Effiziente Integration PV-Anlagen in Ortsnetzen

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1 Effiziente Integration PV-Anlagen in Ortsnetzen Beispiel: GIS-Einsatz am Beispiel des Forschungsprojektes Insheim Peter Hauffe Technologie & Innovation (TI) GeoNet.MRN, 25. November 2015 GeoNet.MRN Pfalzwerke TI - P. Hauffe / 1 Der Fahrplan PV-Entwicklung nur vorübergehende Pause Spannungsprobleme - Ursache und Wirkung Forschungsziele: GIS-Werkzeuge auf dem Weg zum Ziel Spannungsdynamik - am Beispiel partieller Sonnenfinsternis Praxisbeweis - Einbau eines lastflussabhängiger regelbarer Ortsnetztransformator (L-rONT) GIS für die Energiewende GeoNet.MRN Pfalzwerke TI - P. Hauffe / 2 1

2 PV-Zuwachsraten GeoNet.MRN PW-Forum Pfalzwerke - P. Hauffe TI - P : Hauffe / 3 Ausgangslage U ohne dez. Einspeisung U mit dez. Einspeisung GeoNet.MRN Pfalzwerke TI - P. Hauffe / 4 2

3 Forschungsziele Strategische Niederspannungs-Netzkonzepte Kritische Analyse der vorhandenen Konzepte Weiterentwicklung incl. Smart Grids-Technologie Technisch wirtschaftliche Leistungsfähigkeit vergleichend bewerten Höhere Integration von Photovoltaik-Anlagen ins Netz Mehr Zusagen für private Photovoltaik-Betreiber Wenig Kabelverlegearbeiten, wenig Tiefbaumassnahmen Vermeidung bzw. Streckung zusätzliche Investitionen Moderate Netznutzungsentgelte - moderate Strompreise Ein Beitrag zur aktiven Gestaltung der Energiewende! GeoNet.MRN Pfalzwerke TI - P. Hauffe / 5 Automatisierte Potenzialabschätzungen Wind Simulierte Windparkplanung Windgeschwindigkeiten Ausschlussgebiete nach LEP Digitales Geländemodell: Gebiete mit starker Hangneigung Mindestabstände...Wohn- & sonstiger Bebauung Straßen-, Wege-, Schienen-, Gewässernetz Schutzgebiete (NSG, FFH) WEA-Höhe & Rotordurchmesser Hauptwindrichtung Netzanschlusseignung: Abstand zur 110 kv, 20 kv-leitungen WKA-Potenzial mit konkreter Standortplanung GeoNet.MRN Pfalzwerke TI - P. Hauffe / 6 3

4 Entstehung und Nutzen eines PV-Atlasses Potentialanalyse für Photovoltaik Simulierte PV-Planung Alkis-Gebäudedaten Generalisierung: Approximation durch Rechtecke Satteldachmodellierung Firstlinie-Einzel-, Reihenhaus Ausrichtung: N-O-S-W Flächenberechnung PV-Abschätzung PV-Atlas mit Potenzialsimulation GeoNet.MRN Pfalzwerke TI - P. Hauffe / 7 Leitungsnetz der Pfalzwerke Netz AG Gesamtlänge Stromnetz: ca km KL LU Saarland Altrip Insheim ca. 450 Ortsnetze In der Pfalz und im Saar-Pfalzkreis Frankreich KA GeoNet.MRN Pfalzwerke TI - P. Hauffe / 8 4

5 Niederspannungsnetz Insheim 99 Photovoltaik-Anlagen 880 kw Gesamtleistung Stand: Photovoltaik-Anlagen kw Gesamtleistung Stand: heute UP-Am Hubhof GeoNet.MRN Pfalzwerke TI - P. Hauffe / 9 Pilotgebiet Insheim Das Pilotgebiet Insheim GeoNet.MRN Pfalzwerke TI - P. Hauffe / 10 5

