Veränderte Bedürfnisse: Neue Trends im T&D-Segment

Die Stärkung und der Ausbau des Netzes gehören zu den obersten Prioritäten für Übertragungs- und Verteilungsunternehmen (T&D) im Land, um eine qualitativ hochwertige und zuverlässige Stromversorgung sicherzustellen. Versorgungsunternehmen nutzen zunehmend modernste Technologien und digitale Lösungen, um ihren Betrieb zu verbessern und zu optimieren. Der zunehmende Anteil erneuerbarer Energiequellen im Netz treibt den Ausbau des Übertragungsnetzes voran und gewährleistet eine ausreichende Evakuierungsinfrastruktur für die kommenden Kraftwerke für erneuerbare Energien. Darüber hinaus setzen Versorgungsunternehmen fortschrittliche Messinfrastrukturlösungen ein, um ihre Messinfrastruktur zu modernisieren und ihre betriebliche und finanzielle Leistung zu verbessern. Die Energieversorger investieren verstärkt in neue Technologien, um das Netz zuverlässiger, sicherer und intelligenter zu machen. Digitale Umspannwerke und Batteriespeichersysteme werden zusammen mit digitalen Lösungen wie IoT, KI und ML eingesetzt, um die Netzzuverlässigkeit zu verbessern und neue Funktionen zur Unterstützung des Netzbetriebs zu nutzen.

Power Line wirft einen Blick auf die wichtigsten Trends im T&D-Bereich…

Zunehmende Integration erneuerbarer Energien: Einer der wichtigsten Wachstumstreiber für den Ausbau des Übertragungsnetzes ist die Notwendigkeit, Evakuierungsinfrastruktur für wachsende erneuerbare Energiequellen bereitzustellen. Eine angemessene Evakuierungsinfrastruktur ist unerlässlich, um die Anbindung an die künftigen erneuerbaren Energien sicherzustellen und die grünen Energieziele des Landes zu erreichen. Indien hat sich das Ziel gesetzt, bis 2030 500 GW nicht-fossile Kapazität zu installieren und bis 2030 50 Prozent des Energiebedarfs aus erneuerbaren Energien zu decken. Um die Kapazität erneuerbarer Energien zu erhöhen, müssen Gebiete mit hohem Solar- und Windenergiepotenzial vorhanden sein an das zwischenstaatliche Übertragungssystem (ISTS) angeschlossen, um Strom zu den Lastzentren zu transportieren.

Kürzlich hat die Central Electricity Authority (CEA) einen Bericht mit dem Titel „Transmission System for Integration of over 500 GW of Renewable Energy Capacity by 2030“ veröffentlicht, der einen detaillierten Plan für die Evakuierung der geplanten Kapazität für erneuerbare Energien bis 2030 enthält. Darin werden die wichtigsten aufgeführt kommende nicht-fossile Erzeugungszentren im Land. Dazu gehören Fatehgarh, Bhadla und Bikaner in Rajasthan; Khavda in Gujarat; die erneuerbaren Energiezonen Anantapur und Kurnool in Andhra Pradesh; Offshore-Windparks in Tamil Nadu und Gujarat; und ein bevorstehender Park für erneuerbare Energien in Ladakh. Der Plan sieht die Hinzufügung von 8.120 KKT vor. km Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungskorridore (+800 kV und +350 kV); 25.960 Kt. km 765-kV-Wechselstromleitungen, 15.758 Kt. km 400-kV-Leitungen und 1.052 Kt. Kilometer 220-kV-Kabel mit geschätzten Kosten von 2,44 Billionen Rupien. Mit dem geplanten Übertragungsnetz wird die überregionale Kapazität bis 2030 von derzeit 112.000 MW auf rund 150.000 MW steigen.

RoW verwalten: Eine zentrale Herausforderung für Energieversorger beim Ausbau ihres T&D-Netzwerks ist die Vorfahrt (RoW). Um die RoW-Auslastung in überlasteten städtischen und halbstädtischen Gebieten sowie in schwierigem Gelände zu optimieren, setzen Energieversorger auf Systeme mit höherer Spannung, Mehrkreismasten für die Aneinanderreihung von Stromkreisen und neue Technologien wie HGÜ-Systeme und gasisolierte Schaltanlagen (GIS). Sie setzen außerdem Serienkondensatoren, FACTS-Geräte und Phasenschiebertransformatoren in bestehende und neue Übertragungssysteme ein, um die Leistungsübertragungsfähigkeit zu erhöhen. Modernisierung der bestehenden Wechselstromübertragungsleitungen auf eine höhere Spannung unter Verwendung derselben RoW; und Neuleitung vorhandener Wechselstromübertragungsleitungen mit Leitern mit höherer Strombelastbarkeit. Darüber hinaus ist der Einsatz von Mehrspannungsebenen- und Mehrkreis-Übertragungsleitungen, Masten mit schmaler Basis und Masten, HGÜ-Übertragung (sowohl konventionell als auch auf Basis von Spannungsquellenwandlern) und GIS/Hybrid-Schaltanlagen (für städtische, küstennahe, räumlich begrenzte usw.) vorgesehen verschmutzte Gebiete usw.) nimmt zu.

