Regelbare Ortsnetztransformatoren als Netzoptimierende Maßnahme

Veröffentlicht am 13.03.2017

Im Rahmen des Projektes MONA (Merit Order Netz-Ausbau 2030) werden Maßnahmen und Technologien zur Netzoptimierung, speziell im Hinblick auf die Einspeisung hoher Anteile erneuerbarer Energien in die Übertragungs- und Verteilnetze, untersucht. Eine Möglichkeit zur Netzoptimierung stellen regelbare Ortsnetztransformatoren dar.

Ein definiertes Spannungsniveau ist die Grundlage für ein fehlerfreies Funktionieren der elektrischen Verbraucher beim Letztabnehmer; in Folge dessen regelt die DIN EN 50160 das erlaubte Spannungsband. Das Niederspannungsnetz wird mit einem Spannungsniveau von 400 V, mit einem zulässigen Toleranzband von ± 10 %, betrieben. Dezentrale Einspeiser wie beispielsweise PV-Anlagen in Verteilnetzen können unerlaubte Spannungserhöhungen hervorrufen.

Das Ausgangsspannungsniveau im Ortsnetz wird durch den Ortsnetztransformator bestimmt. Bei klassischen, nicht regelbaren Modellen wird das Niederspannungsnetz über ein festes Übersetzungsverhältnis mit dem Mittelspannungsnetz verknüpft. Infolgedessen ist eine Aufteilung des Spannungsbandes auf Nieder-, Mittel-, und Umspannebene erforderlich.

Aufgrund des fluktuierenden Energieangebotes aus erneuerbaren Energien sowie begrenzten Netzkapazitäten, ist durch die Energiewende ein zentrales Ausregeln auf der Umspannebene manchmal nicht ausreichend. Bei einem regelbaren Ortsnetztransformator (rONT) ist eine stufenweise Anpassung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Nieder- und Mittelspannungsebene möglich; dies flexibilisiert die Spannungsniveaus und ermöglicht eine Nutzung des einzuhaltenden Spannungsbandes in beiden Netzebenen (siehe Abbildung).

ront als netzoptimierende massnahme

Abbildung: Schematische Spannungsanpassung durch einen rONT

Charakteristisch für rONTs ist eine potenzielle Einsetzbarkeit in allen Niederspannungsnetzen. Somit bieten sie ein flächendeckendes Potenzial zur Behebung von spannungsbedingten Problemen in der Niederspannung. In Folge dessen kann die Netzoptimierende Maßnahme (NoM) konventionellen Netzausbau substituieren und eine Integration von erneuerbaren Energien oder zusätzlichen Lasten unterstützen.

Essentiell für den funktionierenden Betrieb eines rONT ist eine angepasste Regelungsstrategie. Grundlegend gibt es drei verschiedene Regelungskonzepte: die konventionelle Regelung basierend auf der Spannung am rONT, die Leistungskompoundierung, bei der zusätzlich die Transformatorauslastung berücksichtigt wird und die Regelung mit transformatorfernen Spannungssensoren.

Die zugrundeliegende Technik eines rONTs ist erprobt und wird bereits eingesetzt. Sie ist für einen wartungsfreien Betrieb über die gesamte Lebensdauer ausgelegt. Laut Herstellerangaben unterscheidet sich die Lebensdauer der Primärtechnik eines regelbaren Ortsnetztransformators nicht von der ungeregelter Transformatoren.

Aufgrund der Tatsache, dass der zusätzliche Aufwand eines rONTs im Vergleich zum Produktionsaufwand des ONTs als gering eingeschätzt werden kann, ist davon auszugehen, dass, wenn sinnvoll, ein Austausch durch rONTs erfolgt. In Folge ihres Potenzials haben rONT ein Durchdringungspotenzial von 10 % (Quelle: Elektronisch geregelter Transformator macht Verteilnetze fit für die Energiewende; url: http://www.windkraft-journal.de/2011/12/07/elektronisch-geregelter-transformator-macht-verteilnetze-fit-fur-die-energiewende/9233) . Deshalb ist davon auszugehen, dass durch steigende Stückzahlen Skaleneffekte auftreten und es zu einer Preisreduktion kommt.

 

Weitere Informationen: