Siemens-HGÜ-System auf Basis neuer Stromrichtertechnik verbindet Offshore-Windparks + Ölbohrplattformen mit Stromversorgungsnetz

Das System HVDC Plus ist für den Aufbau von Gleichstromverbindungen bis in den Leistungsbereich von 1.000 MW geeignet, wo heute noch ausschließlich klassische netzgeführte Stromrichter eingesetzt werden. Im Gegensatz zur netzgeführten Stromrichtertechnik arbeitet das HVDC-Plus-System mit abschaltbaren Leistungshalbleitern.

Dadurch laufen die Kommutierungsvorgänge im Stromrichter unabhängig von der Netzspannung ab. Das Übertragungssystem ermöglicht zum Beispiel den verlustarmen Transport elektrischer Energie von Offshore-Windparks an die Küste sowie die wirtschaftliche und umweltschonende Energieversorgung von Ölbohrplattformen aus dem Stromversorgungsnetz auf dem Festland.

Das Hochspannungs-Gleichstromübertragungssystem HVDC Plus macht sich alle Vorteile zunutze, die die selbstgeführte Voltage-Sourced-Converter-Technik bietet. Dazu zählt die Möglichkeit der Anbindung an sehr schwache Netze ebenso wie die Versorgung von passiven Netzen sowie der geringe Platzbedarf für die Stromrichterstationen. Wirk- und Blindleistung lassen sich unabhängig voneinander einstellen. Eine sehr schnelle regelungs- und schutztechnische Eingriffsmöglichkeit in den Stromrichter ermöglicht eine hohe Dynamik des Systems, was vor allem für Netzfehler und Störungen im Drehstromnetz notwendig ist. Nicht zuletzt verleiht die Funktion „Black-Start Capability“ dem HGÜ-System die Fähigkeit, ein zusammengebrochenes Netz wieder aufzubauen.

HVDC Plus arbeitet mit einem innovativen Multilevel-Stromrichterkonzept, das gegenüber bisherigen VSC-Lösungen weitere wesentliche Vorteile bietet. Dazu zählen unter anderem geringe Verluste durch kleine Schaltfrequenzen sowie eine durchgängige Modularität und damit eine einfache Skalierbarkeit. Zudem kann das Hochspannungs-Gleichstromübertragungssystem neben der Anwendung als Kurzkupplung und Kabel- verbindung auch als Freileitungsverbindung zwischen den beiden Stromrichterstationen betrieben werden.

Offshore-Windparks im Leistungsbereich von einigen hundert Megawatt zum Beispiel stellen häufig besondere Ansprüche an die Energieübertragung. Viele Windparks liegen über hundert Kilometer vom Einspeisepunkt an der Küste entfernt im Meer. Dies übersteigt in der Regel die wirtschaftlichen und technischen Grenzen von Drehstromübertragungssystemen mit Kabeln und erfordert neue Übertragungskonzepte mit Gleichstrom, zum Beispiel auf Basis des HVDC-Plus-Systems.

Auch Ölbohrplattformen, die einen hohen Leistungsbedarf haben, stellen erhöhte Ansprüche an die Stromqualität der Energieübertragung, wenn sie vom Festland aus versorgt werden sollen und nicht wie bisher lokal. Die Energieversorgung vom Festland aus erhöht nicht nur die Verfügbarkeit elektrischer Energie auf den Bohrinseln, sondern macht die bisher nötigen Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten an den Kleinkraftwerken auf den Plattformen überflüssig. Außerdem lassen sich auf diese Weise umweltschädliche CO2- und NOX-Emissionen der bisher üblichen Kleinkraftwerke auf See vermeiden.

Für die Energieübertragung durch das Meer werden ausschließlich Seekabel eingesetzt. Allerdings ist der Energietransport mit Wechselstrom über Kabel aus technischen und wirtschaftlichen Gründen je nach zu übertragender Leistung auf eine Länge von etwa 80 bis 120 Kilometern begrenzt. Deshalb ist dafür die Gleichstromübertragung die passende Lösung.

Siemens Power Transmission and Distribution (PTD), Erlangen, ist eines der führenden Unternehmen auf dem Weltmarkt für Energieübertragung und -verteilung. Als Produktlieferant, Systemintegrator, Komplettlösungs- und Serviceanbieter ermöglicht Siemens PTD Stromversorgern und der Industrie den wirtschaftlichen und zuverlässigen Transport elektrischer Energie vom Kraftwerk bis zum Verbraucher. In mehr als 100 Ländern vertreten, erwirtschaftete PTD mit weltweit rund 27.500 Mitarbeitern im Geschäftsjahr 2006 (30. September) einen Umsatz nach U.S. GAAP von 6,5 Mrd. EUR.