Low Harmonic Drives leisten Beitrag zu Fernwärmebesicherungsprojekt
Oberschwingungen im Griff behalten
Für die in Bau befindliche Fernwärmebesicherungsanlage Rheinufer Neckarau (BeRUN) von MVV liefert Bilfinger GreyLogix die Elektro- und Leittechnik zur Einspeisung der gewonnenen Wärme ins Fernwärmenetz des Energieunternehmens. Low-Harmonic-Single-Drive-Schrankgeräte ACS880-37 von ABB tragen dazu bei, dass das Stromnetz nicht mit Netzoberschwingungen belastet wird.
 Low-Harmonic-Single-Drive-Schrankgeräte ACS880-37 tragen dazu bei, dass das Stromnetz nicht mit Netzoberschwingungen belastet wird.
Low-Harmonic-Single-Drive-Schrankgeräte ACS880-37 tragen dazu bei, dass das Stromnetz nicht mit Netzoberschwingungen belastet wird.Bild: ABB

Die Firma MVV Energie baut derzeit im Mannheimer Ortsteil Neckarau im Rahmen des Projekts Fernwärmebesicherung Rheinufer Neckarau (BeRUN) eine Fernwärmebesicherungsanlage. Diese soll zur Besicherung und Spitzenlastabdeckung der Fernwärmeversorgung der Kunden des Mannheimer Unternehmens dienen, das seine Fernwärmeerzeugung Schritt für Schritt auf klimaneutrale Energien umstellt.

Wesentlicher Zweck des Vorhabens ist es, die Fernwärmebesicherung vor dem Hintergrund der mittelfristig anstehenden Stilllegung der Bestandskraftwerksblöcke des Grosskraftwerk Mannheim (GKM) im Zuge des politisch motivierten Kohleausstiegs sicherzustellen. Die Anlage wird aus einer Heißwasserkesselanlage mit einer installierten Nutzwärmeleistung von 286MWth, einer Gasdruckregel- und Messstation und einer Fernwärmepumpenanlage mit einer hydraulischen Leistung von circa 9.000t/h bestehen. Die Heißwasserkesselanlage setzt sich hauptsächlich aus zwei Kesseleinheiten sowie der Fernwärmepumpenanlage zusammen, die aus zwei Pumpengruppen mit jeweils drei Pumpen besteht.

Für das Projekt lieferte Bilfinger GreyLogix – heute Bilfinger Life Science Automation – die Elektro- und Leittechnik zur effizienten Einspeisung von Wärme aus der Fernwärmebesicherungsanlage von MVV in das Fernwärmenetz des Energieunternehmens. Um die Oberwellen-Anforderungen von MVV zu erfüllen, hat der Systemintegrator zur Regelung der Zu- und Ablaufpumpen der Anlage drei Low-Harmonic-Single-Drive-Frequenzumrichter-Schrankgeräte ACS880-37 (je 1.100kW) bei ABB Motion Deutschland geordert. Drei Single Drive-Frequenzumrichter-Schrankgeräte (je 630kW) komplettieren die Bestellung. Die Lieferung der Frequenzumrichter an Bilfinger GreyLogix erfolgte im September 2022.

Sehr geringer Oberschwingungsgehalt

 Die Mannheimer Fernwärme wird effizient erzeugt und verteilt.
Die Mannheimer Fernwärme wird effizient erzeugt und verteilt.Bild: MVV

Netzoberschwingungen verschmutzen das Stromnetz und verursachen ein unberechenbares Verhalten der angeschlossenen Einrichtungen. Zu den Geräten, die das Stromnetz mit Oberschwingungen belasten können, zählen neben vielen anderen elektronischen Systemen auch Frequenzumrichter. Geräte mit einer sehr geringen Total Harmonic Distortion (THD, gesamte Harmonische Verzerrung), wie die Schrankgeräte ACS880-37 in der Low Harmonic-Version, können die Netzqualität verbessern und tragen den vermehrt gestellten Forderungen nach einer höheren Qualität der Netzspannung Rechnung.

Bei einem konventionellen Frequenzumrichter mit einer 6-Puls-Diodenbrücke als Gleichrichter ist der netzseitige Strom nicht sinusförmig und hat einen signifikanten Oberschwingungsgehalt, speziell der 5. und 7. Harmonischen. Dies zeigt sich auch im THD-Wert der gesamten harmonischen Verzerrung, der 30 bis 50% erreichen kann. Ein deutlich besseres Oberschwingungsverhalten zeigen die Low Harmonic Drives von ABB. Mit einem THD-Wert von 3% gewährleisten sie eine hohe Netzqualität.

Auf dem Weg zur grünen Wärme

MVV versorgt aktuell rund zwei Drittel der Mannheimer Haushalte sowie die Kommunen Heidelberg, Schwetzingen und Speyer mit Fernwärme. Bisher kam der größte Teil aus den steinkohlebasierten Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen des GKM. Mit der Anbindung der Friesenheimer Insel in Mannheim an das Fernwärmenetz der MVV wurde die Voraussetzung geschaffen, dass auch aus der thermischen Abfallbehandlung (TAB) Wärme in das Fernwärmenetz Mannheim abgegeben werden kann. In den Sommerperioden soll die Fernwärmeversorgung ausschließlich durch die TAB erfolgen. Die Wärmewende ist neben der Stromwende sowie grünen Produkten und Lösungen ein Baustein des Mannheimer Modells, mit dem MVV bis zum Jahr 2040 klimaneutral und anschließend klimapositiv werden will.

BeRUN dient vor dem Hintergrund der anstehenden Kohlekraftwerkstilllegungen im GKM primär als flexible, sehr zuverlässige Reserve bei einem punktuellen Ausfall von Wärmeerzeugungsanlagen und zur Deckung von Spitzenlasten an besonders kalten Wintertagen. Die Anlage wird mit Erdgas befeuert. Ein späterer Einsatz von Biomethan und grünen Gasen ist möglich.

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