Energiewende in Thüringen - Herausforderungen für Netz- und Leitungsinfrastruktur aus Sicht der Regional- und Verteilnetzbetreiber

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1 TAG DER FORSCHUNG 2012 Symposium zum Innovations- und Energierecht Schmalkalden, den 27.Juni 2012 <Bild Höchstspannungsnetz Deutschland von BDEW> Energiewende in Thüringen - Herausforderungen für Netz- und Leitungsinfrastruktur aus Sicht der Regional- und Verteilnetzbetreiber Dr. Matthias Sturm E.ON Thüringer Energie AG, Erfurt

2 Energiewende in Thüringen - Herausforderungen für Netz- u. Leitungsinfrastruktur aus Sicht der Regional- und Verteilnetzbetreiber Steckbrief Verteilnetz EEG-Entwicklung und Prognose für unser Netzgebiet Herausforderung an die Netzinfrastruktur Integration der erneuerbaren Energien EEG-Netzausbau und Smart Grid- Lösungen TAG DER FORSCHUNG 2012 Symposium zum Innovations- und Energierecht Schmalkalden, den 27.Juni 2012

3 Steckbrief Verteilnetz Hochspannungsleitungen km Hochspannungsnetz (110 kv) Umspannwerke 99 Mittelspannungsleitungen km Schalthäuser/ ON- Stationen Niederspannungsleitungen Hausanschlüsse Fläche Netzgebiet Energiebezug 2011 EEG-Einspeisung km km 2 10,6 TWh 2,5 TWh

4 Entwicklung EEG-Einspeisung Megawatt (MW) 7000 Ist-Entwicklung Prognose (P): Leitszenario B deutscher 10-a-NEP abdestilliert für Thüringen Biogasanlagen PV-Anlagen Windenergieanlagen P-Einspeisung 2022: 5000 MW / GWh P-Bezug 2022: MW / GWh 450 MW / 2100 GWh 1950 MW / 1500 GWh Ist-Einspeisung 2011: 1195 MW / 2459 GWh 1) Ist-Bezug 2011: MW / GWh 180 MW / 1058 GWh 293 MW / 236 GWh 711 MW / 1165 GWh 2600 MW / 4600 GWh Jahr 1) Ist-Zahlen 2011 ohne Wasserkraft

5 1. Herausforderungen E.ON Thüringer Energie AG an Verteilnetz Fluktuation der Einspeisung mit Lastflussumkehr Historie: Stromnetz (der Zukunft): P (kw)

6 2. Herausforderungen an Verteilnetz dezentral verteilte Einspeiser mit hohen Leistungen zentrale Erzeugung Energiesystem gestern Energiesystem morgen Übertragung HöS/HS Verteilung MS Verteilung NS Verbraucher Heute dezentrale Erzeugung PV Smart Home E- Speicher Mobil Mikro KWK

7 3. Herausforderungen an Verteilnetz Spannungshaltung im Niederspannungsnetz max. zulässig EN u = +/-10% U N ON-Station U N = 400 V Spannung (V) NS-Leitung (Ortsnetz) Leitungslänge (m) HA Spannungsänderung u:

8 E.ON Thüringer Energie AG Integration erneuerbarer Energien 1. konventioneller Netzausbau aller Netzverstärkung bis 2022: HS-Netz Verstärkung in Umspannwerken Leitungsnetz MS/NS Verstärkung in ON- Stationen Finanzbedarf (ohne Synergien) 110-kV-Kuppelleitung Menteroda-Greußen dargestelltes Beispiel: 110-kV- Netzbereich Greußen-Sömmerda mit 265 MW Wind aktuell 200 km km Mio.