6 Animierte Visualisierung des raum-zeitlichen Verlaufs von Lastdaten Datengrundlage: - Aus dem NEPLAN-Netzmodell der TUKL: Messkampagne Insheim - Viertelstündliche Lastwerte für 112 Netzknoten im Bereich Insheim Am 16 Messstellen Smart Meter Hubhof 7 PV-Einspeisungen 9 ohne Einspeisungen - Zeitraum: Zeitpunkte Netzausläufer Nähe zu Kabelverteilerschränke insges Messwerte zu visualisieren. Netz Qualitätsparamerter: U, P, Q, A =f(richtung) Simulierte Netzknoten via NEPLAN ca Zahlenwerte/Monat GeoNet.MRN Pfalzwerke TI - P. Hauffe / 11 Datenvisualisierung Messkampagne Insheim Positionierung der Messdaten an Netzknoten Raum-zeitlicher Verlauf des Last- & Spannungsdaten Interpolation der Zwischenräume Video-Datei-Export im ¼ h-raster GeoNet.MRN Pfalzwerke TI - P. Hauffe / 12 6

7 F&E-Insheim: Phase 2 Ziel: Überprüfung der theoretischen gewonnen Erkenntnisse in der Praxis Einbau eines sogenannten lastflussanhängigen regelbaren Ortsnetztransformators (L-rONT) in den Umspannpunkt am Hubhof Positive Residuallast Erzeugerzählpfeilsystem U set / U n u set,max = 103,5 % 103,0 % Rückspeisung i b,max = 80 % (vorgesehen) 102,0 % 101,0 % u set(0) = 100 % u set,fix -100 % -80 % -60 % -40 % -20 % 40 % 20 % 60 % 80 % 100 % P / S rt Quelle: 99,0 % u set (p) i b,max = 80 % (vorgesehen) 98,0 % u set,min = 97,5 % Erstes Projekt mit L-rONT im Bereich der Pfalzwerke Netz AG. GeoNet.MRN Pfalzwerke TI - P. Hauffe / 13 Inbetriebnahme L-rONT-Insheim: L- GeoNet.MRN Pfalzwerke TI - P. Hauffe / 14 7

8 Ziel erreicht? Spannungserhöhungen Regelung bei Spannungserhöhungen ungeregelte Eingangsspannung geregelte Ausgangsspannung GeoNet.MRN Pfalzwerke TI - P. Hauffe / 15 Klassische Visualisierung erster Ergebnisse GeoNet.MRN Pfalzwerke TI - P. Hauffe / 16 8

9 Lessons Learn GIS Energiewende GIS-Systeme sind viel zu kostbar und leistungsfähig als nur zur Dokumentation von Betriebsmitteln eingesetzt zu werden. Für jede Idee benötigt zur Umsetzung ein (innerbetriebliches) Marketing. GIS liefert hierzu seit Jahrzehnten wertvolle Unterstützung. GIS veranschaulicht Spezialthemen auch für die breite Öffentlichkeit und liefert damit Verständnis/Akzeptanz für die Aufgabenstellungen der Energiewende. GIS beschleunigt nicht nur unsere Prozesse (PV-Atlas) sondern ermöglicht sie erst (Planungssimulation und Sensitivitätsananyse für WKA-Standorte). GIS erschließt neue Geschäftsprozesse in der Energiewirtschaft (Speicherstandorte, E-Mobility-Ladeinfrastruktur, ) Energiewende bedeutet Sektorenkopplung (Strom, Gas, Mobilität) GIS analysiert Energie-Quellen Energie-Senken --- übergreifend GIS-Kooperationen wie GeoNetMRN e.v. ein Katalysator für die Energiewende GeoNet.MRN Pfalzwerke TI - P. Hauffe / 17 Effiziente Integration PV-Anlagen in Ortsnetzen Beispiel: GIS-Einsatz am Beispiel des Forschungsprojektes Insheim PFALZWERKE AKTIENGESELLSCHAFT Technologie & Innovation (TI) Dipl.-Ing. Peter Hauffe Kurfürstenstraße Ludwigshafen Tel.: peter.hauffe@pfalzwerke.de PW-Forum-Altrip, 24. September 2015 GeoNet.MRN Pfalzwerke TI - P. Hauffe / 18 9