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Witterungsabhängige Freileitungsbetrieb

Freileitungsmonitoring

Im Rahmen der Energiewende muss TenneT immer größere Mengen an Strom transportieren. Um den gestiegenen Transportbedarf zu decken, werden das Bestandsnetz optimiert und zusätzliche Leitungen gebaut. Eine Optimierungsmaßnahme ist hierbei der witterungsabhängige Freileitungsbetrieb.

NOVA-Prinzip

Um dauerhaft höhere Übertragungsreserven im Stromnetz zu realisieren, geht TenneT nach dem NOVA-Prinzip vor.

NOVA bedeutet: Netzoptimierung vor Verstärkung vor Ausbau. Das Prinzip zielt darauf ab, zunächst das bestehende Netz bestmöglich auszunutzen bevor Netzverstärkungen oder Neubaumaßnahmen durchgeführt werden. Eine Methode der Netzoptimierung stellt dabei der witterungsabhängige Freileitungsbetrieb (WAFB) dar. Durch dessen Einsatz lassen sich insbesondere in den windreichen und kalten Jahreszeiten höhere Übertragungskapazitäten realisieren. 

Normalerweise können Stromkreise von Freileitungen nur mit einer normierten Dauerstrombelastbarkeit betrieben werden. Die thermische Strombelastbarkeit der Leiter wird für eine definierte Hochsommerwetterlage (35°C Außentemperatur, 0,6 m/s Windgeschwindigkeit, 900 W/m²) errechnet.

Im witterungsabhängigen Freileitungsbetreib werden jedoch die aktuellen Witterungsbedingungen am jeweiligen Stromkreis gemessen und im Betrieb berücksichtigt. Dies führt dazu, dass bei geringeren Außentemperaturen und höherem Wind die Dauerstrombelastbarkeit steigt und mehr Strom übertragen werden kann, ohne dabei Sicherheitsbestimmungen, wie die maximal zulässige Betriebstemperatur der Leiterseile und deren Mindestabstand zum Boden oder zu Objekten, zu verletzen. 

Die nachfolgende Grafik verdeutlicht die steigenden Übertragungspotenziale in Abhängigkeit der vorliegenden Witterungsbedingungen. Die 100% Übertragungspotenzial entspricht dabei der maximal möglichen Übertragungskapazität ohne WAFB. Beim Betrieb mit WABF kann aufgrund normativer Vorgaben ein zusätzliches Potenzial von bis zu 80% gehoben werden. 

FAQ

Um Stromkreise mit WAFB zu betreiben, müssen die Wetterbedingungen wie Außentemperatur und Windstärke entlang des jeweiligen Stromkreises bekannt sein. Hierzu hat TenneT sein Netzgebiet auf Grundlage eines Gutachtens in Klimazonen unterteilt. In den einzelnen Zonen wurden von TenneT Wetterstationen installiert, die die entsprechenden Wetterdaten je Klimazone ermitteln. Die gemessenen Wetterinformationen werden zusätzlich mit Wetterdaten anderer Netzbetreiber und Daten von Wetterdiensten verifiziert, wodurch eine hohe Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit gewährleistet wird. Anhand der ermittelten Wetterdaten je Klimazone werden die aktuellen Transportkapazitäten der Stromkreise je Zone ermittelt.

Damit ein Stromkreis mit WAFB betrieben werden kann, muss TenneT diverse Prüfschritte durchführen und dokumentieren. Darüber hinaus sind ggf. auch Genehmigungen einzuholen. So sind beispielsweise alle Strom führenden Komponenten sowie Verbindungsteile auf Alter und Funktionsfähigkeit zu überprüfen und ggf. auszutauschen. 

Eine Herausforderung im Rahmen der Prüfungen stellt auch die Ermittlung von Wechselstrombeeinflussungen an längsleitenden und kreuzenden Infrastrukturen (z.B. Rohrnetze) dar. Eine Anhebung der maximalen Betriebsströme durch die Einführung eines witterungsabhängigen Freileitungsbetriebs führt im angrenzenden Umfeld (insbesondere auf parallelen Stahlrohrleitungen und dazugehörigen TK-Kabel) zur Anhebung des elektrischen, magnetischen bzw. elektromagnetischen Feldes. Liegen Grenzwertüberschreitungen vor, so müssen sie noch vor der Inbetriebnahme von WAFB durch geeignete Schutzmaßnahmen entweder an beeinflussten oder u. U. an beeinflussenden Leitungen kompensiert werden.

In Summe dauert es mehrere Monate, bis für einen Stromkreis alle Prüfschritte abgearbeitet und alle notwendigen Maßnahmen durchgeführt wurden.