Anforderungen an die Energienetze der Zukunft

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1 Anforderungen an die Energienetze der Zukunft Mittweida, 24. Oktober 2012 Mitteldeutsche Netzgesellschaft Strom mbh Magdeburger Straße Halle (Saale)

2 Agenda Vorstellung MITNETZ STROM Stand, Perspektiven und Herausforderungen der Energiewende Netzausbau und intelligente Technologien der Schlüssel zum Erfolg 4 Die neue Rolle der Verteilnetzbetreiber

3 Mitteldeutsche Netzgesellschaft Strom mbh 100 % Tochtergesellschaft der enviam AG MITNETZ STROM Seite 3

4 Agenda Vorstellung MITNETZ STROM Stand, Perspektiven und Herausforderungen der Energiewende Netzausbau und intelligente Technologien der Schlüssel zum Erfolg 4 Die neue Rolle der Verteilnetzbetreiber

5 Die drei Dimensionen der Energiewende mittlere Last hohe EEG-Erzeugung starker Netzausbau notwendig hohe Kosten für Netzausbau und EEG- Bearbeitung wenig Last hohe EEG-Erzeugung Abschaltungen starker Netzausbau notwendig hohe Kosten für Netzausbau und EEG- Bearbeitung hohe Last Abschaltung niedrige EEG-Erzeugung geringer Netzausbau notwendig geringe Kosten für Netzausbau und EEG- Bearbeitung Seite 5

6 Regionale Verteilnetze sind der Träger der Energiewende: 97% der EEG-Leistung in regionalen Verteilnetzen (Quelle: Positionspapier dena-verteilnetzstudie, ) Installierte EEG-Leistung 2011 in Deutschland: 65 GW Übertragungsnetz 2 GW Verteilnetz 63 GW Seite 6

7 Bei MITNETZ STROM ist die Energiewende gelebte Praxis Entwicklung des EEG-Anteils am Letztverbraucherabsatz in Prozent* *tatsächlich messtechnisch ermittelter EEG-Anteil auf Basis gemessener Abnahme und gemessener Erzeugung im Netzgebiet MITNETZ STROM * Zielewerte Energiekonzept der Bundesregierung Seite 7

8 Trend zu Großsolaranlagen ist Besonderheit im Netzgebiet der MITNETZ STROM in Betrieb geplant >50 MW MW <10 MW Solarpark Finsterwalde 1 Leistung: 38,7 MWp Solarpark Senftenberg Meuro + Senftenberg 1-3 Leistung: 150 MWp (Foto: LMBV, Luftbilder vom ) Seite 8

9 Größe und Anzahl der Windkraftanlagen nimmt deutlich zu Halle Cottbus 198,0 m 207,5 m Leipzig Osterfeld Chemnitz 99,5 m 99,5 m Völkerschlachtdenkmal kleine WKA (BJ 2000) Windpark Osterfeld mit drei Enercon E-126-Anlagen Nennleistung kw große WKA (BJ 2005) Berliner Fernsehturm Seite 9

10 Die Einspeiseleistung aus EEG bei MITNETZ STROM wird 2022 fast die MW Marke erreichen Inst. Leistu ung in MW Maximallast bei ca MW Minimallast bei ca MW Seite 10

11 Agenda Vorstellung MITNETZ STROM Stand, Perspektiven und Herausforderungen der Energiewende Netzausbau und intelligente Technologien der Schlüssel zum Erfolg 4 Die neue Rolle der Verteilnetzbetreiber

12 Zur Integration der erneuerbaren Energien besteht in allen Spannungsebenen Handlungsbedarf Lastflussszenario Jahr 2020, sonniger + windiger Sonntag (13.00 Uhr) Seite 12

13 Netzausbau ist die Basis für die Integration erneuerbarer Energien Im Verteilnetz ist der größte Netzausbau notwendig 50 % Durchdringungsgrad Intelligente Netze können den Netzausbau nicht ersetzen aber unterstützen Seite 13