9 Integration E.ON Thüringer erneuerbarer Energie AG Energien 2. Netzautomatisierung = evidenter Smart Grid- Baustein Die Netzautomatisierung wird das Mittel- und Niederspannungsnetz und den Kunden erschließen. Gestern Morgen Zentrale Erzeugung Übertragung HöS/HS bisherige Automatisierungsebenen Zukünftige Automatisierungsebenen inkl. Niederspannungsnetz und Kunden Verteilung MS Heute Verteilung NS Kunden Verteilnetz gestern Smart Grid

10 E.ON Thüringer Energiezur AG Integration EEG Systemlösungen Was haben wir bereits umgesetzt? Automatisierung/Fernsteuerung aller 110-kV-Umspannwerke ist abgeschlossen! Informationsnetz

11 Systemlösungen E.ON Thüringer Energie zur AGIntegration EEG aktuelle Projekte Automatisierte Ortsnetzstation Mittelspannungsnetz neue Komponenten für Fernsteuerung und Fernmeldung/-übertragung

12 Systemlösungen zur Integration EEG aktuelle Projekte Einbau von Messung zur Netzanalyse in Ortsnetzstationen Netzanalyse = Grundlage für Überwachung Leitungs- u. Transformatorenauslastung Überwachung Netz- und Spannungsqualität ( Powerquality ) aktive Lastfluss- und Spannungsregelung

13 Systemlösungen zur Integration EEG aktuelle Projekte Erprobung von automatischen Spannungsregelsystemen in Ortsnetzen PV- Anlagen ON-Station NS-Leitung (Ortsnetz) KV Rückspeisung HA HA Regelbarer Ortsnetz- Transformator (RONT) Niederspannungs- Netzregler (NSNR) Regelprinzip (NSNR)

14 Systemlösungen zur Integration EEG Aufbau EEG- Smart Grid i.u.v. 6,11 EEG Windkraftanlage ( WKA ) Solaranlage (PV) MS (NS) Blindleistungsregelung Kennlinien für WR-EEA NS: autarke Spannungsregelung über automatische Netzregler vor Ort ggf. Leitstelle Windpark Anschlussnehmer Funk- oder Festverbindung GPRS / DSL VPN-Tunnel Steuerung [ Master ] Übergabestation Fernwirkschrank MS-Netz Router NAP NVP Router Firewall Netzleitstelle Arbeitsplatz Netzbetreiber

15 Untersuchung der Einbindung von Energiespeichern Thema Power to Gas Systemlösungen zur Integration EEG aktuell untersuchte Projekte Analyse von: 1. Technologie 2. Funktionalität 3. Dimensionierung 4. Lokalisierung 5. Prozess

16 Systemlösungen zur Integration EEG aktuell geplante Projekte Einbindung von Energiespeichern bei Fahrzeugaufladung mit Grünstrom HS (110kV) Ökostromspeicher Umspannwerk Elektrotankstelle mit Schnellladestation Windpark Ortsnetzstation Laden an Ladesäule im öff. Bereich (Laternenparker) MS (20kV) NS (400V) PV-Dachanlage (Privat/Gewerbe) Laden am vorhandenem privaten Hausanschluss Solarpark

17 Klima/Wetterdaten Systemlösungen zur Integration EEG aktuelle Projekte Teste die Zukunft - unser Elektrofahrzeugprojekt Umsetzung mit PV-Folgetageprognose und EFZ- Ladefunktion Folgetagsprognose Ertragsfunktion Anlage 1 Ladestromfunktion Anlage 2 Einspeiseertrag ausreichend Einspeiseertrag zeitweise nicht ausreichend

18 Systemlösungen zur Integration EEG weitere Untersuchungen Analyse der Funktionalitäten von SmartGrid-Metern durch das Netz bspw. Ausgleich Angebot und Nachfrage in Ortsnetzen 1) sonniger Tag, viel Photovoltaik-Erzeugung 2) Messung der Netzspannung beim Endkunden 3) Spannung ist zu hoch! 4) automatische Spannungsregelung 5) und/oder Zuschalten von Verbrauchern (Speichern) 6) Spannung ist wieder im Sollbereich. 1 PV Anlage PV Anlage Schaltbarer Verbraucher Ortsnetz/ Regionalnetz Schaltbarer Verbraucher Mikro-KWK Prozess Steuersignale Messdaten Spannung ist zu hoch! 3 Spannung ist im Sollbereich

19 Herausforderungen durch die Energiewende für die Verteilnetze in Thüringen Wir nehmen sie an! TAG DER FORSCHUNG 2012 Symposium zum Innovations- und Energierecht Schmalkalden, den 27.Juni 2012 Ihr Ansprechpartner: Dr. Matthias Sturm Bereichsleiter Grundsatzfragen Technik Tel