eb - Elektrische Bahnen Bahnenergieversorgungssystem der DB erneut bestätigt (Vorschau)

Fokus Interview
Mirko Düsel
Smart-Grid-Lösungen für
die Bahn elektrifizierung
Smart Grids weisen den Weg in die Zukunft der Energiewirtschaft. Innovationen
bei Produkten und Dienstleistungen in allen IT-Bereichen
ermöglichen effizienten Netzbetrieb, auch für Bahnnetze. Wie wachsen
öffentliche und Bahnstromnetze zusammen? Wie lassen sich regenerative
Energien einbinden und Bremsenergie am besten nutzen? Ein
eb-Gespräch mit Mirko Düsel, CEO Business Unit Rail Electrification,
Smart Grid Division, Siemens-Sektor Infrastructure & Cities.
eb: Veränderungen in der Energiewelt
verlangen neue, intelligente Netzstrukturen
und neue Geschäftsmodelle. Wie erfüllen
Smart-Grid-Lösungen die Anforderungen der
Netzbetreiber, auch bei den Bahnen?
Mirko Düsel: Konsequente Nutzung der IT sowohl
bei Kommunikation wie im Feld erlaubt durchgängige
Lösungen. Damit können die Energiemärkte
viel flexibler auf Schwankungen reagieren. Ein weiterer
Aspekt ist nachhaltige Erzeugung: Erst integrierte
IT-Lösungen wie Microgrids und Demand Response ermöglichen
das Einbinden dezentraler Erzeuger und
ein Verbrauchermanagement. Das gilt für Netze der
Landesversorgung wie der Bahnen. Viele Produkte
und Lösungen von Siemens bewältigen schon heute
Aufgaben, die für Smart Grids wichtig sind.
Überdies werden durch Smart Grids Endkunden zu
Prosumern: Sie können sowohl als Konsument als
auch als Energieproduzent aktiv sein und ihren Bedarf
kostengünstig und umweltverträglich steuern.
Mit dem Zusammenwachsen dieser Netze
kommen neue Aufgaben. Welche sind das,
und welche Lösungen sehen Sie hier?
Das kommt darauf an, welche Spannung das Drehstromnetz
hat, ob die Bahn ein eigenes Übertragungsoder
Verteilungsnetz hat und mit welcher Stromart
und Frequenz sie fährt. Am einfachsten ist das bei
Gleichstrombahnen, die über Gleichrichter gespeist
werden. Bei Wechselstrombahnen sind Frequenzumformung,
Unsymmetrie und Blindleistung zu bewältigen.
Wenn die Bahn mit anderer Frequenz fährt als
das Landesnetz sie hat, verbinden statische Umrichter
die beiden Netze und entkoppeln sie zugleich. Das
machen wir mit der Multilevel-Technik Sitras SFC plus.
Schwieriger wird es bei Bahnen, die unmittelbar über
Transformatoren an den Drehstromlandesnetzen
hängen. Hier können Smart Grids Einspeisung und
Abnahme aufeinander abstimmen. Das Mittel dafür
ist der Active Balancer, der Unsymmetrie im Drehstromlandesnetz
als Folge einphasiger Bahnleistung
vermeidet und die Blindleistung des Bahnsystems
kompensiert. Er braucht Sensorik, also Messpunkte,
an denen die Situation der Netze aufgenommen
wird. Dann können wir durch gesteuertes Übertragen
von Blindleistung beide Netze stabilisieren und
damit ihr Zusammenwirken sicherstellen. Ohne solche
Kompensation müsste man auf den Anschluss an
Netze mit höherer Kurzschlussleistung ausweichen,
also 230 kV oder sogar 400 kV, die aber nicht überall
greifbar sind. Außerdem ist der Neubau solcher Anschlussleitungen
erheblich zeit- und kostenaufwändiger
als bei 110 oder 150 kV.
Eine andere Lösung ist hier der konsequente
Einsatz von Umrichtern?
In der Tat ist die unsymmetrische Belastung durch die
Einphasen-Transformatoren das Problem schlechthin
bei einem engen Verbund. Wir setzen dafür aktive
Stromrichter ein und belasten die 50-Hz-Netze nur
noch symmetrisch, stören sie also nicht mehr. Mit
dieser Technik gelingt es, längere Oberleitungsabschnitte
aus dem Drehstromnetz mit gleicher Phasenlage
zu versorgen. Bei den Bahnen ermöglicht
122 111 (2013) Heft 3