14 Netzausbauprogramm: Erweiterung der Aufnahmefähigkeit der Umspannebene HS/MS Beschaffung/Wechsel von Transformatoren Erweiterung von Umspannwerken um einen weiteren 110-kV/MS-Transformator Wechsel/Umbau Mittelspannungsanlage Spannungsumstellungen 15 kv 20 kv Seite 14

15 Netzausbauprogramm: sekundärtechnische Maßnahmen Nachrüstung SDL-Schränke zur Nutzung der SDL-Fähigkeit von Einspeisern an der MS-Sammelschiene und Aufbau einer Mitnahmeschaltung zur Nutzung des zweiten Transformators > 2011: 25 Umspannwerke > 2012: 13 Umspannwerke > 2013 ff: Fortsetzung des Programmes, Umfang wird nach Notwendigkeit entscheiden Nachrüstung von Messwerterfassung P/Q in der Mittelspannungsschaltanlage zur besseren Überwachung der Lastflusssituation und Erhöhung der Datenqualität für die Anschlussbewertung > 2011/2012: 12 Umspannwerke > 2013ff: nach Notwendigkeit Seite 15

16 Netzausbauprogramm: notwendige Erweiterung Netzleitsystem (1) Aufbau Blindleistungssteuerung > Überwachung des Spannungsniveaus im HS-Netz > Regelung der Blindleistungsbilanz zum HöS-Netz (Optimal-Power-Flow) > aktiver Zugriff auf Blindleistungstellvermögen der Einspeiser Erweiterung Netzsicherheitsmanagement > Ressourcenerweiterung, weil Anzahl überwachter Netzengpässe zunimmt > Einbeziehung unterlagerter Netzbetreiber und schaltbarer Lasten (Demand- Side-Management) > Erweiterung der Netzsicherheitsrechnung um Ausfallvarianten basierend auf Einspeise- und Lastprognosen > Aufbau einer technisch, wirtschaftlich und organisatorisch abgestimmten Wirkungskette Seite 16

17 Netzausbauprogramm: notwendige Erweiterung Netzleitsystem (2) Smart Grid > Aufbau eines Konzeptes zur Aufnahme, Auswertung und Weiterverarbeitung aller smart grid -Daten Umsetzung Kaskadierung > Aufbau einer technisch, wirtschaftlich und organisatorisch abgestimmten Wirkungskette Seite 17

18 Netzausbauprogramm: Räumliche Einordnung der vorgestellten Netzausbaumaßnahmen im HS-Netz Legende: Netzausbau HS-Netz Umspannung HS/MS Umspannung HöS/HS UW-Sekundärtechnik Netzleittechnik EEG-Netzanschlüsse Seite 18

19 Netzausbauprogramm: Weitere Folgemaßnahme im HS-Netz Sekundärtechnische Ertüchtigung > Anpassung der sekundärtechnische Ausstattung in Folge der Erweiterungsmaßnahmen zum Anschluss Erneuerbarer Energien verschiedene Umspannwerke, in den Folgejahren Beispiel UW Weißenfels Telekommunikationstechnische Erschließung > Einbindung von Einspeiseanlagen in das Telekommunikationsnetz zur Datenübertragung und möglichen Steuerung Seite 19

20 Netzausbauprogramm: Maßnahmen im Mittel- und Niederspannungsnetz Verkabelung von MS- und NS-Freileitungen Errichtung von zusätzlichen Netzstationen bzw. Leistungserhöhung durch Trafotausch Einsatz von regelbaren Ortsnetztransformatoren (RONT) ->Pilotphase Optimierung des MS-Netzes für Einspeiser durch Trennstellenverlagerung Spannungsumstellung Spannungsbandabsenkung Weitbereichsregelung -> Pilotphase ab 2013 Umbindung von großen Erzeugungsanlagen im MS-Netz zur Schaffung weiterer Einspeisepotentiale im vorhanden Netz Spannungsregler im NS-Netz (Magtech, Walcher) -> Pilotphase Seite 20