Umstellung auf höhere Spannungen: Die Übertragung von Energie bei höheren Spannungen verbessert die Effizienz der Energieübertragung und reduziert so Verluste bei der Übertragung über große Entfernungen. Darüber hinaus erfordert die Stromübertragung bei höheren Spannungen weniger sperrige und leichte Leiter, und auch die zur Unterstützung der Kabel erforderlichen Sendemasten müssen entsprechend konstruiert sein. Der Einsatz der HGÜ-Technologie für die Übertragung großer Energiemengen über große Entfernungen nimmt zu, da sie zu geringeren Übertragungsverlusten führt und einen geringeren Platzbedarf erfordert. Typischerweise weisen HGÜ-Systeme im Vergleich zur HVAC-Technologie 50 Prozent geringere Verluste auf.

In einer wichtigen Entwicklung nahm Powergrid das erste VSC-basierte HGÜ-System des Landes in Betrieb, das ± 320 kV, 2.000 MW, Pugalur-Trichur-System. Die VSC-Technologie reduziert den Landverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen HGÜ-Systemen erheblich und ist ideal für Gebiete mit begrenzter Landfläche. Es kombiniert Freileitungen und Erdkabel, um begrenzte Übertragungskorridore zu überwinden.

Smart Metering: Die Erneuerung der Messinfrastruktur durch die Einführung intelligenter Zähler war einer der Hauptschwerpunkte der Versorgungsunternehmen. Intelligente Zähler können die betriebliche und finanzielle Leistung von Discoms verbessern, indem sie unter anderem automatisch Rechnungen erstellen, verspätete Zahlungen durch die Funktion zur Fernabschaltung verhindern und aggregierte technische und kommerzielle Verluste reduzieren. Das überarbeitete Vertriebssektorprogramm der Regierung zielt darauf ab, auf allen Ebenen eine 100-prozentige intelligente Prepaid-Messung zu erreichen. Das Vorhaben sieht die Installation von 250 Millionen Prepaid-Smart-Metern vor. Neben Prepaid-Smart-Metering für Verbraucher würde im Rahmen des Systems auch Systemmessung auf Einspeise- und DT-Ebene mit Kommunikationsfunktion und zugehöriger fortschrittlicher Messinfrastruktur im Totex-Modus implementiert.

Fortschrittliche Kabel-, Leiter- und Umspannwerkstechnologien: XLPE-Kabel werden zunehmend von Energieversorgern eingesetzt. XLPE-isolierte Kabel weisen aufgrund ihrer höheren thermischen Toleranz eine bessere Beständigkeit gegen thermische Verformung auf, was zu einer höheren Strombelastbarkeit als bei herkömmlichen Kabeln führt. Diese Kabel bieten außerdem eine höhere Zugfestigkeit, Dehnung und Schlagfestigkeit. Fortschrittliche Leitertechnologien wie HTLS-Leiter, Ladeleitungen mit hohem Wellenwiderstand, HGÜ-Kabel und Erdkabel gewinnen bei Versorgungsunternehmen zunehmend an Bedeutung. Auch die Umspannwerktechnologien haben sich im Laufe der Jahre erheblich weiterentwickelt, um den sich ändernden Anforderungen von Versorgungsunternehmen wie Fernüberwachung und -steuerung, Platzoptimierung, geringeren Kosten, längerer Anlagenlebensdauer, erhöhter Sicherheit und geringeren Ausfallraten gerecht zu werden. Die Transformatortechnologien haben Fortschritte gemacht und den Weg für fortschrittliche Lösungen wie HGÜ-Wandlertransformatoren, Phasenschieber-, Kopplungs- und mobile Transformatoren geebnet. Ein sich abzeichnender Trend in Indien ist der Ersatz herkömmlicher AIS-Umspannwerke durch GIS-Umspannwerke, um RoW-Probleme anzugehen. Gerätehersteller haben außerdem neue umweltfreundliche Isoliermischungen entwickelt, um die Umweltbedenken im Zusammenhang mit der Verwendung von SF6 in GIS zu zerstreuen. Darüber hinaus gewinnen digitale Umspannwerke bei Versorgungsunternehmen immer mehr an Bedeutung, da die Digitalisierung durch den Einsatz hochentwickelter Sensoren und intelligenter elektronischer Geräte dazu beiträgt, die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Stromversorgung zu verbessern.

