahl der Stufenschalter im Transformator wird die Ausgangsspannung reduziert und das Problem behoben.

Digitalisierung, Schlüssel zur Anpassung von Spannungswerten und Stabilisierung des Niederspannungsnetzes

Wenn wir ihre Funktionsweise theoretisch verstehen, ist es die Technologie der Stufenschalter, die in der Praxis auf das Problem von Über- 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 Regelungstechniken eingesetzt, die einen optimalen Sollwert ermitteln:

• Statische automatische Regelung: Legt einen festen Ausgangsspannungswert fest, der geeignet ist für Spannungsschwankungen absorbieren.
• Dynamisch automatisch: Legt einen Ausgangsspannungswert fest, der sich entsprechend den aktuellen Lastschwankungen ändert. Der Algorithmus berechnet die Informationen somit in Echtzeit und maximiert die Netzkapazität.

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

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