ANWENDUNGSFALL-OPTIMIERTE BEREITSTELLUNG VON BLINDLEISTUNG AUS DEZENTRALEN ERZEUGUNGSANLAGEN IM 110-KV-VERTEILNETZ

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1 ANWENDUNGSFALL-OPTIMIERTE BEREITSTELLUNG VON BLINDLEISTUNG AUS DEZENTRALEN ERZEUGUNGSANLAGEN IM 0-KV-VERTEILNETZ Marcus Kreutziger Wilma Becker Peter Schegner Elisabeth Habermann (TU Dresden) (Mitteldeutsche Netzgesellschaft Strom mbh) (TU Dresden) (50Hertz Transmission GmbH)

2 Gliederung Vorstellung Projekt SysDL.0 Simulations- und Datengrundlage Fähigkeiten der Blindleistungsbereitstellung von DEAs Zusammenfassung und Ausblick

3 Vorstellung Projekt SysDL.0 Allgemeine Informationen Projekt SysDL.0 Systemdienstleistungen aus Flächenverteilnetzen Projektlaufzeit Oktober 0 bis September 07 Gefördert durch Bundesministerium für Wirtschaft und Energie der Bundesrepublik Deutschland Projektkonsortium 0 Partner (Übertragungsnetz-, Verteilnetzbetreiber, Industrie, Forschung) Ziele: Theoretische Entwicklung von Algorithmen und Verfahren zur koordinierten Bereitstellung von SDL aus DEAs Implementierung eines SysDL-Moduls Praktische Umsetzung der entwickelten Verfahren in einem Feldtest Bewertung des Systemansatzes hinsichtlich praktischer Einsetzbarkeit und Wirtschaftlichkeit

4 Vorstellung Projekt SysDL.0 VNB ÜNB Definition der Anwendungsfälle Anwendungsfall Beschreibung Zielgröße A Spannungsanforderung am NVP Ermittlung der betrieblich max. möglichen Spannungsbänder am NVP Berechnung der Arbeitspunkte an den DEAs Spannungsband am NVP B Blindleistungsanforderung am NVP Ermittlung der betrieblich max. möglichen Blindleistungsgrenzen am NVP Berechnung der Arbeitspunkte an den DEAs Blindleistungsaustausch am NVP C Prüfung von Redispatch- Anfragen ÜNB fordert Freigabe für Redispatch einer DEA im VN an Freigabe: ja/nein D Lokale Spannungshaltung Spannung im VN nähert sich Grenzen des Spannungsbandes Spannungshaltung durch DEA Spannung im VN E Minimierung der Netzverluste Netzbetrieb mit Blindleistungsreserven aus A,B,D Minimierung der Netzverluste durch gezielten Blindleistungseinsatz Verluste im VN F Lokales Engpassmanagement Engpass im VN Regelung der Blindleistung um Wirkleistungsreduzierung zu minimieren Minimierung der Einsenkung von DEA

5 Gliederung Vorstellung Projekt SysDL.0 Simulations- und Datengrundlage Fähigkeiten der Blindleistungsbereitstellung von DEAs Zusammenfassung und Ausblick 5

6 . Simulations und Datengrundlage Netzmodell und Kenngrößen Leitung ÜN Leitung ÜN O SLACK Leitung ÜN NVP NVP NVP 0-kV- Verteilnetzgruppe 0-kV-Verteilnetzgruppe der MITNETZ STROM (ländlich geprägt).600 km Leitungslänge DEAs mit Anschluss an das HS-Netz (7 WEAs, PVAs, PV/WEA) Netzverknüpfungspunkte 8 HöS/HS-Transformatoren Last-/Einspeisezeitreihen in 5-Minuten-Zeitschritten für 0 im Verteilnetz Leistungsflüsse in 5-Minuten-Zeitschritten für 0 im Übertragungsnetz 6

7 Gliederung Vorstellung Projekt SysDL.0 Simulations- und Datengrundlage Fähigkeiten der Blindleistungsbereitstellung von DEAs Definition Reaktivstundenzahl Auswahl von Anlagen Zusammenfassung und Ausblick 7

8 Bewertung von DEAs Definition der Reaktivstundenzahl Blindleistungsstellbereich von Erzeugungsanlagen nach VDE-AR-N 0 (TAB HS) 00% 80% P/Pr 60% 0% Q r Q 0% 0% -50% -5% 0% 5% 50% Q/ P r Q t Q 0 Q r Q t Q 0 Bereich der Bemessungsblindleistung Bereich eingeschr. Blindleistung Bereich ohne Blindleistungsvorgabe Q gesamter Blindleistungsbereich 8

9 Bewertung von DEAs Definition der Reaktivstundenzahl 00% 80% P/Pr 60% 0% Q r Q 0% 0% % -5% 0% 5% 50% t in h Q/ P r Q t Q 0 t Qr t Qt t Q0 t Q Q r Q t Q 0 Bemessungs-Reaktivstunden Teilbereichs-Reaktivstunden Null-Reaktivstunden Q Gesamt-Reaktivstunden 9

