Umrichterstationen

Umrichterstationen sind elektrische Anlagen, die Energie von einer Form in eine andere umwandeln. Typisch handelt es sich um Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler (AC/DC) oder Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler (DC/AC). Sie ermöglichen die Übertragung großer Energiemengen über lange Strecken, die Verbindung von Netzen mit unterschiedlichen Spannungen oder Frequenzen sowie die Versorgung von Systemen, die eine bestimmte Form der Energiehaltung benötigen.

Der Aufbau einer Umrichterstation umfasst mehrere Hauptkomponenten. Dazu gehören der Umrichter selbst, der je nach Typ Thyristoren oder IGBTs als Leistungsbauelemente verwendet, Transformatoren zur Spannungsanpassung, Gleichstromverkettungen mit Dächern für Glättung (DC-Link), sowie Filter- und Schutzsysteme zur Dämpfung von Oberschwingungen und zur Absicherung von Netzen. Kühlungssysteme,Leittechnik, Fernwirktechnik und Schutz- sowie Störungsanzeigesysteme sind ebenfalls integraler Bestandteil.

Bezüglich der Funktionsweisen unterscheiden Experten grob zwischen Linienkommutierten Gleichstromumrichtern (LCC) und spannungsgesteuerten Umrichtern (VSC). LCC verwenden Thyristoren und benötigen eine solide Netzverankerung im Wechselstromnetz, um die Kommutierung zu gewährleisten. VSC arbeiten mit IGBTs, ermöglichen eine unabhängige Steuerung von aktiver und Blindleistung, eignen sich auch für schwache Netze und Mehrterminalbetriebe, und unterstützen oft Funktionen wie Black-Start und schnelle Spannungsregelung.

Typische Einsatzbereiche sind HVDC-Verbindungen zur grenzüberschreitenden Stromübertragung, Offshore-Wund- und Offshore-Waserseitenverbindungen, Multiterminal-Netze sowie Bahnstromversorgungen, bei denen Gleichstrom- oder gemischtgeführte Systeme benötigt werden. Umrichterstationen tragen damit wesentlich zur Netzstabilität, Ressourcennutzung und Integration erneuerbarer Energien bei.