Verstärkter Einsatz von KI, ML und IoT: Digitale Lösungen wie KI, ML und IoT erfreuen sich immer größerer Beliebtheit, um Netzwerke effizient zu verwalten, Ausfälle schnell wiederherzustellen und verteilte Energieerzeugungsquellen auf die effektivste und kostengünstigste Weise zu verwalten. Versorgungsunternehmen integrieren zunehmend KI-basierte Lösungen für eine detaillierte Sichtbarkeit auf Geräteebene und ML, um aus aggregierten Daten umsetzbare Muster zu destillieren. Versorgungsunternehmen nutzen diese Technologien zunehmend, um Prozesse zu optimieren, Probleme vorherzusagen und Betrieb und Wartung zu optimieren.

BESS für feste Stromversorgung: Batterie-Energiespeichersysteme (BESSs) sind eine neue Technologie, die dem Energiesektor dabei helfen kann, aus erneuerbaren Energiequellen erzeugten Strom zu speichern und so Probleme mit Unterbrechungen zu reduzieren. Die auf der Verteilerseite installierte Lastunterstützung BESS hilft, die Last auszugleichen und die Zuverlässigkeit und Qualität zu verbessern. Im April 2022 vergab die SECI die Ausschreibung für die Errichtung eigenständiger BESSs mit 500 MW/1.000 MWh an JSW Energy. Das Projekt wird Diskotheken mit Lagermöglichkeiten versorgen, die auf „On-Demand“-Basis genutzt werden können. Die beiden Projekte mit jeweils 500 MWh Kapazität werden in der Nähe des Umspannwerks Fatehgarh-III im ISTS-Netz in Rajasthan installiert.

Fernüberwachung und fortschrittliche Asset-Management-Lösungen: Mit fortschrittlichen technologischen Lösungen haben Netzbetreiber ihre Netzwerküberwachung und ihr Asset-Management verbessert. Fernüberwachungs- und Automatisierungstools modernisieren die Inspektion, Vermessung sowie den Betrieb und die Wartung des Netzwerks. IoT ermöglicht die Echtzeitüberwachung des Zustands und der Leistung von Anlagen, was die Netzwerkverfügbarkeit verbessert und Ausfälle reduziert. Um die Leistung ihrer Anlagen effektiv zu überwachen, setzen Energieversorger zusätzlich zur Bodenpatrouille zunehmend auch auf Hubschrauber- und Drohnenpatrouillen ein. Drohnenpatrouillen liefern detaillierte Informationen über die Leitungs- und Mastoberteile, wie z. B. den Zustand der Isolatoren, der Erdspitze und des Erdkabels, und ermöglichen den Versorgungsunternehmen eine effektive Verwaltung und Wartung von Anlagen.

Unterstützt durch Datenanalysen und prädiktive Modellierung bewegen sich Versorgungsunternehmen vom reaktiven Anlagenmanagement zum präventiven und vorausschauenden Anlagenmanagement sowie zur zustandsbasierten und zuverlässigkeitsorientierten Wartung. Dies hat zu einer Erhöhung der Geräteverfügbarkeit und einer Verringerung der Ausfälle geführt. Insbesondere hat Powergrid in Manesar, Haryana, ein National Transmission Asset Management Center für die zentrale Fernüberwachung seiner Umspannwerke im ganzen Land eingerichtet. Mit Stand Dezember 2022 werden 270 Höchstspannungs-Umspannwerke von Leitstellen aus gesteuert und überwacht.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das T&D-Segment aufgrund des technologischen Fortschritts und sich ändernder Versorgungsanforderungen eine rasche Akzeptanz digitaler und fortschrittlicher Technologielösungen erlebt. Dieser Trend dürfte sich auch in Zukunft fortsetzen. Darüber hinaus werden Versorgungsunternehmen erhebliche Investitionen in Cybersicherheitsinitiativen tätigen, da ihre Abläufe immer digitaler und vernetzter werden. Darüber hinaus werden eine stärkere Sensibilisierung der Verbraucher, Schulungen und die Aufstockung der Belegschaft sowie ein Änderungsmanagement die nahtlose Einführung neuer Technologien in der Branche unterstützen.

Priyanka Kwatra