10 Bewertung von DEAs Reaktivstundenzahlen am Beispiel 00% 80% P/Pr 60% 0% 0% 0% t in h WEA 0 PV/WEA PVA 08 Reaktivstunden: neue Kennzahl zur Bewertung der Potenziale von DEAs zur Bereitstellung von Blindleistung Kein direkter Zusammenhang zwischen Gesamt- Reaktivstunden und Volllaststunden WEA 0 PV/ WEA PVA 08 t Q0 in h (P < 0,P r ) t Qt in h (0,P r P < 0,P r ) t Qr in h (P > 0,P r ) t Q in h (t Qt + t Qr ) t Voll in h

11 Gliederung Vorstellung Projekt SysDL.0 Simulations- und Datengrundlage Fähigkeiten der Blindleistungsbereitstellung von DEAs Definition Reaktivstundenzahl Auswahl von DEAs Zusammenfassung und Ausblick

12 Bewertung von DEAs Bewertungsschema zur Auswahl von DEAs für jeden Zeitpunkt (500) im Jahr 0 Ausgangszustand bewertete DEA: Q DEA = 0 Bewertung übererregt bewertete DEA: Q DEA = Q max übererr Bewertung untererregt bewertete DEA: Q DEA = Q max untererr übrige Anlagen: Q DEA = Q mess übrige Anlagen: Q DEA = Q mess übrige Anlagen: Q DEA = Q mess Lastflussrechnung Lastflussrechnung Lastflussrechnung Q NVP 0, U SS max 0, U SS min 0 Q NVP bereit, U SS min hub Q NVP bezug, U SS max senk Auswertung (500 Werte je NVP, Szenario und Anlage) ΔQ NVP bereit = Q NVP bereit Q NVP ΔQ 0 NVP bezug = Q NVP bezug Q NVP 0 U SS max senk = U SS max senk U SS max U 0 SS min hub = U SS min hub U SS min 0 Blindleistungsbereitstellung am NVP Blindleistungsbezug am NVP Spannungsabsenkung der SS mit max Spannung Spannungsanhebung der SS mit min Spannung

13 Bewertung von DEAs ÜNB VNB Bewertung für den topologischen Grundzustand Q-Bereitstellung am NVP im Bereich P = 0, P r... P r Spannungsabsenkung im VN im Bereich P = 0, P r... P r B D

14 Bewertung von DEAs ÜNB VNB Bewertung für den topologischen Grundzustand Q-Bereitstellung am NVP im Bereich P = 0, P r... P r Spannungsabsenkung im VN im Bereich P = 0, P r... P r B D ΔQ 0 MVar ΔU 0,5 kv

15 Bewertung von DEAs ÜNB VNB Bewertung unter Einfluss von Netzumschaltungen Q-Bereitstellung am NVP im Bereich P = 0, P r... P r Spannungsabsenkung im VN im Bereich P = 0, P r... P r B D ΔQ 0 MVar ΔU 0,5 kv 5

16 Gliederung Vorstellung Projekt SysDL.0 Simulations- und Datengrundlage Fähigkeiten der Blindleistungsbereitstellung von DEAs Zusammenfassung und Ausblick 6

17 Mitnetz BB Zusammenfassung und Ausblick Projekt SysDL.0 identifiziert und beschreibt 6 praktische Anwendungsfälle Reaktivstundenzahlen eignen sich zur Vorauswahl/ Bewertung von DEAs hinsichtlich ihrer Beiträge zu SDL Auswahl von DEAs für einen Feldtest erfolgt mittels Kombination der Reaktivstundenzahlen mit weiteren Kriterien (ggf. Nachrüstung von DEAs für direkte Steuerung per Sollwert-Vorgabe) Vorauswahl geeigneter DEAs: 7 DEAs für Anwendungsfall A/B, DEA für Anwendungsfall D/E Davon nach VDE-AR-N 0 angeschlossen: DEAs für Anwendungsfall A/B, DEAs für Anwendungsfall D/E Im Feldtest ist zu untersuchen, inwieweit bei Anforderung des jeweiligen Anwendungsfalls auch die identifizierten Blindleistungsbereichen Q r + Q t zur Verfügung stehen Für eine umfassende Netzoptimierung sind alle Potenziale zu beachten (zunächst nur Simulation) Beschreibung der Optimierungsumgebung im folgenden Beitrag: Systemdienstleistungen aus Flächenverteilnetzen Methoden und Anwendungen (IWES, Uni Kassel) 7

18 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Marcus Kreutziger Tel.:+9(0)5/6-0 Wilma Becker Tel.:+9(0)5/6-5 Peter Schegner Tel.:+9(0)5/6-7 Elisabeth Habermann Tel.: +9(0)0/550-56

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