Das Europäische Verbundnetz und

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1 Das Europäische Verbundnetz und der Strommarkt Prof. Dr. Hans Glavitsch 2. September 2008

2 Elektrizitätsversorgung UCTE (EU) 500 Millionen Einwohner 2500 TWh Jahresverbrauch (ca. 40 mal CH) MW Höchstleistung Erzeugung: 47 % konventionell thermisch 37 % nuklear 16 % Wasserkraft Emb

3 Das etz Das Netz: Technisches Leitungssystem Vergleichbar: Strassennetz, Schienennetz, Rohrnetz Gleichzeitig. Marktplatz, Administration mit Benutzungsgebühren, Engpässen Bestimmt: eigene Gesetze, Elektrotechnik Emb

4 Emb Ausschnitt UCTE- etz Schweiz

5 Emb UCTE- etz Details W-Schweiz

6 Höchstspannungsnetz - Übertragung Drehstromübertragung = dreiphasiger Wechselstrom Dreileiter Leitungen, Kabel 380- und 220-kV Spannungen Doppelleitungen km 220 kv = 1000 mal Verteilspannung Emb

7 Dreiphasige Spannungen 1,5 1 Dreiphasige Wechselspannungen Phase R Phase S Phase T 0,5 0 P ,5-1 -1,5 Absch07

8 Spannung, Strom, Leistung Summenleistung R S S T Drehstrom Leistung Spannung Strom einphasiger Wechselstrom -2 Emb

9 Drehstromfreileitungen o o o o o o o o o Absch08

10 Synchrongenerator Stator mit Wicklungen R Polrad S T Emb

11 Synchronlauf der Generatoren G 1 G 2 Ausgleichsstrom lih Emb

12 Hohe Spannungen, geringe Verluste Beispiel: 380 kv, 350 MW, 532 A, 100 km Phasenleiter: Zweierbündel 2 x 560 mm 2 Widerstand Ohm/km.Phase Verluste: 2.12 MW = 0.6 % Thermische Grenzleistung 1400 MW Verluste: MW = 2.42 % Emb

13 Bilanz der Leistungen Erzeugung, Verluste und Verbrauch ergänzen sich stationär in jedem Zeitpunkt zu Null Gilt für das gesamte UCTE-System Wie bei einem Antriebsystem ändert sich bei einer Störung die Drehzahl, d.h. die Frequenz des Systems Primärregelung: 3000 MW => 180 mhz Emb

14 Verteilung der Flüsse Einsspeisung Abnahmen punktuell 1/4 +1 1/4 1/4 1/4 1/4 1/4 1/4-1 1/4 Emb

15 Austausch über Regelzonen Austausch: A1 => B1 = 200 MW A2 => C2 = 500 MW B3 => C3 = 700 MW C4 => B4 = 300 MW Pro Regelzone: ΣA = 700 MW ΣB = 200 MW ΣC = -900 MW A B MW 200 MW MW C Emb

16 etzregelung 0 ) ( + = f f B P P ACE isoll i i isoll i = + f B P f B P soll soll Emb = = + + = + P P P f B P f B P f B P f B P soll soll soll soll

17 Koordination des Austausches Vorgabe der Sollwerte bei Swissgrid am Vortag Kontrolle der Sollwerte auf Konsistenz Korrektur von Abweichungen (1 Woche vorher) Korrektur der Frequenz Synchronzeit Implementierung in den Regelzonen Verrechnung der vorgegebenen Sollwerte Emb

18 Umfang des Stromhandels Heute: 11 % des Verbrauchs Akteure: Deutschland Frankreich Sh Schweiz Italien Niederlande Motivation: Grundlast Spitzenlast Reserveersparnis Windkraft Preisunterschiede Emb

19 Emb Spotpreis im Verbundnetz

20 Engpässe im etz Engpässe: Stromkreise (Leitungen) zwischen Teilnetzen, die eine Tendenz zu Überlastungen aufweisen bzw. überlastet sind. Ursachen: Zu hohe Transite, Vereinbarungen zwischen entfernten Einspeisungen und Verbrauchern, Änderungen durch Störungen, Wenig Eingriffsmöglichkeiten durch lokale Netzbetreiber Emb

21 Emb Import- Export Schweiz

22 Historische Blackouts Italien: 28. September 2003 Ausgelöst durch Überlastungen von alpenüberquerenden 380-kV-Leitungen Ausfall von ganz Italien Deutschland: 4. November 2006 Auftrennung des europäischen Verbundnetzes in drei Teile als Folge einer geplanten Ausschaltung einer Leitung in Norddeutschland, mit Teilverlusten von Netzen Emb

23 Blackout Italien Germany France Switzerland Italy Austria Slovenia Hungary 380 kv Leitung 220 kv Leitung Auslösende Leitungen Emb

24 Blackout Deutschland switched line tripped line overloaded

25 Emb Auftrennung in drei Teilnetze

26 Probleme Fehlende Erzeugungsmöglichkeiten (Kohle, Kernenergie, Wind?) Trassennot Freileitungen Engpässe Koordination Liberalisierung Handel - Netzbetrieb Emb

27 Motivation Verbund - Strommarkt Technisch: Dauerbetrieb Grundlast Kurzzeitbetrieb Spitzenlast Geringere Reservehaltung Störaushilfe Spannungs- und Frequenzhaltung Nutzung von entfernt liegenden Ressourcen Kommerziell: Kostenoptimierung Ausgleich von Preisdifferenzen Emb