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Power Systems – Warten auf die Dunkelheit
Die Energiesysteme in Mitteleuropa befinden sich systematisch in einer kritischen Situation. Eine enorme Verformung des Strommarktes (öffentliche Subventionen für erneuerbare Energien, Import von billiger Kohle aus den USA aufgrund der Nutzung von Schiefergas) führt zu vielen negativen Auswirkungen. Moderne Gas- und Kohlekraftwerke sowie (überraschenderweise) Kernreaktoren sind oft jenseits der Grenze der wirtschaftlichen Rentabilität.
Was sind die wirtschaftlichen Folgen von Marktverzerrungen?
Diese Situation führt zu unerwarteten Ergebnissen. Eines davon ist die fortgesetzte Nutzung bereits abgeschriebener Braunkohlequellen, ohne dass die Emissionen sinken. Das zweite ist die Stromerzeugung in unvorhergesehenen Quellen. Fügen wir noch sinnlose Subventionen hinzu, die Geld von benötigten Projekten abziehen, dann haben wir eine Beschreibung der mitteleuropäischen Energietechnik. Später können die positiven Auswirkungen von Subventionen für die Entwicklung und Produktion von Photovoltaikanlagen (auch in kleinen Anlagen, die zur Stromunabhängigkeit der Kunden beitragen) hinzugefügt werden.
All diese Tatsachen führen zu enormen Spannungen bei der Wahrung des Gleichgewichts zwischen Stromerzeugung und –verbrauch. Wir sind Zeugen eines unumkehrbaren Wandels, der die Anforderungen an die heutige Energietechnik permanent verändert. Der politische Eingriff von außen, der diese Veränderungen in Gang gesetzt hat, hat jedoch das Wichtigste nicht gesagt: Wie wird das alles geregelt?
Welche Rolle spielen die intelligenten Netze?
Zweifelsohne wird die Anwendung von Smart Grid-Systemen empfohlen. Allerdings gibt es auch einen kleinen Haken an der Sache. Bei den subventionierten Lösungen, die im Rahmen dieser Projekte eingeführt werden, werden oft die wirtschaftlichen Grundlagen vergessen. Leise und naiv hofft man auf die Installation von Hochgeschwindigkeitsübertragungen mit einer 100%igen Abdeckung, die die prognostizierten Ineffizienzen bei der Datenübertragung, einschließlich der Erzeugung von Aufträgen und der Kommunikationsprotokolle, lösen. Versuchen wir, nach möglichen Verfahren zu suchen, die diese Auswirkungen auf ein bestimmtes Maß beschränken könnten.
Um die Steuerung des Energiesystems zu vervollständigen, können wir ein dezentralisiertes Element als grundlegenden Schritt verwenden. Seine Hauptaufgabe besteht darin, ein Gleichgewicht auf lokaler Ebene zu schaffen und aufrechtzuerhalten bzw. den Leistungsüberlauf auf höhere Spannungsebenen zu begrenzen. Das Stromnetz wird also in kleine lokale Inseln mit einem oder mehreren Verteilertransformatoren aufgeteilt.
Einführung in LCU: Dezentrale Kontrolle mit Sicherheit
Dieses Element, die lokale Steuereinheit (Local Control Unit, LCU), soll den gesamten Bedarf im lokalen Verteilungsnetz auf der Grundlage der Anforderungen des größeren Systems organisieren. Diese Lösung basiert auf der Arbeit mit einer relativ kleinen Anzahl von Geräten sowohl auf der Produktions- (verteilte kleine Quellen) als auch auf der Verbrauchsseite. Es ist möglich, technische Hilfsmittel zu verwenden, die bereits verfügbar sind und derzeit im Rahmen von Pilotprojekten überprüft werden.
Die LCU ist so definiert, dass durch ihre Integration die Kosten im Vergleich zu einer Situation, in der einzelne Einheiten einzelne Funktionen abdecken, erheblich gesenkt werden.
Verwendung von LCU für die verteilte Systemsteuerung
Die dezentrale Systemsteuerung ist das wesentliche Merkmal einer LCU. Moderne elektronische Zähler (mit Leistungsschaltern und intelligenten Frequenzrelais) ermöglichen es den Kunden in Zusammenarbeit mit ihnen, ihre Produktions- und Speicherkapazitäten zu kontrollieren und zu nutzen. Diese Beziehung zum Kunden ist somit ein grundlegendes Instrument für die Systemsteuerung.
Integraler Bestandteil der Verbindung zwischen der LCU und den E-Zählern ist auch die Diebstahlerkennung und -lokalisierung sowie die Fehlerprognose. Die Überwachung und Identifizierung von Quellen, die verformten Strom in das Netz einspeisen, gehören zu den weiteren sehr wichtigen Funktionen.
Es wird eine Zeitsynchronisierung verwendet. Der Zeitstempel wird in erster Linie von einem GPS-Signal abgeleitet und anschließend zur Synchronisierung aller Geräte im verteilten System verwendet. Solche zeitsynchronisierten Messungen ermöglichen eine Betriebszustandsanalyse.
Zu den weiteren Merkmalen der LCU gehört die Überwachung und Steuerung des Betriebs der Unterstation mit der Möglichkeit, in die Einstellungen der Transformatoren einzugreifen. Die Unterstützung einer sicheren Kommunikation und einer gesicherten, untergeordneten Systemsteuerung ist eine Selbstverständlichkeit. Das Ergebnis ist also eine relativ leistungsfähige, finanziell unaufwendige Einheit, die alle geforderten Funktionalitäten für eine effektive Steuerung untergeordneter verteilter Systeme enthält.
Eine hardwareunabhängige Lösung?
Hardwaretechnisch verfügt die LCU über eine ausreichende Rechenleistung und ist bereit für Multiprozessorlösungen. Das bedeutet, dass (falls erforderlich) jeder Prozess auf einem eigenen, unabhängigen Prozessor laufen kann, wobei die Möglichkeit besteht, das zeitlich genau definierte Betriebssystem zu nutzen. Die LCU muss unabhängig von Protokollen und Standards sein. Sie ist in der Lage, die Protokolle des Kunden zu verwenden, zu modifizieren und auszutauschen. Dies gilt auch für einzelne Softwarekomponenten der LCU.
Schlussfolgerung
Wie es in einem Buch heißt, ist der Rubikon überschritten, und es gibt kein Zurück mehr. Alle, die mit Energietechnik zu tun haben, wissen, dass wir uns sehr schnell dem Moment nähern, in dem es uns nicht mehr gelingen wird, Energieerzeugung und -verbrauch im Gleichgewicht zu halten, was zu Dunkelheit führen wird. Es ist sicher, dass dies geschehen wird, wir wissen nur nicht, wann und wie lange. Alle Beteiligten hoffen, dass aufgrund dieser Dunkelheit in den Köpfen der Eliten das Licht angeht und sie die entsprechenden Maßnahmen ergreifen. Am Ende wird es aber vielleicht das Vernünftigste sein, nichts zu tun und es denen zu überlassen, die es wirklich verstehen!