21 Forschung und Hochschulkooperationen der Schlüssel zu neuen innovativen Ideen Seite 21

22 Wir bringen die Entwicklung neuer intelligenter Technologien voran Hochtemperaturleiterseile (HTLS) Erhöhung des höchsten Normaltemperaturbereiches von 80 C auf Temperaturbereiche bis ~ 150 C zur Erhöhung der Leitungskapazität ASTROSE Nutzung der Wettereinflüsse (Kühlung) mit Ziel höherer Auslastung. Direkte Messung von Temperatur und Durchhang über intelligente Sensoren Feldstudie Intelligentes Niederspannungsnetz Einsatztest neuer Komponenten für Messung, Regelung und Speicherung - Sammlung von Betriebserfahrung Regelbare Ortsnetztrafos Stufenlose Spannungsanpassung niederspannungsseitig unter Last bei Einhaltung der gewohnten Betriebseigenschaften Verknüpfung Anschlussobjekte IS/U und GIS Nutzung von Smart-Meter-Daten zur Netzplanung im GIS; wissenschaftliche Begleitung zur Analyse des hinreichenden Durchdringungsgrads mit intelligenter Zähltechnik Seite 22

23 Speicherung elektrischer Energie kann unterstützen wird das Problem allein aber nicht lösen Speicherkapazität Pumpspeicherwerk Goldisthal = max. 8,5 GWh Um den Energiebedarf einer Woche von Deutschland speichern zu können, bedarf es ca x Goldisthal Seite 23

24 Zur Integration fluktuierender Erzeugung sind alle Optionen zu bewerten Einsatz weiterer Spitzenlast-KW > Bau Gas-KW Nutzung großer Energiespeicher > Speicherbau Die Lösung ist eine Kombination aus mehreren Maßnahmen Import/Export elektr. Leistung > Leitungsbau Steuerung Verbrauch und Einspeisung > IKT Volkswirtscha aftliche Bewertun ng Speicher, IKT Gas-KW Netzausbau Seite 24

25 Agenda Vorstellung MITNETZ STROM Stand, Perspektiven und Herausforderungen der Energiewende Netzausbau und intelligente Technologien der Schlüssel zum Erfolg 4 Die neue Rolle der Verteilnetzbetreiber

26 Unterschiedliche Lastsituationen sind zu beherrschen Tag mit geringem EE-Anteil - Bezug aus dem Übertragungsnetz - Tag mit hohem EE-Anteil, überwiegend Wind - Lastflussumkehr, Rückspeisung ins Übertragungsnetz Oktober Oktober Seite 26

27 Stromnetze gehen immer häufiger auf Alarmstufe gelb Blackout-Gefahr Teil- oder Totalausfall Wiederaufbau der Stromversorgung Warnung vor wachsenden Versorgungsengpässen in den Wintermonaten Bedarf für Kaltreserve bei MW immer mehr Stilllegungen von Kraftwerken Netzstabilität ist gefährdet Stress- bzw. Störbetrieb 50 Zur Regelung kritischer Situation: 40 ÜNB s leiten SSM-Maßnahmen ein, 30 zusätzliche Aufrufe an VNB s zu NSM- 20 Maßnahmen Nutzung von Regelenergie 10 Netzstabilität ist gewährleistet Anzahl NSM- und SSM-Eingriffe bei MITNETZ STROM Stand August 2012 SSM NSM Erzeugung und Verbrauch sind auf gleichem Niveau Normalbetrieb Seite 27

28 Neue Formen der Zusammenarbeit aller Netzbetreiber und Kunden notwendig heute zentral morgen dezentral ÜNBs 380-kV/220-kV-Netz ÜNBs 380-kV/220-kV- Netz VNBs 110-kV/MS/NS- Netz VNBs 110-kV/MS/NS-Netz Stadtwerke MS/NS-Netz Stadtwerke MS/NS-Netz Seite 28

29 VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT Mitteldeutsche Netzgesellschaft Strom mbh Magdeburger Straße Halle (Saale)