SPANNUNGS - UND BLINDLEISTUNGSREGULIERUNG

Das allgemeine unregulierte Elektrizitätsnetz zeichnet sich durch die nahezu konstante Lieferung von Blindleistung von allen zu diesem Netz angeschlossenen Kraftwerken und durch die ständigen, grösseren oder kleineren Spannungsfluktuationen in den Knoten (Umspannwerk Stromschienen-System).

Spannungsfluktuation ergibt sich aus der dynamischen Natur des Elektrizitätsnetzes. Die häufigsten Ursachen sind:

• Einschalten, Ausschalten und Umschalten von Leitungen und Transformatoren.
• Ein-, Schalt-und Regelung von Stromverbrauch.
• Ein-, Schalt-und Regelung von Stromerzeugungsanlagen oder deren Teile (Blöcke).
• Verschiedene Arten von Fehlern in dem Elektrizitätssystem, die in der Regel zu der Unterspannung im System führen.
• Ungeeignete Auswahl, Einrichtung und Koordination der verschiedenen Arten von Kompensation- und Regeltechnik.

Spannungsfluktuationen auftreten auf allen Spannungsebenen des Energiesystems. Sie werden an die Endverbraucher der Elektrizität übertragen, wobei wird die Elektrizitätsqualität negativ beeinflusst. Schwankung in der Spannung hat auch einen negativen Einfluss auf die Betriebseffizienz des Energiesystems und auf die Sicherheit der Versorgung mit Elektrizität für den Endverbraucher.

Den Unterschied zwischen dem Energiesystem ohne die Regulierung von U und Q (der unregulierte System) und dem System mit Regulierung von U und Q (der regulierte System) kann man am Beispiel vom Umspannwerk 400 kV zu dem der große Windpark angeschlossen ist, darstellen.

In der Abbildung 1 ist der Tagesverlauf der Spannung an den Stromschienen von dem Umspannwerk 400 kV mit der ausgeschalteten Regulierung von U und Q. Die Spannung 400 kV wird sich in einem weiten Bereich in Abhängigkeit von der aktuellen Situation in dem Energiesystem verändert.

Abbildung. 1: Der unregulierte Energiesystem – der Verlauf von der Spannung 400 kV

In der Abbildung 2 ist der Tagesverlauf der Lieferung von der Windpark Blindleistung nach dem überwachten 400-kV-Umspannwerk mit der ausgeschalteten Regulierung von U und Q. Dieser Verlauf ist nahezu konstant und zeigt, dass der Windpark keine Teilnahme an der Spannungsstabilisierung hat. Die Lieferung von Blindleistung ist bei allen Spannungen im Energiesystem gleich.

Abbildung. 2: Der unregulierte Energiesystem – der Verlauf von der Windpark Blindleistung

In der Abbildung 3 ist der Tagesverlauf der Spannung an den Stromschienen von dem Umspannwerk 400 kV mit der eingeschalteten Regulierung von U und Q. Die Spannung 400 kV wird innerhalb der Toleranz von ± 0,5 kV vom Sollwert der Spannung durch die Änderung der Windpark Blindleistung gehalten. Während des Tages war in einigen Fällen dieser Sollwert der Spannung 400 kV nach dem Befehl von der übergeordneten Leitstelle, nach den aktuellen Bedürfnissen des regulierten Netzes modifiziert.

Abbildung. 3: Der regulierte Energiesystem – der Verlauf von der Spannung 400 kV

In der Abbildung 4 ist der Tagesverlauf der Lieferung von der Windpark Blind- und Wirkleistung nach dem überwachten Umspannwerk 400 kV. Die Abbildung zeigt:

• Die absolute physikalische Unabhängigkeit der Lieferung von Wirk-und Blindleistung des Windparks. Diese beiden Vorgänge werden gegenseitig nicht beeinflusst.
• Die Disponibilität der Möglichkeit die Windpark Blindleistung signifikant zu ändern um die angegebene Spannung 400 kV halten zu können.

Aus dem Vergleich von den Abbildungen 3 und 4 ist es auch die physikalische Unabhängigkeit zwischen der Spannung und Wirkleistung zu sehen

Abbildung. 4: Regulierter Energiesystem - ein Verlauf der Wirk-und Blindleistung des Windparks