>>> Wie ein Industrieunternehmen aus einem virtuellen Kraftwerk mit erneuerbaren Energien versorgt wird. Dipl.-Wi.-Ing.

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1 Wie ein Industrieunternehmen aus einem virtuellen Kraftwerk mit erneuerbaren Energien versorgt wird Dipl.-Wi.-Ing. Timo Buschmann Energy Decentral Hannover,

2 Agenda 1) Vorstellung energy & meteo systems 2) Das Virtuelle Kraftwerk 3) Projekt Regenerativ Kraftwerk Bremen Erzeugungsanlagen Fahrplangenerierung Erbringung von Regelleistung 4) Zusammenfassung und Ausblick

3 1) Vorstellung energy & meteo systems 3 Gründung 2004 Geschäftsfelder Windleistungsvorhersage Previento Solarleistungsvorhersage Suncast Das Virtuelle Kraftwerk Studien und Forschungsprojekte Projekte (Auswahl) etelligence Regenerativ Kraftwerk Bremen

4 Produkte Vorhersage (Auswahl) 4 Wind- und Solarleistungsvorhersagen für VNB, ÜNB, Händler und Direktvermarkter für Netzbetrieb für EEG Strom Vermarktung der ÜNB Aufteilung nach: Postleitzahlen, Trafostation, Netzebenen, Windparks, Windkraftanlagen Bereitstellung von Solarhochrechnung, mögliche Windeinspeisung für ÜNB Leiterseilmonitoring

5 5 2) Das Virtuelle Kraftwerk

6 Das Virtuelle Kraftwerk (VK) 6 Spotmarkt Intra-Day Markt Regelenergie Markt Andere Märkte Kunden-Handelssysteme Zwischenhändler Annahmen Angebote Annahmen Angebote Prognoseanbieter Preis- Windleistungs- Solarleistungs- Erzeugungs- Wetter- Prognosen Virtuelles Kraftwerk Handel durchführen Prognosen kombinieren / verwalten Energiebedarfsprognosen erstellen optimierte Handelsfahrpläne erstellen Abruf Regelleistung Messwerte Erstellung / Verteilung von Fahrplänen Ausregelung von Prognosefehlern Technische Überwachung Stammdaten Verwalten Fahrpläne Messwerte emsys-steuerbox BKV / ÜNB Fahrplananmeldungen

7 7 3) Projekt Regenerativ Kraftwerk Bremen

8 Regenerativ Kraftwerk Bremen (RKB) 8 Kooperationsprojekt: Gefördert durch: Titel: Erbringung von Netzdienstleistungen aus einem regionalen Verbund Entwicklung und Demonstration anhand eines aus Erneuerbaren Energien versorgten Industriegebiets

9 Überblick Anlagenportfolio Anlage Batterie BHKW Windkraftanlage Leistung 110 kw 50 kwel 2000 kw 9 Photovoltaik 58 kwp Ladesäule 22 kw

10 Ziele 10 Weiterentwicklung des VKs zum Aggregator für Systemdienstleistungen Schwerpunkt: Neue Methoden zur Fahrplanerstellung und Betriebsführung eines sehr heterogenen Anlagenparks zur gleichzeitigen Bereitstellung von Energie- und Systemdienstleistungen Koordination von Erzeugung und Verbrauch eines lokal versorgten Gebietes Problem bei der Koordinierung über Grundstücksgrenzen hinweg

11 Rechtliche Aspekte der Versorgung 11 Versorgung eines Industriegebiets mit Erneuerbaren Energien bilanziell physikalisch als Netzbetreiber physikalisch als Objektnetz Contracting

12 Herausforderung Zählerkonzept Anschluss der Batterie: o Eingespeiste Energie muss eindeutig/physikalisch zuzuordnen sein, um Vergütung (KWK,EEG) zu erhalten. o Batterie wird nur durch einen Erzeuger (BHKW) gespeist. Ausblick: o Mischpreiskalkulation o Anerkennung Virtuelles Zählerkonzept eindeutige Zuordnung jeder kwh zu der jeweiligen Erzeugungsart Festgelegte Reihenfolge, welche Erzeugungsart zuerst als Eigenverbrauch gewertet wird.

