Umspannwerk Diele. Drehkreuz für die Netzanbindung von Offshore-Windparks

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1 Umspannwerk Diele Drehkreuz für die Netzanbindung von Offshore-Windparks

2 Windstrom vom Meer Im Projekt BorWin1 wurde von TenneT die erste und damals mit 200 Kilometern weltweit längste Gleichstromverbindung zwischen einem Offshore-Windpark und dem Höchstspannungsnetz realisiert. Den Windparks 125 Kilometer vor der Küste steht damit eine erste leistungsstarke Netzanbindung zur Verfügung, um große Mengen Windstrom ins Stromnetz einzuspeisen. Hierfür wird der offshore erzeugte Windstrom auf der Konverterplattform auf See in Gleichstrom umgewandelt und 125 Kilometer weit an das Festland transportiert. Die Landkabeltrasse von Hilgenriedersiel nach Diele ist weitere 75 Kilometer lang. In der Konverterstation Diele wird der von See kommende Gleichstrom wieder in Drehstrom umgewandelt und ins 380-Kilovolt(kV)-Netz eingespeist. Seit 2011 wird in Diele an einer zweiten Konverterstation gebaut. Im Projekt BorWin2 wird nunmehr eine Kapazität von 800 Megawatt (MW) an das Netz angeschlossen. Diele der Knotenpunkt für Offshore-Windenergie Diele nimmt als Knotenpunkt für Offshore- Windenergie im 380-kV-Netz eine wichtige Rolle ein. Über MW Windstrom können hier angeschlossen werden.

3 DK Grenzen Festlandsockel/AWZ ausschließliche Wirtschaftszone (200 Seemeilen) 12-Seemeilen-Grenze/Küstenmeer internationale Grenze Offshore-Windparks in Betrieb genehmigt (BSH/Länder) geplant Offshore-Plattform TenneT Umspannwerks-Plattform Windpark Windpark-Cluster Umspannwerk (UW) Konverterstation (KS) Gleichstromverbindung Drehstromverbindung SylWin alpha BorWin beta HelWin beta alpha alpha Büsum DolWin alpha ventus beta alpha Nordergründe Cuxhaven KS Büttel Riffgat Norden UW Hagermarsch Bremerhaven UW Inhausen UW Emden/Borßum NL KS Konverterstation Diele Diele KS Dörpen West Bremen D TenneT Vorreiter im Transport von Windenergie auf See Deutschlandweit soll die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien bis zum Jahre 2020 auf 25 bis 30 Prozent steigen. Windkraft aus Offshore-Windparks soll hierbei einen wesentlichen Beitrag leisten. Durch das Infrastrukturplanungsbeschleunigungsgesetz ist TenneT seit Dezember 2006 verpflichtet, die Netzanbindung für Windparks in ihrem Übertragungsnetzgebiet herzustellen und zu betreiben. Speziell für diese Aufgabe wurde 2007 die Tochtergesellschaft TenneT Offshore GmbH gegründet. Sie plant, errichtet und unterhält die erforderlichen Netzanbindungen in der deutschen Nordsee und teilweise auch in der Ostsee. Die Einspeisung der Windenergie in das deutsche Höchstspannungsnetz sowie die Netzführung übernimmt dann wieder TenneT TSO GmbH.

4 Konverterstation für BorWin1 Die Konverteranlage für BorWin1 besteht aus mehreren Bereichen, die wichtige Funktionen besitzen. Im 150-kV-Gleichstrom-Bereich (9) kommen die Kabel von der Offshore- Konverterplattform BorWin alpha an. Im Bereich der Umrichter-Ventile (2) findet die eigentliche Umrichtung von Gleichstrom in Drehstrom (oder umgekehrt) statt. Für jede Phase des Drehstroms gibt es zwei Container, in denen die Umrichter- Ventile, die Gleichstromkondensatoren und Messeinrichtungen untergebracht sind. Die Umrichter-Ventile als Herzstück des HGÜ*-Systems sind flüssigkeitsgekühlt (1). Eine hochkomplexe Steuerung kontrolliert alle Funktionen der Anlage. So lassen sich Strom-, Spannungs- und Leistungswerte bedarfsgerecht regeln. Die drei Konverterspulen (7) dienen zur Filterung und Glättung des Stroms und spielen eine wichtige Rolle für die Regelung des HGÜ-Systems. * HGÜ = Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung

5 Der Drehstromfilter-Bereich (5) der Umrichterstation besteht hauptsächlich aus den Komponenten der Oberwellenfilter. Daneben befinden sich dort Drehstrom- Kabelanschlüsse, Ableiter, Trenner sowie Messeinrichtungen. Die Oberwellenfilter entfernen alle ungewollten elektrischen Störungen des Umrichters. Der dreiphasige Leistungstransformator (4) sorgt für die richtige Spannung zwischen dem Umrichter und dem 380-kV- Übertragungsnetz (3). Der elektrische Eigenbedarf wird von dem Umrichtungstransformator abgezweigt. Bei Störungen im Wechselstromnetz ermöglicht der Gleichstrom-Lastwiderstand (8) die Aufnahme des offshore erzeugten Stroms für ein paar Sekunden. Dies garantiert die Einhaltung der Netzanschlussregeln. Konverterstation für BorWin1 Kennzahlen Betriebsgebäude 74 m x 38 m x 14 m Übertragungsleistung 400 MW Gleichspannung +/ 150 kv Netzspannung 380 kv Übertragungsentfernung 200 km Seekabel 125 km Landkabel 75 km Seekabel** Kupferleiter mm² Durchmesser 9,9 cm Gewicht 29,5 kg/m Landkabel Aluminiumleiter mm² Durchmesser 10 cm Gewicht 11,5 kg/m Stand: 06/2012 ** Kabel ab 10-Meter-Tiefenlinie bis zur Offshore- Konverterstation Schematischer Aufbau der Konverterstation für BorWin1 an Land Betriebsgebäude Luftkühler für flüssigkeitsgekühlte Ventile (1) Umrichterventil- Bereich (2) 380-kV-Drehstrom-Schaltfeld (3) 380/195-kV- Umrichtertransformator (4) Drehstromfilter-Bereich (5) Gebäudelüftung und -kühlung (6) Konverter-Spulen-Bereich (7) Gleichstrom-Lastwiderstand (8) 150-kV-Gleichstrom-Bereich (9)

6 Konverterstation für BorWin2 Direkt neben der Konverterstation für BorWin1 erfolgt seit März 2011 die Errichtung einer neuen Konverterstation im Rahmen des Projektes BorWin2. Analog erfolgt der Bau einer See-Konverterstation, die nach dem Transport auf See neben der ersten Offshore-Plattform BorWin alpha verankert wird. Die Verlegung des Gleichstromkabels von BorWin beta bis nach Diele läuft parallel zur Trasse des ersten Kabels im Rahmen von BorWin1. Im Großen und Ganzen funktioniert die Anlage für BorWin2 nach dem gleichen technischen Prinzip wie für BorWin1. Im 300-kV-Gleichstrom-Bereich kommen die Kabel von der Offshore-Konverterplattform BorWin beta an. Der Strom wird dann in der Konverterhalle auf 310-kV- Wechselstrom umgewandelt und anschließend über die außerhalb der Konverterhalle eingehausten Transformatoren auf 380 kv transformiert. Über das so genannte Schaltfeld wird der Strom ins Übertragungsnetz eingespeist. Unterschiede zu der Konverterstation für BorWin1 bestehen dennoch. So ist aufgrund der höheren Übertragungsleistung

7 zum einen die gesamte Anlage deutlich größer, zum anderen wurde auch ein separates Kontrollgebäude errichtet, in dem beispielsweise auch der Leitstand untergebracht ist. Von hier kann die eigentlich zentral von der Netzleitstelle geführte Anlage gegebenenfalls auch manuell gesteuert werden. Der Generalunternehmer Siemens verwendet zudem die so genannte HVDC- PLUS-Technik, die aufgrund der Schaltungstechnologie auf aufwendige Filterund Abschirmmaßnahmen völlig verzichten kann und somit auch erhebliche Platzeinsparungen gegenüber anderen Lösungen aufweist. So findet die Konvertierung hier im Wesentlichen in einer großen Halle statt, die im Ganzen entsprechend abgeschirmt wird, während der Generalunternehmer ABB bei BorWin1 einzeln abgeschirmte Container hierfür eingesetzt hat. Konverterstation für BorWin2 Kennzahlen Konvertergebäude 120 m x 40 m Verwaltungsgebäude 25 m x 17 m Übertragungsleistung 800 MW Gleichspannung +/ 300 kv Netzspannung 380 kv Übertragungsentfernung 200 km Seekabel 125 km Landkabel 75 km Seekabel* Kupferleiter mm² Durchmesser 12,2 cm Gewicht 35 kg/m Landkabel Aluminiumleiter mm² Durchmesser 12,3 cm Gewicht 15 kg/m Stand: 06/2012 * Kabel ab 10-Meter-Tiefenlinie bis zur Offshore- Konverterstation Schematischer Aufbau der Konverterstation für BorWin2 an Land Konverter-Drosselhalle 2 Gleichstrombereich Konvertergebäude Umrichtung von Gleich- in Drehstrom 300-kV-Minuspol Kontrollgebäude 300-kV-Drehstrom-Schaltfeld 300-kV- Pluspol Transformatoren Schaltfelderweiterung 380-kV-Drehstrom-Schaltfeld Konverter- Drosselhalle 1 Gleichstrombereich Konverterkühlanlage (außen) Ersatzteilhalle

8 TenneT ist der erste grenzüberschreitende Übertragungsnetzbetreiber für Strom in Europa. Mit ungefähr Kilometern an Hoch- und Höchstspannungsleitungen und 36 Millionen Endverbrauchern in den Niederlanden sowie in Deutschland gehören wir zu den Top 5 der Netzbetreiber in Europa. Unser Fokus richtet sich auf die Entwicklung eines nordwesteuropäischen Energiemarktes und auf die Integration erneuerbarer Energie. Taking power further TenneT TSO GmbH Bernecker Straße 70, Bayreuth Telefon Fax offshore@tennet.eu TenneT Nichts aus dieser Ausgabe darf ohne ausdrückliche Zustimmung der TenneT vervielfältigt oder auf irgendeine andere Weise veröffentlicht werden. Aus dem Inhalt des vorliegenden Dokuments können keine Rechte abgeleitet werden. Juni 2012 CE1055MA.DE1205