{"id":14237,"date":"2025-07-17T15:07:27","date_gmt":"2025-07-17T13:07:27","guid":{"rendered":"https:\/\/onload.reinhausen.com\/de\/?p=14237"},"modified":"2025-07-21T09:06:07","modified_gmt":"2025-07-21T07:06:07","slug":"laststufenschalter-in-hvdc-anlagen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/onload.reinhausen.com\/de\/07-2025\/laststufenschalter-in-hvdc-anlagen\/","title":{"rendered":"Mehr Effi\u00adzienz f\u00fcr moderne HG\u00dc-Anlagen"},"content":{"rendered":"\n
\n\n\n\n

Die Hoch\u00adspan\u00adnungs-Gleich\u00adstrom- \u00dcber\u00adtra\u00adgung (HG\u00dc) macht es m\u00f6glich, gro\u00dfe Ener\u00adgie\u00admengen \u2013 vor allem aus erneu\u00ader\u00adbaren Ener\u00adgien \u2013 nahezu verlust\u00adfrei \u00fcber weite Stre\u00adcken zum Verbrau\u00adcher zu trans\u00adpor\u00adtieren. Dazu wandeln Konver\u00adter\u00adsta\u00adtionen zu Beginn der HG\u00dc-Stre\u00adcken die einge\u00adhende Wech\u00adsel\u00adspan\u00adnung in Gleich\u00adspan\u00adnung und am Ende wieder in Wech\u00adsel\u00adspan\u00adnung zur\u00fcck. \u00dcber viele Jahre setzten Netz\u00adbe\u00adtreiber dabei auf Line-Commu\u00adtated Converter (LCC) \u2013 also netz\u00adge\u00adf\u00fchrte Umrichter.Diese arbeiten mit Thyris\u00adtoren, die f\u00fcr einen fehler\u00adfreien Betrieb von der versor\u00adgenden Span\u00adnung des Wech\u00adsel\u00adspan\u00adnungs\u00adnetzes abh\u00e4ngig sind. An dieser Stelle kommt ein gere\u00adgelter Trans\u00adfor\u00admator ins Spiel, der die Konver\u00adter\u00adsta\u00adtion mit dem Wech\u00adsel\u00adspan\u00adnungs\u00adnetz verbindet. Hier regelt ein Stufen\u00adschalter die Eingangs\u00adspan\u00adnung pr\u00e4zise in diskreten Schritten, um sicher\u00adzu\u00adstellen, dass die Thyris\u00adtoren im opti\u00admalen Bereich schalten und der Betrieb des Umrich\u00adters stabil bleibt. <\/p>\n\n\n\n

Neue Umrich\u00adter\u00adtech\u00adno\u00adlogie<\/h2>\n\n\n\n

Mit der Einf\u00fch\u00adrung von Umrich\u00adtern in Voltage-Source-Converter-(VSC-)Technologie \u00e4ndert sich jedoch die Bedeu\u00adtung von Stufen\u00adschal\u00adtern in HG\u00dc-Anlagen: Diese Umrichter-Tech\u00adno\u00adlogie verwendet IGBTs, also abschalt\u00adbare Halb\u00adlei\u00adter\u00adele\u00admente, die sich selbst\u00adst\u00e4ndig und flexibel schalten lassen. Damit k\u00f6nnen VSC-Umrichter Span\u00adnung und Strom unab\u00adh\u00e4ngig von der Versor\u00adgungs\u00adspan\u00adnung des anlie\u00adgenden Wech\u00adsel\u00adspan\u00adnungs\u00adnetzes steuern und auch ohne gere\u00adgelten Trans\u00adfor\u00admator auf Schwan\u00adkungen im Strom\u00adnetz reagieren. Doch bedeutet das das Ende von Stufen\u00adschal\u00adtern in modernen HG\u00dc-Anlagen? <\/p>\n\n\n\n