13 13 Erzeugungsanlagen

14 PV-Anlage 14 Kooperation mit SMA Zugriff auf den Controller von zwei übergeordneten Leitstellen (VK, Netzleitstelle) stufenlose Leistungsabregelung Messwertübermittlung Vorgabe durch übermittelte Fahrpläne Blindleistungsbereitstellung durch Vorgabe des cos phi

15 BHKW 15 Schnittstelle Thrift, IEC SRL-konform 45 Sekunden

16 Windkraftanlage (skaliert) 16 o hohe Gradienten o bei ausreichend Wind eine gute Sollwerteinhaltung 30 Sekunden

17 Batteriespeicher 17 Schnittstellen über IEC SRL-konform, CosPhi regelbar, Notstromfunktion sehr schnelle Lastwechsel 26 Sekunden

18 Batteriespeicher 18

19 19 Fahrplanerstellung

20 Überblick Fahrplangenerierung RKB 20 ökonomisch technisch betriebstechnisch

21 Berechnung der Fahrplanentwürfe (Beispiel BHKW) 21

22 Wärmebedarfskennlinie 22

23 Leistung [kw] >>> Fahrplangenerierung für Batteriespeicher 23 Randbedingungen zur Fahrplanerstellung: o max. Lade- und Entladeleistung in Abhängigkeit des Füllstands o Selbstentladung o Lade- und Entladewirkungsgrad o optimaler Arbeitsbereich (z.b %) o jeweiliger Batteriefüllstand 150 Maximale Be- und Entladeleistung Füllstand [%] Messung Laden Kennlinie Laden Messung Entladen Kennlinie Entladen

24 Fahrplangenerierung: Füllstandsprognose Batterie 24

25 LEISTUNG >>> Fahrplangenerierung: Beispiel Herbsttag Tagesverlauf Rechtliche Aspekte: Zählerkonzept ZEIT Solar BHKW Batterie Ausspeichern Netz Batterie Einspeichern Verbrauch

26 LEISTUNG >>> Fahrplangenerierung: Beispiel Sommertag Tagesverlauf Rechtliche Aspekte: Zählerkonzept ZEIT Solar BHKW Batterie Ausspeichern Netz Batterie Einspeichern Verbrauch

27 27 Netzdienstleistungen Quelle:

28 Regelenergie mit dem Virtuellen Kraftwerk 28 Quelle: Wikipedia SRL MRL Mindestangebotsgröße: 5 MW 5 MW Angebotsdauer: 1 Woche 1 Tag Zeitscheiben: HT/NT 4h

29 Regelenergieabruf: Positivbeispiel und Negativbeispiel 29 5 Minuten 5 Minuten

30 Regelungsstrategien für Netzdienstleistungen 30 Reaktionszeiten der Erzeugungsanlagen Startreaktion gegeben durch Batterie abgelöst durch BHKW bzw. Kombinationsbetrieb mit Batterie Wind und PV als steuerbare Erzeuger (Berücksichtigung der Konfidenzintervalle)

31 Berücksichtigung dargebotsabhängigen Erzeuger 31 Wind und Sonne sind nur begrenzt planbar Wie kann die Leistung der Windkraftanlage berücksichtigt werden? Absicherung durch die steuerbaren Einheiten! Berücksichtigung von Prognosen bei der Fahrplanerstellung Bestimmung der verbliebenen Flexibilitäten für die Batterie

32 Windkraftanlagen für Regelenergie 32 Percentilprognose für 10 Tage

33 Darstellung Engpassenergie bei Gebotsabgabe 33 Portfoliosumme inkl. dauerhafter Regelenergieabruf steuerbare Erzeuger zur Kompensation einplanen Einsatz der steuerbaren Einheiten

34 Storage rate [%] Power [kw] >>> Planung des Batterie Füllstands in der Vorhaltezeit Die Batterie behält Flexibilitätsfreiräume bei gleichzeitiger Vorhaltung. --- Portfoliosumme Time --- Minimum Batteriefüllstand --- Maximum Batteriefüllstand Time

35 Zusammenfassung und Ausblick 35 Erzeugungsanlagen: Anlagen für Regelenergie nutzbar Fahrplangenerierung erfordert viele Randbedingungen für zielgerichtete Fahrweise Netzdienstleistungen Reaktionszeiten der Anlagen sind ausreichend Gemeinsame Bereitstellung durch Poolung möglich Angebotshorizont für fluktuierende Erzeuger noch zu groß Ausblick: Virtuelles Zählerkonzept für Optimierung der Speicher Netzdienstleistung durch Poolung

36 36 Vielen Dank Dipl.-Wi.-Ing. Timo Buschmann energy & meteo systems GmbH Marie-Curie Straße Oldenburg timo.buschmann@energymeteo.com