Betriebsplanung eines Virtuellen Kraftwerks

Transkript

1 Betriebsplanung eines Virtuellen Kraftwerks 5. BHKW-Info Tage 2009 Goslar, 24. Oktober 2009 Dipl.-Ing. Michael Steck Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.v. 11

2 Gliederung 1. Forschungsverbund EnEff: Stadt 2. Vermarktungsmöglichkeiten virtueller Kraftwerke 3. Demonstrations- und Pilotanlagen 4. Projekt DEA: Verbund dezentraler Anlagen 5. Umsetzungsarten virtueller Kraftwerke 2

3 Eneff:Stadt Auslegung und intelligentes Management optimierter Energieversorgungsstrukturen auf Quartiersebene 3 Verbund dezentraler Anlagen Flexibilisierung der Betriebsweise von KWK Optimierte Energieversorgung

4 Vermarktungsmöglichkeiten virtueller Kraftwerke Brennstoff KWKG, EEG Haushalt, Gewerbe Strom Brennstoff Wärmeeigenbedarf Nahwärmenetz Industrie Strom Strom Wasserkraft 4 Quelle: FfE Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.v.

5 Vermarktungsmöglichkeiten virtueller Kraftwerke Verbund (Virtuelles Kraftwerk) Brennstoff KWKG, EEG Haushalt, Gewerbe Strom Brennstoff Systemdienstleistungen Stromhandel (EEX) Industrie Strom Strom Wärmeeigenbedarf Nahwärmenetz Wasserkraft (MR, SRL...) 5

6 Betriebsmodelle für VKW 6

7 VKW-Projekte 1. Karlsruhe, Edison, Unna, Essen, EUVPP, Werl, KonWerl, Saarbrücken, Evonik, Clausthal, VKW Harz, Stutensee, DISPOWER, Bingen, VKW RLP, Freiburg, VIRTPLANT, Kassel, Reg. KombiKW, Sauerland, RWE/Siemens, Cuxhaven, EWE, Mannheim, MVV, Hamburg, Lichtblick, München, SWM, 2010 (geplant) 7

8 ZuhauseKraftwerk von LichtBlick Wissenschaft Anlage Name Standort 1) VKW-Betreiber Ziel Charakterisitik "ZuhauseKraftwerk" Hamburg Lichtblick kommerzieller Einsatz, Stromhandel Gasmotoren à 20 kwel, 36 kwth, Speicher 2 m³, eta el. 33%, eta th. 59% Laufzeit VKW 2) geplant ab 2010 Energiemanangement keine Angaben Sonstiges Erdgasmotor EcoBlue von VW Projekt keine Angaben Institute TU Braunschweig Projektbeteiligte Lichtblick Projektlaufzeit keine Angaben Ergebnisse keine Angaben Bemerkung 7 bauähnliche Anlagen im Pilotprojekt Quellen /LICHT-01 09/,/LBD-01 09/,/TGA-01 09/ 1) Sitz der Leitwarte des VKW 2) Start und Ende des vernetzten Betriebs Foto: Manfred Witt 8

9 Mögliche Zielsetzungen von Virtuellen Kraftwerken Technische Machbarkeitsstudie Erproben der Anlagenund Informationstechnik Vorbereitung einer Markteinführung Integrierbarkeit fluktuierender Erzeuger Reduzierung von Emissionen Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades Erreichen von Klimaschutzzielen Netze optimierte Netzauslastung verbesserte Netzqualität Blindleistungskompensation Stromhandel Erschließung weiterer Vermarktungspfade Beitrag zu Systemdienstleistungen 9

10 Fragenpakete der Betreiber Betrieb: Nach welchem Einsatzplan wird produziert? Welche Informationen über die Anlagen sind erforderlich? Wie kann auf Abweichungen reagiert werden? Strategie: Welche Anlage ist geeignet, in ein Virtuelles Kraftwerk aufgenommen zu werden? Welche Faktoren sind entscheidend? Wie kann die Eignung quantifiziert werden? Betrieb Handel: Welche Stromprodukte soll das VKW erzeugen, um die höchste Wirtschaftlichkeit zu erreichen? Welche Gewinne werden erzielt, welche Risiken eingegangen? Strategie Handel 10 Bildernachweis: aboutpixel.de Päckchen Rainer Sturm

11 Notwendige Simulationsebenen Strategie Simulationszeit: 1 a / 4 Typtage h Auflösung: 1 h 1 / min 15 min Wirtschaftlichkeit der Anlagen, der Vermarktung Simulation vers. Randbedingungen Handel Simulationszeit: 24 4 h Auflösung: 15 1 min Vermarktung der Minutenreserve EEX-Day-Ahead-Handel Speicherbewirtschaftung Betrieb Simulationszeit: 4 h Auflösung: 1 min Beherrschung von Anlagenausfällen Intradayhandel 11

12 Ausprägungen der Datenübermittlung 1/2 hoher Datentransfer zentrale Verarbeitung Zentrale DEA keine dezentrale Verarbeitung Großkraftwerke mit Leitwarte Preissignal, Rundsteuerung keine zentrale Verarbeitung Zentrale DEA dezentrale Verarbeitung Preissignal an der Steckdose, Rundsteuerung, Netzorientierter Betrieb 12

13 Ausprägungen der Datenübermittlung 2/2 kompakte Informationen zentrale Verarbeitung Zentrale DEA dezentrale Vorverarbeitung Ausgewogene Vorverarbeitung meldet Freileistung, disponible Last Ansteuerung & Feedback zentrale Verarbeitung Zentrale DEA keine dezentrale Verarbeitung Informationen werden aus historischen Ansprechreaktionen gewonnen 13

14 Übersicht der Simulationsumgebung Output Auswertung Ergebnis Visualisierung Fahrplan Gemischt Ganzzahlige Lineare Programmierung Blockauswahl Lineare Programmierung Heuristik Lineare Programmierung Genetischer Algorithmus Heuristik 14 Input Kraftwerksparameter Bezugs- und Lieferverträge Simulationskenngrößen Ereignisse

15 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Michael Steck +49 (89) Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.v. Am Blütenanger München