Besser schalten <\/h2>\n\n\n\n

Die Antwort darauf lautet Nein. Zu diesem Ergebnis kommt eine unab\u00adh\u00e4n\u00adgige Studie der Tech\u00adni\u00adschen Univer\u00adsit\u00e4t Ilmenau, die sich mit den Charak\u00adte\u00adris\u00adtika moderner HG\u00dc-Systeme ausein\u00adan\u00adder\u00adge\u00adsetzt hat. Die Studie zeigt, dass HG\u00dc-Anlagen mit VSC-Systemen h\u00f6here Verluste aufweisen, wenn sie ohne Stufen\u00adschalter im Trans\u00adfor\u00admator betrieben werden.<\/mark> Grund daf\u00fcr ist der Strom\u00adfluss durch die Halb\u00adlei\u00adter\u00adele\u00admente, der ohne eine gezielte Span\u00adnungs\u00adre\u00adgu\u00adlie\u00adrung oft h\u00f6her ist als n\u00f6tig. Die Folge: mehr Verlust\u00adw\u00e4rme und weniger nutz\u00adbare Energie. Der Stufen\u00adschalter setzt genau hier an. Er erh\u00f6ht die am Umrichter anlie\u00adgende Span\u00adnung, entspre\u00adchend der jewei\u00adligen Betriebs\u00adsi\u00adtua\u00adtion und unter Wahrung der zul\u00e4s\u00adsigen System\u00adgrenzen \u2013 und zwar so, dass der Strom\u00adfluss bei gleich\u00adblei\u00adbender Leis\u00adtung sinkt.<\/p>\n\n\n\n

Dadurch verrin\u00adgern sich die Verluste<\/mark> deut\u00adlich und der Ener\u00adgie\u00ader\u00adtrag steigt. Beson\u00adders bei langen \u00dcber\u00adtra\u00adgungs\u00adstre\u00adcken und gro\u00dfen Ener\u00adgie\u00admengen zahlt sich das aus: Mehr gr\u00fcne Energie kommt beim Verbrau\u00adcher an, der Betrieb wird effi\u00adzi\u00adenter und wirt\u00adschaft\u00adli\u00adcher.<\/mark> Zudem redu\u00adziert die gerin\u00adgere ther\u00admi\u00adsche Belas\u00adtung den Verschlei\u00df und verl\u00e4n\u00adgert die Lebens\u00addauer der Umrich\u00adter\u00adkom\u00adpo\u00adnenten.<\/mark> Und w\u00e4hrend diese ohnehin nach rund 15 Jahren ausge\u00adtauscht werden m\u00fcssen, halten Stufen\u00adschalter bis zu 60 Jahre \u2013 eine Inves\u00adti\u00adtion, die sich f\u00fcr Netz\u00adbe\u00adtreiber lang\u00adfristig sowohl \u00f6kolo\u00adgisch als auch \u00f6kono\u00admisch bezahlt macht.<\/p>\n\n\n\n

Fazit:  Stufen\u00adschalter bleiben auch in Zukunft eine Schl\u00fcs\u00adsel\u00adtech\u00adno\u00adlogie f\u00fcr HG\u00dc-Anlagen.<\/mark> Denn f\u00fcr die pr\u00e4zise Span\u00adnungs\u00adre\u00adge\u00adlung im laufenden Betrieb mit h\u00f6chster Zuver\u00adl\u00e4s\u00adsig\u00adkeit und maxi\u00admaler Lebens\u00addauer gibt es derzeit keine gleich\u00adwer\u00adtige tech\u00adni\u00adsche L\u00f6sung. Deshalb setzt die Maschi\u00adnen\u00adfa\u00adbrik Rein\u00adhausen auch in Zukunft auf die Weiter\u00adent\u00adwick\u00adlung von Stufen\u00adschal\u00adtern f\u00fcr HG\u00dc-Anlagen \u2013 mit modernen Steue\u00adrungs\u00adkon\u00adzepten, digi\u00adtaler Vernet\u00adzung und dem gezielten Einsatz von k\u00fcnst\u00adli\u00adcher Intel\u00adli\u00adgenz.<\/p>\n\n\n\n

<\/div>\n\n\n\n
\n\n\n\n

\u201eMit Stufen\u00adschal\u00adtern wird die Betriebs\u00adf\u00fch\u00adrung einfa\u00adcher\u201c<\/h1>\n\n\n\n

Drei Fragen an Prof. Dirk Wester\u00admann, der die Studie der Tech\u00adni\u00adschen Univer\u00adsit\u00e4t Ilmenau geleitet hat.<\/h3>\n\n\n
\n
<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Welche Trends sehen Sie allge\u00admein bei HG\u00dc-Anwen\u00addungen? <\/h4>\n\n\n\n

