Die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) ermöglicht die verlustarme Übertragung großer Energiemengen über tausende Kilometer oder durch Seekabel. Speziell ausgelegte Konvertertransformatoren bilden dabei das technische Bindeglied zwischen dem klassischen Drehstromnetz und der Gleichstromstrecke – eine zentrale Technologie für die globale Energiewende. Mit dem fortschreitenden Ausbau erneuerbarer Energien und der Notwendigkeit, Strom über immer größere Distanzen zu transportieren, gewinnt die HGÜ-Technologie weltweit massiv an Bedeutung – sowohl im europäischen Verbundnetz als auch bei interkontinentalen Verbindungen. Mit dem zunehmenden Ausbau erneuerbarer Energien und der Notwendigkeit, Strom über immer größere Distanzen zu transportieren, gewinnt die HGÜ-Technologie weltweit massiv an Bedeutung.
Wie funktioniert die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung?
An den Endpunkten einer HGÜ-Strecke stehen Konverterstationen, die Wechsel- in Gleichstrom umwandeln und umgekehrt. Konvertertransformatoren übertragen die elektrische Leistung vom Wechselstromnetz auf die Konverter und sind dabei extremen Beanspruchungen ausgesetzt – durch hohe Gleichspannungsanteile, Oberschwingungen aus den Stromrichtern und besondere thermische Lastprofile. Die Übertragungsspannungen liegen typischerweise bei ±500 kV bis ±800 kV; einzelne Projekte realisieren bereits ±1.100 kV.
Wichtige Eigenschaften im Überblick
- Übertragung großer Leistungen (bis mehrere GW) verlustarm
- Spezielle Konvertertransformatoren bis 850 MVA pro Einheit
- Einsatz vor allem für Seekabel und Distanzen ab ~600 km
- Verbindung asynchroner Netze unterschiedlicher Frequenz
- Schlüsseltechnologie für die Anbindung von Offshore-Windparks
- VSC-Technologie (Voltage Source Converter) für flexible Netzkopplung
- LCC-Technologie (Line Commutated Converter) bei sehr großen Leistungen
Häufig gestellte Fragen
Warum sind Konvertertransformatoren technisch so anspruchsvoll?
Sie müssen gleichzeitig Wechselspannung übertragen und hohe Gleichspannungsanteile sicher isolieren. Außerdem werden sie durch Oberschwingungen aus den Stromrichtern thermisch ungewöhnlich belastet. Die Isolationskoordination ist deshalb extrem aufwendig, ebenso die mechanische Stabilität und das Kühlkonzept.
Welche Vorteile bietet HGÜ gegenüber klassischer Drehstromübertragung?
Geringere Übertragungsverluste auf langen Distanzen, keine Blindleistungsprobleme, geringere Trassenbreiten bei Erdkabeln und die Möglichkeit, asynchrone Netze zu koppeln. Bei Seekabeln ist HGÜ ab etwa 70 Kilometern Distanz nahezu konkurrenzlos.
Welche HGÜ-Projekte sind aktuell in Europa wichtig?
Großprojekte wie SuedLink, SuedOstLink und Ultranet in Deutschland sollen Windstrom aus dem Norden in die Lastzentren im Süden transportieren. Auch transeuropäische Verbindungen zwischen Skandinavien und Mitteleuropa nutzen HGÜ-Technologie für höhere Übertragungskapazitäten.
Welche Unterschiede bestehen zwischen VSC- und LCC-HGÜ?
LCC-Anlagen basieren auf Thyristoren und sind besonders robust und effizient bei sehr großen Leistungen. VSC-Anlagen nutzen IGBT-Module und bieten flexiblere Steuerung von Wirk- und Blindleistung, was den Anschluss an schwache Netze und Offshore-Windparks erleichtert.
Welche Trends prägen die Entwicklung der HGÜ-Technologie?
Steigende Übertragungsspannungen bis ±1.100 kV, multiterminale HGÜ-Netze mit mehreren Einspeise- und Entnahmepunkten, sowie hybride Wechsel-/Gleichstromnetze sind die wichtigsten Entwicklungslinien. Auch die Integration mit Offshore-Windparks treibt Innovationen bei Konvertertransformatoren voran.
Für anspruchsvolle Projekte im Bereich der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung sind unsere Spezialisten Ihre Ansprechpartner. Sprechen Sie uns frühzeitig zu Konvertertransformatoren und Netzanbindung an.