Aktuell lassen sich mehrere Trends beob\u00adachten. Es werden mehr HG\u00dc-Anlagen ben\u00f6\u00adtigt, weil der Ausbau der erneu\u00ader\u00adbaren Ener\u00adgien zunimmt und auch der globale Strom\u00adhandel w\u00e4chst. Zudem gibt es konti\u00adnu\u00adier\u00adliche tech\u00adno\u00adlo\u00adgi\u00adsche Fort\u00adschritte, die zu effi\u00adzi\u00aden\u00adteren und kosten\u00adg\u00fcns\u00adti\u00adgeren HG\u00dc-Systemen f\u00fchren, wie etwa durch selbst\u00adge\u00adf\u00fchrte modu\u00adlare Multi\u00adlevel-Umrichter in Halb-oder Voll\u00adbr\u00fc\u00adcken\u00adtech\u00adno\u00adlogie.<\/p>\n\n\n\n

\n
<\/div>\n\n\n\n
\n

\u201eStufen\u00adschalter erh\u00f6hen den Regel\u00adauf\u00adwand im System nicht, sondern verein\u00adfa\u00adchen viel\u00admehr die Betriebs\u00adf\u00fch\u00adrung.\u201c<\/p>\nProf. Dirk Wester\u00admann<\/cite><\/blockquote>\n\n\n\n

<\/div>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

Braucht man in Zukunft \u00fcber\u00adhaupt noch Stufen\u00adschalter in HG\u00dc-Anlagen?<\/h4>\n\n\n\n

Auf jeden Fall. Zwar k\u00f6nnen selbst\u00adge\u00adf\u00fchrte Umrichter eine gewisse Span\u00adnungs\u00adre\u00adge\u00adlungs\u00adfunk\u00adtion \u00fcber\u00adnehmen, aber mit Stufen\u00adschal\u00adtern hat man die Chance, verbes\u00adserte Regel\u00adstra\u00adte\u00adgien zu imple\u00admen\u00adtieren und Verluste zu mini\u00admieren. <\/p>\n\n\n\n

Werden HG\u00dc-Anlagen durch zus\u00e4tz\u00adliche Kompo\u00adnenten wie Stufen\u00adschalter nicht anf\u00e4l\u00adliger? <\/h4>\n\n\n\n

Nein, denn Stufen\u00adschalter sind seit Jahr\u00adzehnten erprobt, haben gerade bei etablierten Herstel\u00adlern eine lange Lebens\u00addauer sowie eine sehr geringe Fehler\u00adan\u00adf\u00e4l\u00adlig\u00adkeit. Zudem erh\u00f6hen Stufen\u00adschalter den Regel\u00adauf\u00adwand im System nicht, sondern verein\u00adfa\u00adchen viel\u00admehr die Betriebs\u00adf\u00fch\u00adrung.<\/p>\n\n\n\n

<\/div>\n\n\n\n
\n

Die Studie zum Down\u00adload<\/h3>\n\n\n\n
\n\n\n\n

M\u00f6chten Sie tiefer einsteigen? <\/i><\/strong>Hier k\u00f6nnen Sie die ganze Studie herun\u00adter\u00adladen.<\/a> <\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

<\/div>\n\n\n\n
\n
\n\n\n
\n
<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

IHR ANSPRECHPARTNER<\/h2>\n\n\n\n

Haben Sie Fragen zu Stufen\u00adschal\u00adtern in HG\u00dc-Anwen\u00addungen? <\/strong>
Daniel Raab ist f\u00fcr Sie da:
<\/i>\u2009 <\/a>D.Raab@reinhausen.com<\/a><\/p>\n<\/div><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Machen neuar\u00adtige Umrich\u00adter\u00adtech\u00adno\u00adlo\u00adgien wie Voltage-Source Converter (VSC) den Stufen\u00adschalter in HG\u00dc-Anlagen \u00fcber\u00adfl\u00fcssig? Eine Studie der Tech\u00adni\u00adschen Univer\u00adsit\u00e4t Ilmenau ist dieser Frage nach\u00adge\u00adgangen.<\/p>\n","protected":false},"author":33,"featured_media":14245,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"wp_typography_post_enhancements_disabled":false,"footnotes":""},"categories":[43,1],"tags":[],"class_list":["post-14237","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-07-2025","category-onload"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/onload.reinhausen.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/14237","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/onload.reinhausen.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/onload.reinhausen.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/onload.reinhausen.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/33"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/onload.reinhausen.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=14237"}],"version-history":[{"count":37,"href":"https:\/\/onload.reinhausen.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/14237\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":14635,"href":"https:\/\/onload.reinhausen.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/14237\/revisions\/14635"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/onload.reinhausen.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/14245"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/onload.reinhausen.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=14237"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/onload.reinhausen.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=14237"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/onload.reinhausen.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=14237"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}